应用于无线Mesh网中的OLSR路由协议研究

目的分析和研究OLSR协议和无线Mesh网络特性,提出路由协议在MESH网应用中的改进方法,使协议开销减小,数据包转发快.方法利用链路状态算法中重新计算拓扑图特点,动态选择连接度来构造MPR集,并延长HELLO消息发送时间间隔,减少网络系统包发送量.结果由仿真分析可知,当HELLO包发送周期延长1 000倍时,HELLO报分组数量级大大减少,而网络数据包吞吐量基本不变.结论对于节点相对固定的Mesh网络,选择具有合适连接度MPR节点机制,并且延长HELLO消息发送时间间隔是OLSR协议一个很好的选择.同时对适当调整TC控制消息包在MPR中的泛洪时间间隔有借鉴作用.     

无线Mesh多网关接入链路调度时间下限计算方法

针对目前无线Mesh网络尚未解决多网关接入时最小链路调度时间下限估计的问题,提出一种计算该时间下限的方法,其本质是基于资源分配的Pareto 优化计算过程. 采用拉格朗日方法进行求解,并通过Lyapunov函数找出基于最优速率的多网关接入的最小链路调度时间. 该方法不仅能准确地计算出最小链路调度时间下限,并用于评估网络性能,还能优化无线Mesh网络上行链路调度速率,提高链路的吞吐量.     

无线Mesh网络下的网络编码机制

提出了一种无线网状环境下基于接收节点速率匹配的传输控制协议(TCP)网络编码机制,通过网状连接层(MCL)构建编码层对传输控制协议数据(TCP-DATA)和传输控制协议应答(TCP-ACK)进行网络编码,采用修改的分布式协调功能请求发送/清除发送(DCF RTS/CTS)机制在接收节点确定数据传输速率. 实际搭建了1个3跳的无线Mesh线性网络,对基于接收节点速率匹配的TCP网络编码数据进行捕获分析,得出其端到端系统的TCP吞吐量与没有采用网络编码相比提高了约20%.     

一种基于多信道的接收节点优先的MAC算法

为了提高无线传感器网络的吞吐量并减小延迟,提出了一种基于多信道的接收节点优先的MAC算法（MCS-MAC）.在信道选择阶段,以接收节点为中心,由接收节点选择数据信道,发送节点转换到数据信道上与接收节点通信.如果接收节点不在控制信道上,邻居节点会主动发送NCTS包通知发送节点,并告知接收节点所在的信道,发送节点转换到数据信道进行通信,有效地利用了多信道,提高了网络吞吐量.在数据传输阶段,允许一次传送多个数据包,有效地减少了信道转换次数,减少了传输延迟.仿真结果表明,在较高负载的网络环境下,与经典S-MAC、MMAC协议相比,MCS-MAC明显提高网络吞吐量,同时减少了包的平均传输延迟.     

Ad hoc网络中一种新的自适应退避算法

通过分析无线多跳Ad hoc网络中节点由于竞争共享信道引起的拥塞问题,首次提出了一种新的基于接收方的自适应退避算法-RBAB(Receiver-based adaptive backoff)。该算法中,发送方节点根据接收方节点反馈的队列拥塞程度控制竞争窗口的变化,改变节点对信道的竞争能力,从而在总体上控制节点的分组发送速率,达到拥塞控制的效果。仿真结果表明,该算法能够显著提高网络的饱和吞吐量,在MAC层有效控制了网络的拥塞。     

联合竞争窗口和发送调整策略优化WLAN性能

IEEE802.11标准中所采用的二进制指数退避机制不能够根据网络当前的碰撞情况有效地使用无线资源,该文提出一种联合竞争窗口和发送时间调整策略,其中自适应竞争窗口方法以被动的方式根据网络当前数据帧碰撞程度快速调整竞争窗口,动态数据包发送时间调整机制使节点能够主动地调节单位时间内注入队列的数据包数量。仿真结果表明,该调整机制能够根据网络状态快速地、自适应地优化节点数据包传输过程中的相关参数,提高无线资源使用率,降低数据包时延。     

无线Ad Hoc网络的MAC协议性能优化

IEEE802.11中最优最小竞争窗口的取值与诸多网络状态信息相关,如网络中竞争节点数目、平均碰撞数据帧长度和数据帧发送速率等.据此,文章分析得出以网络中竞争节点数目、平均碰撞数据帧长度和数据帧发送速率为参数的最优最小竞争窗口的函数表达式.无线Ad Hoc网络基于IEEE802.11 MAC协议,网络中各终端节点以此公式为基础,运行MAC协议优化算法,自适应调整自己的最小竞争窗口和退避时间至最优值,优化MAC协议,提高网络性能.仿真结果表明:对于非饱和业务的无线Ad Hoc网络,该优化算法对系统性能的改善有限;但对于饱和业务的无线Ad Hoc网络,该优化算法的精度和有效性较高,优化后系统的吞吐量和时延都有明显改善.     

