在低速和中速链路上的IP包头压缩技术

在同一数据包流中,数据包头部中大部分信息不发生变化或变化很小,因此可以压缩这些冗余信息以提高传输效率。主要研究了在低速和中速链路上的TCP/IPv4和UDP/IPv6头部压缩方案,用以提高带宽利用率和减小丢包率,仿真结果证实了该算法在低中速链路上的有效性。     

在低速和中速链路上的IP包头压缩技术

在同一数据包流中，数据包头部中大部分信息不发生变化或变化很小，因此可以压缩这些冗余信息以提高传输效率。主要研究了在低速和中速链路上的TCP／IPv4和UDP／IPv6头部压缩方案，用以提高带宽利用率和减小丢包率，仿真结果证实了该算法在低中速链路上的有效性。     

基于ISA100.11a协议网络层帧头部压缩的研究

针对无线传感器网络节点的资源非常有限的问题,为了使IPv6帧能够在ISA100.11a协议下高效的传输,提出了帧头部压缩方法.在ISA 100.11a协议的网络层中设计了IPv6帧头部压缩模块,对IPv6固定帧头部进行了压缩.使用sniffer抓包工具获取IPv6帧并进行分析,实验结果表明,IPv6帧头部压缩模块起到了很好的作用,证明了帧头部压缩方法在ISA100.11a协议中的可行性.     

基于改进6LoWPAN的移动物联网性能研究*

主要研究如何解决在无线移动物联网中使用IPv6所引起的传输效率以及移动切换中数据连续传输问题。为传输效率问题,提出了IPv6报头的复合压缩方法,使用了地址分配器、比较编码、Lempel-Ziv-Welch编码器等算法对报头作压缩处理。为实现移动切换时的数据连续传输,提出了改进的移动切换协议E-FHMIPv6方法。仿真结果证明,该算法和方法提高了传输效率,在移动切换时降低了丢包率。因此,提出的解决方案对移动互联网的性能有明显的提高。     

移动IPv6快速切换在无线局域网中的应用实现

基本的移动IPv6切换延迟太大,不能满足实时业务的要求。因此IETF提出了基于隧道的移动IPv6快速切换协议。论文对移动IPv6的切换性能进行了分析,在无线局域网环境下提出了一种实现基于隧道的移动IPv6快速切换的方法。这种方法通过结合使用链路连接触发器和快速路由器公告,实现了将无线接入点链路地址快速映射成其连接的接入路由器信息,并且使用接入路由器信息缓存机制来优化切换过程。实验结果表明,该方法实现了移动IPv6快速切换,达到了很好的切换性能。     

移动IPv6快速切换在无线局域网中的实现

基本的移动IPv6切换延迟太大，不能满足实时业务的要求．因此IETF提出了基于隧道的移动IPv6快速切换协议．对移动IPv6的切换性能进行了分析，在无线局域网环境下提出了一种实现基于隧道的移动IPv6快速切换的方法．这种方法通过结合使用链路连接触发器和快速路由器公告，实现了将无线接入点链路地址快速映射成其连接的接入路由器信息，并且使用接入路由器信息缓存机制来优化切换过程．实验结果表明，该方法实现了移动IPv6快速切换，达到了很好的切换性能．     

无源感知网络中采用动态分片的IPv6数据包传递方案

在无源感知网络(PSN)中,基于网络编码的IPv6包传递方案大多采用固定的分片个数,传输时延较高。为此,考虑到无源传感器节点的特性,提出一种适用于PSN的IPv6包传递方案IPDS-DF。基于偏移正交相移键控调制方式的误码率模型,推导出无线链路的成功传输概率,进而得出每跳的平均传输时延、平均能耗和端到端数据包递交率。以最小化每跳的传输时延为目标,对传输路径上每个节点所采用的分片个数进行动态优化。实验结果表明,IPDS-DF的平均传输时延和能耗均低于现有IPv6包传递方案。     

改进的6LoWPAN分片地址压缩方案

针对6LoWPAN网络物理层MTU的限制,提出一种报文头部压缩方案分片报头压缩。6LoWPAN的压缩方案一直考虑的是对IPv6头部字段进行压缩,但数据报在适配层传输时,多以分片的形式进行传输,除第一分片外,后续分片头部Mesh Delivery字段也要记录适配层源地址和目的地址,极大增加了网络的负载。为此,分开处理第一分片和后续分片,对后续分片,通过增加分片标记和分片头部冗余的地址字段映射表及其它数据结构,利用分片标记替代分片报文Mesh Delivery字段中较长的地址字段,结合现有的IPHC报头压缩技术,进一步对报头进行压缩。性能分析结果表明,当网络负载和传输数据包较大时,从数据包投递率、平均吞吐量、平均时延的测试可以看出该方法较原来的IPHC协议表现更优。     

6LoWPAN中route-over分片转发策略的改进

6LoWPAN使得在无线传感网络上进行基于IPv6的数据传输成为可能, 它定义了route-over和mesh-under两种路由策略. 针对传统的route-over策略在分片转发中存在的问题, 提出了基于虚电路的route-over分片流水转发策略, 详细介绍了该改进策略的详细设计, 即根据第1个分片的IP压缩头部信息建立后续分片的转发映射. 仿真实验结果表明, 改进的策略较原始策略在网络传输和时延上有更好的表现.     

