下一代WLAN中一种基于分组的上行OFDMA随机接入方法

传统的无线局域网(wireless local area network,WLAN)标准IEEE 802.11采用载波侦听/冲突避免机制,允许单个用户竞争信道接入。而即将到来的下一代WLAN标准IEEE 802.11ax,将正交频分多址(orthogonal frequency division multiple access,OFDMA)技术和随机接入相结合,在上行传输中可以采用上行OFDMA随机接入(uplink OFDMA random access,UORA)技术,允许多个用户同时随机接入信道传输数据,因此提高了网络的资源利用率。虽然IEEE 802.11ax中的UORA技术具有信令开销小的优点,但是当用户数较多的时候,随机接入的冲突增加会导致网络吞吐量下降。因此,提出一种分组UORA的接入方法,无线接入点(access point,AP)作为中心调度节点对用户和资源进行分组,为不同组的用户和资源设置不同的标签,用户只能随机接入具有相同标签的资源。通过建立数学模型和仿真的方法,验证了分组UORA方法的有效性。分组UORA方法的网络吞吐量较IEEE 802.11ax中的原始UORA有所提升,因此具有一定的实际意义。     

WLAN中基于协作博弈的比例公平性带宽分配机制

在IEEE 802.11无线局网(WLAN)中,从协作博弈论的角度提出一种按用户流权重成比例(比例公平性)的带宽分配方案．通过建立用户流基于吞吐量的效用函数,将比例公平性的带宽分配过程建模为以整体效用最大化为前提,以个体效用最大化为目的的用户流之间的协作博弈．依据此博弈的纳什议价解(即用户流获取比例公平性带宽份额的最优信道竞争参数CW_min),提出了带宽分配方案PF-DCF．仿真结果表明,与802.11e EDCA相比,PF-DCF不仅有效的解决了低权重用户流无法获取系统带宽的问题,而且将WLAN在饱和状态下的吞吐量提高15％．     

WLAN/WPAN自身干扰解决算法

提出分布式动态信道分配算法(DDCAA),该方法能在高密度WLAN/WPAN环境下大大提高每个用户的吞吐量,尤其在变化的不均匀的通信量条件下,解决由于有限的信道所带来的自身干扰问题.仿真表明:给定任意的通信负载分布及原始信道分配,算法会快速收敛到平衡状态,整个网络的吞吐量得到了很大的提高.该算法能够根据信道的使用状态自适应的改变算法启动门限,并且只通过AP自身完成动态信道分配算法,真正解决了高密度WLAN/WPAN环境下的自身干扰问题,简单有效并有很高的实用价值.     

基于多项式窗函数模型的WLAN干扰自优化方法

为了抑制室内局域网中的干扰,提出了一种基于多项式窗函数模型的干扰自优化方案. 该方案通过测量邻信道干扰系数并拟合为多项式窗函数的方式完成信道干扰建模,通过接入点（AP）和用户共同侦听网络中其他AP的方式实现干扰触发,选用加权总干扰最小算法为各个AP实现信道最优配置. 仿真结果和实测结果表明,提出的方案能增加可用信道数量,减少网络干扰,提升网络平均吞吐量.     

自适应无线传输系统中的公平分组调度算法

针对自适应传输系统中带宽随时隙不均匀分布（BUDTS）造成无线分组调度算法难以保证公平性的问题，提出了一种公平约束最大速率调度（MRSFC）算法。引入公平上限参数，在保证业务公平指数低于上限的前提下，让接收信噪比最大的用户使用信道，并选择合适的调制方式，从而达到较高的无线资源利用率和系统吞吐量。针对原有Gilbert-Elliot信道模型无法用于分析自适应调制系统的问题，利用有限状态马尔可夫过程建立信道模型并进行仿真。结果表明，MRSFC算法具有较高的系统吞吐量，并且能够在公平性和无线资源利用率之间进行灵活的折中     