面向吞吐量效率的无线Mesh网络机会主义路由

提出了一种应用于无线Mesh网络的面向吞吐量效率的机会主义路由算法. 研究了机会主义路由算法中转发节点数量与质量的制约关系,并通过分析多转发节点的转发特性,提出一种新的路径度量及相应的转发节点选择与排序算法. 该方法引入了传输时间因素,在转发节点数量与链路稳定度之间取得了较好的平衡. 仿真结果表明,本文算法能有效提高网络性能.     

基于预约的数据队列水下无线传感器网络MAC协议

为了有效地减少水声信道冲突提高网络吞吐量,提出基于预约的数据队列水下无线传感器网络MAC协议.该协议在数据传输前设置了信道预约周期与预约确认周期,利用RTS-CTS握手过程完成信道的预约、确认与数据传输的排序工作.当全部预约得到确认后,所有发送端按事先排好的顺序以接龙的方式传输数据队列,完成多对节点间的数据传输任务.这些方法降低了节点的平均预约时间,减少了节点发送数据的等待时间,有效提高了网络吞吐量.仿真实验结果表明,当网络负载较高时,该协议能够较大程度地减少控制包开销,提高网络吞吐量.     

基于连接低干扰的无线Mesh网络信道分配算法研究

为合理地分配和利用无线信道资源,研究者们提出了许多关于多射频多信道无线Mesh网络的信道分配算法。该文针对无线Mesh网络的信道分配算法,以连接低干扰信道分配算法(CLICA)为基础,以提高网络容量(吞吐量)为目标提出了一种改进算法。该算法根据网络中各链路的干扰度来计算网络干扰度,通过减小网络的干扰度来提高网络吞吐量,以实现最小化网络干扰度的目标。构建信道分配的数学优化模型,通过NS2仿真验证比较改进前后算法的性能,求解出最优的信道分配。     

并行图染色的无线网状网络媒体接入控制

将无线网状网络的传输调度建模为冲突图染色问题，提出了一种新颖的基于并行图染色的分布式时分多址媒体接入控制（MAC）算法。该算法充分利用无线路由器和无线骨干网的自身优势，只需要依靠网络的局部拓扑和负载信息，对无线接入网的传输调度实现全局优化。仿真结果表明，所提算法性能十分接近最优调度，并且通信开销成本非常低。     

基于平衡树的智能电网数据采集路由算法

在智能电网中,与传统路由协议不同,突发性拥塞不再是数据采集的主要风险,风险的新来源是数据流过度集中在网络的关键节点而导致的拥塞。为此,提出了一种能够实现数据平衡的数据采集路由机制用以克服网络拥塞。首先,该机制抽象出配用通信网络的数学模型;其次,针对无线网状网络( WMNs)路由协议,以节点排队队列长度作为决策参数建立路由度量模型(数据平衡度量模型,DBMM),并以度量值最小作为决策条件,设计了基于平衡树的路由算法(基于DBMM的路由算法,RA-DBMM)。最后,在Matlab环境下进行仿真实验,对比分析RA-DBMM和经典Bellman-Ford的性能差异。实验结果表明：RA-DBMM能够有效地改善数据拥塞问题,提高系统可靠性和吞吐量。     

多速率WLAN网络的时间公平调度算法

IEEE 802.11协议的分布式协调功能使得各站点以相同的概率接入信道,会导致多速率无线局域网的性能异常.该文通过对吞吐率公平与时间公平进行详细的理论分析与比较,提出了一种线性可调节时间公平的循环轮询队列调度算法.该算法实时地统计各站点准确的信道占用时间,并采用循环轮询方式保证各站点之间的时间公平性,提升系统的吞吐率性能.为保障业务流的服务质量,采用动态调节方式更新轮询单位服务时间,实现了传输效率与延时性能的折中.经过NS-3仿真与硬件系统实测验证表明,该算法在严格保证时间公平的同时,有效提升了系统上/下行吞吐率性能.     