压缩感知的IPv6无线传感网信息隐藏方法

保障隐私数据安全是IPv6无线传感网安全的一个重要研究内容,信息隐藏技术能够利用隐私数据的特点实现数据的不可见性,在隐私安全保护方面发挥着重要作用.针对IPv6无线传感网的特点和数据隐匿性的安全需求,结合压缩感知理论,实现隐秘传输的计算开销集中在资源富裕的汇聚节点端.利用压缩感知,有效地将感知层节点端的计算开销大幅度降低,提出一种适用于IPv6无线传感网环境下的信息隐藏方法.该方法主要包括隐藏密钥的管理、嵌入算法的设计和提取算法的设计,以此为IPv6无线传感网敏感数据的传输提供隐匿性,保障网络中敏感数据的安全性.结果表明,该信息隐藏算法在嵌入过程中,随着敏感数据的增加,通信开销低于25%.     

基于动态贝叶斯网络的健壮报头压缩算法

空间飞行系统采用IP协议承载,相比传统的无线通信方式具有更高的数据速率和应用灵活性。为了解决低带宽、高误码率等问题,需要采用高效可靠的报头压缩算法来提高有效载荷效率。但是,由于无线环境的复杂多变,以及空间飞行系统的高速机动性,无线信道传输质量会发生动态的变化,一般的压缩算法无法很好地适应这种时变特性。为此,提出一种基于动态贝叶斯网络的健壮报头压缩算法DB-ROHC。DB-ROHC根据解压端离散的历史丢包观测序列,动态调整关键压缩参数,达到压缩率和健壮性的较好均衡。仿真结果表明,与传统的健壮压缩算法相比,该算法在复杂无线链路中健壮性更优和有效带宽更大。     

一种自适应的健壮TCP/IP报头压缩算法

在无线IP网络中，采用报头压缩技术减小TCP／IP协议报头带来的额外开销，提高无线信道的频谱利用率．然而现有的报头压缩方案没有考虑无线信道状态，无法很好地适应无线链路的时变特性．提出并分析了一种自适应的健壮TCP／IP报头压缩算法．该算法通过使用对无线信道状态的精确估计调节报头压缩器中W—LSB编码的可变滑动窗口大小，能够实现压缩率和抗差错健壮性之间较好的平衡，可以很好适应特性经常变化的无线链路．最后，给出了实验结果，证实了该算法在无线链路上的有效性．     

无线IP网络中一种针对实时流的报头压缩算法

无线IP网中,为了能够有效利用带宽资源,使提供实时业务具有经济上的可行性和现实性,必须采用报头压缩技术减小协议报头带来的额外开销.然而,现有的报头压缩方案在设计时没有考虑无线信道状态.为了能够更好地适应无线链路特性,提出并分析了一种无线IP网络中针对实时流的基于信道状态的健壮报头压缩算法.该算法通过对无线信道状态的精确估计来调节报头压缩器中W-LSB编码的可变滑动窗口的大小,在压缩率和抗差错健壮性之间能够实现好的平衡,并适应特性经常变化的无线链路.最后,通过仿真结果证明该算法在无线链路上的有效性.     

LTE系统中适应链路层机制的TCP头压缩算法

LTE系统采用全IP承载,具有比以往无线系统更高数据速率和容量.为了能够有效利用无线带宽资源,LTE系统中采用了ROHC(robust header compression)信头压缩协议对无线分组进行压缩.针对ROHC协议算法复杂度过高实现困难以及对高速数据业务的适应性较差等特点,提出一种适应LTE链路层机制的TCP头压缩算法.仿真结果表明,相比ROHC协议,本文提出的算法具有更高的头部压缩效率,进一步提高无线带宽资源的利用效率,同时,也能更好的适应LTE系统的高带宽环境,具有较低的算法复杂度和良好的稳健性和适用性.     