基于遗传算法的LTE下行系统资源分配算法

为改善多业务LTE下行系统的吞吐量和公平性并满足用户对多业务的需求,提出一种基于遗传算法的资源分配算法。该算法以遗传算法为基础,建立以适应度函数值之和最大化为目的的优化目标,根据用户业务的服务质量需求和信道状态信息设计适应度函数,经过选择、交叉、变异等操作,得到相对最优资源分配方案。仿真结果表明,与传统算法相比,该算法满足多种业务的服务质量需求,增加系统的公平性,对实时业务提供较小的时延,对尽力而为业务提供更大的吞吐量。     

一种新的紫外光自组织通信网络MAC层避退算法

紫外光自组织通信网络是把紫外光与自组织网络相结合的,能够利用自组织网络的多跳特性来克服紫外光距离有限性的通信网络。为了使紫外光自组织通信网络中各个节点能够对有限的信道资源进行充分与公平的利用,需要对网络协议栈中的第二层——媒介接入控制层上的传统算法进行优化。本文以媒质接入控制层(MAC,Media Access Control)传统上采用的二进制指数退避算法为基础,以提高公平性为目的,提出了依据退避计数器值的随机选取是否合理,继而采取相应的奖励惩罚机制的新算法。研究结果表明:新算法提高了无线紫外光自组织通信网络中各节点接入信道的公平性,并在信道吞吐量和信道接入公平性之间达到了一个较好的折衷。     

应用于WLAN的自适应令牌型公平性保障多址接入协议

为了提高IEEE802．11 DCF（Distributed Coordination Function）多址接入协议的性能，提出一种应用于WLAN网络的自适应令牌型公平性保障多址接入协议ATP-MAP（Adaptive Token Passing Multiple Access Protocol with fairness guarantee），通过令牌对发送节点进行排队，减少了网络中不必要的碰撞．同时根据网络的公平性状况自适应调整令牌传递因子P．详细分析了协议参数对协议性能的影响，并推导出ATP-MAP协议的饱和吞吐量极限．仿真结果表明．和IEEE802．11DCF的MAC协议对比，ATP-MAP协议提高了网络的饱和吞吐量，同时降低了网络公平性损失。     

WLAN工程建设中出现的问题及解决方案

针对无线接入控制器设备对微波设备端口的适应机制不匹配;无线接入点对同时接入网络的用户数量设置错误,导致在线用户掉线;用户终端移动造成跨VLAN信道切换,导致网络中断等问题进行了分析,选择了具有代表性的无线局域网络(WLAN)热点地区进行网络测试实验。经过实验得出了一套解决问题的方案,并用于WLAN工程建设中。     

WIFI融合网络新型接入点部署方案

为了充分利用免许可频段,减轻蜂窝网络压力,提高用户吞吐量,针对WIFI融合网络中无线接入点(AP)部署方式,提出基于优先级划分的AP部署方案. 通过分析AP与小基站(SBS)覆盖范围特点,将AP划分为高优先级的专属AP与低优先级的共享AP. 针对提出的部署方案,设计业务卸载、资源共享、混合模式3种AP资源调度方式. 动态分析WIFI融合网络在未饱和、半饱和、饱和3种工作状态下的整体性能. 结果表明: 与传统的AP部署方案相比,提出的方案在未饱和状态下用户平均吞吐量的性能提升了3% ~10%,在半饱和状态下平均吞吐量性能提升了5%~20%,在饱和状态下可提供与传统AP部署方案相同的性能.     

高性能水下传感器网络多信道MAC协议

为解决水下无线传感器网络中由于水声信号传播的时-空不确定性引起的空间公平性问题,并有效实现多信道通信,提出了一种基于单收发器的水下多信道MAC协议,即SFM-MAC。该协议利用水下定位信息进行时空信息转换,避免全网同步;通过RTS/CA/CL/CTS握手机制避免多信道隐蔽终端问题,并实现公平接入。采用马尔科夫链构建了控制信道的预约模型,理论分析并计算了考虑预约碰撞条件下的多信道MAC协议的理论吞吐量。仿真实验表明:SFM-MAC的网络公平性指数较传统RTS/CTS类协议提高15%;在2个业务场景下,网络有效吞吐量较单信道水下MAC协议SFAMA和多信道水下MAC协议UMMAC分别提高60%~70%及12%~15%,证明SFM-MAC可以有效提高网络公平性与网络吞吐量。     