Modeling and analysis of multiservice queuing system for WiMAX network

An analytical queuing model is proposed for the classified services of WiMAX network. Simulation model is also developed that corresponds to the Markovian analytical model using Java modeling tool (JMT) . This is a new and efficient discrete event tool for queuing network modeling and workload analysis. QoS metrics have been evaluated for the multi-rate traffic in multiple scenarios. Results obtained from simulation are compared for validation and analysis. Outcomes show that the proposed model is more efficient than the conventional method by improving residence time,response time,increasing system throughput and efficiency at queuing level with a slight degradation in call acceptance factor.     

无线Mesh网络功率控制与信道分配联合优化

针对无线Mesh网络网关节点和网络链路承载的负载不均问题,择优选择网关节点,并设计链路权重,构建以网络加权吞吐量为优化目标的资源分配模型.在构建的资源分配模型下,提出一种基于Q学习和差分进化的联合功率控制与信道分配算法（QDJPCA）.该算法通过获取功率控制的反馈结果,采用基于多重变异和自适应交叉因子的差分进化算法进行信道分配;针对每次迭代产生的信道分配结果,采用基于状态聚类和状态修正的Q学习算法实现功率控制.NS-3仿真结果表明,QDJPCA能够有效求解所提资源分配模型,在优先保证网关负载均衡和高负载链路吞吐量性能的基础上提升网络整体性能.     

事件触发机制下的工业过程多速率模型预测控制方法

随着工业互联网的发展,为避免网络拥塞,控制系统正在由时间触发向事件触发控制方向发展。本文针对一类多速率工业过程,将模型预测控制与提升技术和事件触发技术相结合,提出了事件触发机制下的多速率模型预测控制方法。该方法首先采用提升技术解决多速率问题,进而采用模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)方法设计控制器以跟踪设定值;在此基础上,设计保证系统稳定的事件触发机制,使控制器仅在违反触发机制时更新。通过对典型工业磨矿过程仿真实验来验证本文所提方法的有效性,结果表明所提方法能够有效减少信道资源的占用和计算负载,为工业互联网环境下工业过程控制器设计提供了新的方法。     

非均匀多信道Ad Hoc网络信道选择方法

提出了一种基于混合博弈的Ad hoc网络多信道选择算法,以最大化每个节点吞吐量为目标,研究了在多个信道速率不同的情况下节点对接入信道的选择问题. 首先通过建立饱和吞吐量模型来量化节点选择不同信道所获得的收益,然后利用混合博弈纳什均衡理论分析不同用户数时的信道选择策略,并提出一种混合策略信道选择算法,以最大化每个节点的吞吐量,同时保证了信道分配的公平性. 仿真结果表明,该算法能较大地提高系统吞吐量,在多用户竞争情况下,与随机选择和共享信道等策略相比,吞吐量至少提高了15%.     

基于DPB+-Tree的数据迁移策略研究

提出了一种适合于数据迁移、又能保证分布并行特性的树结构DPB+-Tree,讨论了基于DPB+-Tree的数据迁移策略,其中数据节点迁移采用分布式提交协议来保证原子性,索引重构通过对溢出链的hash重排来实现,迁移算法则通过设置负载系数的两个阈值来对负载倾斜进行判断。经模拟实验结果表明,该数据迁移策略能够有效改善系统的负载均衡和吞吐率特性。     

基于DSPN的IEEE 802.11通信过程的建模与性能分析

目的针对基于四向握手的RTS/CTS方式的IEEE 802.11通信协议系统进行建模与性能分析.方法应用确定与随机Petri网DSPN,对单节点进行了确切的描述,进而构成复合模型,采用伤停补时的思想有效地描述退避行为.结果仿真实验获得了IEEE 802.11通信系统中负载与端到端信息时延和吞吐量之间的定量关系,即平均端到端信息时延随着信息到达间隔的增加而增加,端到端吞吐量随着信息到达间隔的增加而减少.结论所建模型能够有效地描述和分析IEEE 802.11通信机制,为协议的改进和实际工程应用提供指导.     

基于计算节点和转发节点的WSN自组织聚簇算法

针对无线传感器网络（WSN）中数据计算需求和由簇首负载过重引起的热点问题和能量空洞问题,提出基于计算节点和转发节点的自组织聚簇算法（SCATN）,对簇首功能进行分解,以计算节点满足数据计算需求,以转发节点进行数据转发,并通过分布控制解决热点问题和能量空洞问题.聚簇过程采用自组织方式控制功能节点的生成、分布,从而解决分布不均匀和连接性问题.同时,普通节点自主更换归属簇以及时、细粒度地调整计算节点负载.仿真实验结果表明,与现有几种聚簇算法相比,SCATN算法可有效地提高网络生存时间,增加基站的吞吐量,降低丢包率.