针对无线传感网络的内存数据压缩算法

无线传感网络是能量受限的网络环境。很多研究通过分析改善网络分层模型中各层协议,延长了无线传感网络环境下单节点和全局网络寿命。使用了若干种压缩方法:报文级压缩、报文头压缩和载荷压缩,以减少传输数据冗余,节省传感器发送接收的能量损耗。用压缩率较高的LWO算法压缩载荷内容;对占用空间相对较小但需要多次解析的协议包头,宜用报文级和报文头压缩算法,从而在压缩数据冗余的同时,减轻传感器节点压缩解压操作的开销。这种压缩算法是一种内存压缩,它保留了数据块的部分含义,在压缩率和CPU开销间达到了较好的平衡。     

航空电信网中CLNP报头压缩算法的研究

航空电信网是实现新航行系统的基础,目前国际国内都已经开始了航空电信网的建设。在航空电信网的空地通信中,报头开销占了整个报文传输的很大比例,严重浪费了宝贵的空地无线通信资源。提出了一种新的空地通信报头压缩算法,取消了报文的分段选项,设置了无报头的选择项,并且在进行报头替换的基础上用W-LSB算法进一步压缩报文本地压缩参考,从而成功地将报文头部大小压缩至1~3个字节。大量的仿真验证了该报头压缩算法能够提高报文的传输成功率,减少报文的传输时延。     

Adaptive load balancing algorithm for multiple homing mobile nodes

In places where mobile users can access multiple wireless networks simultaneously, a multipath scheduling algorithm can benefit the performance of wireless networks and improve the experience of mobile users. However, existing literature shows that it may not be the case, especially for TCP flows. According to early investigations, there are mainly two reasons that result in bad performance of TCP flows in wireless networks. One is the occurrence of out-of-order packets due to different delays in multiple paths. The other is the packet loss which is resulted from the limited bandwidth of wireless networks. To better exploit multipath scheduling for TCP flows, this paper presents a new scheduling algorithm named Adaptive Load Balancing Algorithm (ALBAM) to split traffic across multiple wireless links within the ISP infrastructure. Targeting at solving the two adverse impacts on TCP flows, ALBAM develops two techniques. Firstly, ALBAM takes advantage of the bursty nature of TCP flows and performs scheduling at the flowlet granularity where the packet interval is large enough to compensate for the different path delays. Secondly, ALBAM develops a Packet Number Estimation Algorithm (PNEA) to predict the buffer usage in each path. With PNEA, ALBAM can prevent buffer overflow and schedule the TCP flow to a less congested path before it suffers packet loss. Simulations show that ALBAM can provide better performance to TCP connections than its other counterparts.     

Engineering TCP transmission and retransmission mechanisms for wireless networks

Transmission Control Protocol (TCP) provides mechanisms for reliable data communications. Although it works well in wired networks, it fails to offer satisfactory performance in lossy and wireless environments. And in the multi-hop wireless infrastructure, packet delivery suffers high cumulative loss rate if traveling over multiple wireless hops. The Selective acknowledgment (SACK) is one header option that might be used to combat segment corruptions in air channels. In this paper, an alternative set of flow control mechanisms is proposed to handle high packet loss rate in a wireless medium. Using a measurement-based mechanism, sustainable segment delivery is achievable through a novel size-reduction method. Multiple segment retransmission mechanisms are introduced to reduce successive timeout events. One single byte loss is sufficient to waste all other bytes in a file received at a destination. That is, a good TCP flow control mechanism should provide a high successful file transmission completion rate, and this is set as our design goal. Through thorough simulations, our proposed multi-segment retransmission designs perform with higher successful file transfer rate and fewer timeout events than NewReno and SACK under a wide range of packet loss probabilities.     

一种适用于无线网络的流媒体传输机制

为保证无线网络中多媒体数据的传输质量,提出了一种适用于无线网络的流媒体传输机制（WMTCC）。该机制通过发送探测报文区分网络拥塞丢包和链路误码随机丢包,准确判断网络的拥塞状况,实施发送速率调节,保证了流媒体服务质量(QoS)。由于准确区分出无线链路误码丢包,该机制在链路误码率较高时能维持较高的网络吞吐量。仿真实验结果显示在高误码率无线网络中,该机制可以获得更高的吞吐量和更大的拥塞窗口,并且发送速率的变化更加平滑。     

面向煤矿工作面的定位无线传感器网络传输性能优化

针对煤矿工作面定位无线传感器网络(PWSN)端到端时间较长、丢包率较大等问题,提出采用保障贪婪调度(GGS)算法来优化网络传输性能。GGS算法结合了粒子群优化(PSO)算法和贪婪算法,使用PSO算法对信道中的报文种群进行有序化处理,实现对种群的保障;使用贪婪算法对网络传输过程中的具体服务请求形成一种多层次、反复迭代的处理机制,以优化报文种群质量;利用PSO变异算法对种群进行检查和更新,以确保得到的是最优解。仿真结果表明,与现有文化基因算法(MA)、差分进化人工蜂群(DE-ABC)算法相比,GGS算法可在控制丢包率的前提下缩短传输时间,提升网络整体性能。