有序优化重传次数的网络编码算法

在时延敏感的无线多播网络中,由于网络终端的丢包问题,源节点往往需要重传数据包。在重传数据包过程中,文章应用网络编码技术提出了一种有序优化重传次数(orderly and optimal retransmission times,OORT)的网络编码算法。该算法通过对哈希值互补值邻域中不同的值对应的数据包进行相互编码,以减少其哈希值的度,再与其互补哈希值对应的数据包编码组成有序数据包发送组合,来产生更多的编码机会。该算法在监听概率较低导致其他算法不能进行网络编码时,还可以进行再次编码,从而减少重传次数,提高了网络性能。模拟实验结果表明,该算法与著名的COPE网络编码算法和HLAR算法相比较,在重传次数和时延上都有明显的降低。     

无线网络中基于优化网络编码的广播重传算法

针对基于机会网络编码的有效广播重传算法编码效率低、传输时延大、重传次数多的问题,提出了一种基于优化网络编码的广播重传算法.该算法不仅能够有效地避免无效重传编码数据包的重复发送,还能够优先编码较早丢失并且在缓存集合中出现频率高的原始数据包,从而实现编码效率的提高、传输时延的降低和重传次数的减少.     

基于数据包重要性的低时延广播重传算法

 无线广播信道存在噪声和多径衰落,导致无线广播性能较差。传统的无线广播重传技术更多地考虑重传效率,而忽视了重要数据包优先重传的问题,使得一些特殊应用难以优先获得那些重要性较高的丢包。为提高无线广播重传的性能,同时满足对数据包重要性敏感应用的需求,本文在传统广播重传技术的基础上提出了一种基于数据包重要性的低时延广播重传算法。此算法在利用机会式网络编码方法编码重传包时,根据各终端所含丢包重要性的级别,分别对丢包进行编码优先权排序,在满足各终端能够及时译码的基础上优先编码终端中重要性高的丢包,权衡丢包重要性与参与编码丢包总的数量,使得一次编码重传中,参与编码的丢包数尽可能的多,并且使重要性级别靠前的丢包优先参与编码,如此不仅保持了一个较好的重传效率,降低了传输时延,同时又缩短终端获取高重要性丢包的时间。仿真结果表明,在典型的无线信道条件下,此算法不仅保持了现有的经典策略好的重传增益,同时突出了重要性高的丢包能够优先获得的优点,降低了传输时延。     

无线组播网络中应用网络编码的动态组合重传算法

针对无线组播网络中降低数据包重传次数及对抗信道衰落、建立稳定无线连接的需求,提出了一种基于网络编码的动态组合重传算法。该算法采用动态线性组合编码算法(DLCCA),以提高无线组播网络带宽利用效率。首先,利用发送端向用户发送原始数据包;其次,通过组播网络的控制信道,发送端获取了网络用户的接收状态,对未正确解码的数据包进行编码,并在传输过程中根据网络状态采用动态组合策略来形成网络编码包,从而有效提高了网络的整体吞吐量。与此同时,还进一步提出了低复杂度编码算法,并分析了所提编码算法的性能,获得了相应的理论分析结果。仿真实验表明,与传统的无编码算法和XOR网络编码算法相比,动态组合重传算法可以显著减少30%的数据重传次数,提高了网络吞吐量。     

结合果蝇优化算法的PI主动队列管理方法

为解决PI(Proportional Integral)算法收敛速度慢的问题,结合果蝇优化算法提出一种新的PI主动队列管理算法(PIFF).阐述PI主动队列管理机制及丢包率计算方法,结合队长和到达速率定义丢包策略,利用果蝇优化算法刻画了数据包瞬时状态.通过NS2和Matlab进行仿真实验,深入分析了影响该算法的关键因素,对比研究了该算法与其它算法之间的性能状况.研究结果表明:在长期TCP会话数下PIFF能够减少数据包排队时延,有效缓解网络拥塞.     

单跳无线广播网络中能耗优化算法研究

文章针对单节点的无线网络中发送节点速率和功率均可调整的情形,研究了一种优化网络的能量消耗以及传输时间和能量消耗乘积的算法。首先利用基于机会的网络编码(completely opportunity encoding,COPE)算法来确定编码方式,在确定编码方式的前提下提出了一种启发式的速率功率选择发送算法(rate and power adjustment algorithm,RPAA),该算法的主要特点是充分考虑了网络的功率和速率变化对网络性能的影响。结果表明,与经典的COPE算法以及基于中继的编码算法(network coding with relay assistance,NCRA)相比,RPAA算法能够很大程度地减少网络的能量消耗以及传输时间和能量消耗的乘积。     

一种有线-无线异构网络的媒体感知ARQ控制方案

在基于IEEE802.11b协议的无线局域网(WLAN)中,针对MPEG4视频数据在有线-无线异构网络中最后一跳的传输,当无线网络出现较严重的拥塞和干扰情况下,会导致视频播放的图像质量下降。提出了一种基于路由代理的媒体感知ARQ(automatic repeat request)机制,该机制通过利用路由代理接收视频信息并将该信息反馈给无线接入点(AP)以实现选择性的视频数据包的重传,并根据时延要求进行优先数据包重传以保障时延的要求,提高异构IP网络的视频播放质量和用户感受质量。仿真结果表明,本算法对无线链路的丢包和队列拥塞丢包进行了保护,可以提高视频的播放质量。     

无线多跳网络中基于网络编码的高效可靠组播路由算法

针对现有的多跳无线网络中基于网络编码的可靠组播算法,节点在数据恢复阶段存在冗余的控制开销和编码包的冗余传输问题,提出一种基于网络编码的高效可靠组播路由算法(high-efficiency reliable multicast routing algonthm based on network coding,HMNC).该算法通过采取在数据恢复阶段用组播树上游节点的反馈信息替代下游节点的冗余反馈信息以及新增节点缓存机制等措施达到减小网络控制开销和降低数据的平均恢复时延的目的.理论分析和仿真结果表明,与基于网络编码的可靠组播(network coding reliable multicast,NCRM)算法相比,HMNC算法在节点数据的平均恢复时延、网络控制开销等方面的性能均得到了提升.     

一种新型的基于效用函数的LTE-A系统预编码资源调度算法

为了消除共信道干扰(CCI),研究了LTE-A系统基于码本的预编码算法,与用户调度算法相结合,提出了一种基于效用函数的调度算法。该算法计算系统内所有用户的时延和速率效用函数,并判定用户的优先级,长时延或低速率的用户将被优先调度。仿真结果表明,基于效用函数的调度算法,在保证用户吞吐率的前提下,与最大吞吐率调度算法相比,兼顾了时间公平性;与比例公平调度算法相比,有更小的时间和空间复杂度,更适用于小区用户拥挤的场景。     

EPON的动态带宽分配算法研究与优化

在分析了EPON的DBA的基础上,根据分布式计算的特点,提出了一种优化的可适用于分布式光网络的动态带宽分配算法DPDBA。该算法根据通信数据包的实时性和时序性,进行动态调度,预测动态分配信用带宽。通过数据包的时延分析和仿真,表明该算法能适用于分布式光网络,减少了数据包的时延。     

基于最优预测状态估计的网络化最优控制

针对网络化控制系统中存在的时变网络诱导时延和数据包丢失,提出基于最优预测状态估计的网络化线性二次型高斯(LQG)最优控制算法.对于存在网络诱导时延的情况,考虑反馈信号的网络诱导时延大于1个采样周期的情况,把网络化最优预测状态估计算法与传统最优控制算法结合,补偿网络诱导时延的影响.对于存在时变数据包丢失的情况,把时变数据包丢失的状态描述为1个二元赋值变量,假定当数据包丢失时目标节点保持上一时刻的值,给出相应的最优预测状态估计器和线性二次型(LQ)最优控制器的设计方法.研究结果表明:分离定理成立;网络化最优预测状态估计方法的缺点在于随着网络诱导时延增大或数据包丢失数目增加,其预测估计误差协方差阵略微增大,从而导致最优控制系统的代价略微增长.仿真和实验验证了算法的有效性和理论分析的正确性.     

能量捕获无线传感器网络中低时延的可靠数据传递

在能量捕获无线传感器网络(Energy Harvesting Wireless Sensor Network,EH-WSN)中,采用网络编码(Network Coding,NC)技术可有效提高数据传递的可靠性。已有的研究成果大多采用固定的数据速率(Data Rate, DR)和固定的最大重传次数(Maximum Number of Retransmissions, MNR),传输时延较高。为了降低传输时延,结合EH-WSN中节点的能量捕获特性和相邻节点之间的无线链路质量,提出一种优化数据速率和最大重传次数的低时延数据传递方案。通过对节点的能量捕获过程和能量消耗进行建模,给出了节点的剩余能量公式;对相邻节点之间的无线链路质量进行建模,推导出节点发送数据包的成功收包率和每个数据包的期望传输次数,进而推导出传输路径上每一跳的传输时延公式;基于优化方程,在节点满足链路收包率条件和剩余能量条件的前提下,对其数据速率和最大重传次数进行优化配置,使得每一跳的传输时延最小。实验结果表明,与采用固定数据速率和固定最大重传次数的数据传递方案相比,本文所提出的方案具有最低的端到端传输时延。     

Cdma 2000 1x EV-DO网络中基于信道感知算法的VoIP系统Qos分析

3G网络已经发展成为高速数据传输网络系统,cdma 2000 1x EV-DO(高速分组数据HDR)将高速数据信道与语音信道分离,大大提高了系统的效率。语音数据包在网络传输中具有不可预计的网络延时,需要在接收端设置一个缓存装置,以减少通话抖动,得到满意的通话质量。本文主要研究基于信道感知的包调度算法,力求使缓出时延最小,尽量降低包丢失率。本文提出了两种基于信道感知的帧结构调度算法:最大速率算法(MAX)和比例公平性(PF)算法。并通过仿真分析其时延及Qos。     

应用层组播时延模型及出度优化算法

为了使应用层组播(ALM)的数据包转发时延能够满足组播应用的要求,根据ALM时延特性建立了ALM时延模型,提出并证明了ALM具有最小平均时延和最小最大时延的ALM最小时延定理,同时根据该定理设计了ALM节点主动调节出度的时延优化算法(AOLA)和被动调节出度的时延优化算法(POLA),两个算法在全局优化策略和局部优化策略下的复杂度分别为O(N)和O(logN).仿真实验表明:所提出的ALM时延模型和ALM最小时延定理是正确的,AOLA和POLA时延优化算法能够显著减小ALM时延,其优化效率最高可达58.76%.     

基于异构业务QoS的滤波器组多载波CR跨层资源分配算法

提出基于异构业务QoS的FBMC认知无线电(CR)跨层资源分配算法。针对CR网络中的异构场景,在干扰约束和总功率约束条件下构建代价函数进行资源分配,首先对实时用户实施跨层资源分配,将媒体接入控制层的时延约束转化为物理层的传输速率约束,然后对非实时用户按照比例公平原则分配剩余资源。实验结果表明,该算法保证了请求实时业务的用户数据包的平均时延门限不超过最大时延门限,同时实现了非实时用户间资源的比例公平分配。     

Ad Hoc网络中一种基于概率广播的AODV路由协议

分析Ad Hoc网络现有的AODV改进算法的现状与不足,提出了一种基于概率转发的广播算法,并将该算法应用于AODV路由协议.实验仿真结果表明该算法在平均时延、数据包的到达率、路由发现频率等方面的性能优于AODV算法.     

基于元胞自动机的PI主动队列管理方法研究

针对传统的PI(Proportional Integral)算法收敛速度慢等问题,基于瞬时到达速率提出了一种新的PI主动队列管理算法PICA(Proportional Integral Based on Cellular Automa-ton).首先,该算法结合瞬时队长和瞬时到达速率建立了丢包策略,并利用元胞自动机刻画了数据包的动态特性.同时,通过仿真实验,将该算法与传统的PI算法以及RPI(Rate basedProportional and Integral)算法进行比较,结果发现PICA算法在有效传输数据包、时延和丢包率等方面的性能都较优.     

无线网络中应用机会式网络编码的广播重传方法

为了提高无线网络中数据包的传输效率,提出了一种利用机会式网络编码的无线广播重传方法(WBR方法).该方法在基站先以最小重传次数下限为约束条件选择编码数据包,再传输采用机会式网络编码方法生成的组合重传包,在终端从收到的单个或多个组合重传包中恢复丢包.由于选择了更多的丢包编码生成组合重传包,使终端能从更少的组合重传包中恢复其丢包,从而有效地减少了广播重传次数.相比传统自动重传请求方法和基于网络编码的重传方法,WBR方法具有传输效率更高的特点.仿真结果表明,与自动重传请求方法和已有的基于网络编码方法相比,WBR方法的平均广播重传次数最少,而且相比自动重传请求方法的平均重传次数减少了55%.     

面向拥塞控制的WMN 联合功率控制与信道分配

为解决所构建的联合资源分配模型的资源分配问题,提出一种面向拥塞控制的联合功率控制与信道分配算法( CCJPCA: Congestion Control oriented Joint Power control and Channel assignment Algorithm) 。CCJPCA 算法通过混合编码策略实现了链路功率与信道变量的共同进化,利用Q-Learning 算法的回报机制实现变异策略的自适应选择,从而保证网络资源的合理配置。NS-3( Network Simulator-3) 仿真结果表明,CCJPCA 算法能优先为网络瓶颈链路分配网络资源,提高算法收敛速度,减少网络排队和重传时延,降低网络平均丢包率。     

基于蚂蚁算法的拥塞规避路由算法

对业务提供服务质量(QoS)保证,是提高网络效率的重要方法。现有网络常用的路由算法(比如链路状态路由算法)都不具有拥塞响应机制,当一条链路即将或者已经发生拥塞时,只有简单的丢弃数据包。提出了一种基于蚂蚁算法的拥塞规避路由算法。该算法加速了蚂蚁路由算法探索最优路径的过程,并且能够对链路的拥塞状态做出快速反应,分散流量,以避免链路的拥塞。通过仿真,结果表明:该算法在数据包传输时延和网络丢包率性能上,比现有的链路状态路由算法具有明显的优越性。