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。     

无线多跳网络公平性与时延保证链路调度

分析了无线多跳网络中链路调度机制与用户公平性和时延保证特性的关系。为保障多用户业务公平性并减少用户的端到端时延,引入了“链路调度周期”和“链路跳数度”的概念。基于用户调度机会公平性最优化问题模型,通过寻求次优解的方案提出一种用户公平性与时延保证链路调度算法。算法充分考虑了无线多跳网络的空间复用和链路物理特性,保证了系统吞吐量性能。理论分析与仿真结果表明,该算法在保证一定系统吞吐量的前提下,可以有效地提高用户公平性和端到端时延性能。     

一种提高AP运行效率的协助下载方法

针对车联网协助下载的研究现状及AP通信范围有限,无线信道丢包率较高的问题,本文采用无线网络广播机制,提出了一套适应于AP分布稀疏并具有一定车流密度的高速公路环境下通过其他车辆进行协助下载的方法。仿真结果表明,该方法在AP一次性传播数据包的前提下,可以使用户获取数据包的比率增加40%,提高了AP的利用率。该方法增加了无线链路的可靠性,有效提高了系统的吞吐量。     

认知无线电中继协助网络资源分层优化算法

在认知多用户中继网络系统场景下,针对时变信道完全DF中继两跳传输的差异性问题,采用纳什议价公平性准则效用函数,提出了联合用户传输模式选择、子载波配对、信道分配和功率分配的分层优化模型。利用拉格朗日对偶理论实现模型分层求解,在降低算法复杂度的同时提升了系统效用及吞吐量。仿真结果表明:相对于完全中继、直传网络和非载波配对的中继网络,所提算法在兼顾用户速率需求和公平性的同时可使系统吞吐量获得较大提高。     

突发传输下TCP对无线局域网吞吐量的影响

研究了媒体接入控制(MAC)层的突发传输方式对无线局域网(WLAN)吞吐量性能的改善、传输控制协议(TCP)对MAC层吞吐量和应用层吞吐量的影响.建立了无线局域网的仿真平台,得到在采用与不采用TCP协议两种情况下的MAC层和应用层吞吐量变化趋势,并对TCP制约突发传输优越性的原因进行探讨.仿真表明,突发传输方式提高网络吞吐量性能的关键是传输帧数,应用TCP协议的网络运行时需要根据网络负载选择合适的传输帧数,保证良好的网络吞吐量和时延(抖动)性能.     

一种超高速无线局域网多用户多业务调度算法

针对超高速无线局域网的系统性能要求,提出了一种新的超高速无线局域网多用户多业务MUMS(Multi-user and Multi-service)调度算法.基于对不同业务的服务质量QoS(Quality of Service)要求、用户信道状态信息CSI(Channel State Information)及服务队列信息的综合分析,此算法对业务和用户进行分层调度.仿真结果表明,在满足不同业务QoS需求且保证用户公平性的同时,提出的调度算法能有效地降低丢包率,提高系统吞吐量.     

认知无线电网络中的合作频谱分配算法（增刊修改稿）

研究认知无线电网络中的动态合作频谱优化分配，给出了基于图着色理论的频谱分配模型，针对固定拓扑提出了加权分布式贪婪算法WDGA、基于公平性的分布式贪婪算法BFDGA及改进的随机分布式算法IRDA，分别实现了基于吞吐量、公平性及合作开销的频谱优化分配；针对可变拓扑提出了一种快速信道调整算法FCAA，在保证吞吐量和公平性性能的前提下可以明显减小开销。     

GSM无线网络参数对拥塞的影响

针对扩容、增加微蜂窝、站型调整和天线调整等硬件的方法解决网络拥塞问题成本高等困难,分析了全球移动通讯系统（GSM：Global System for Mobile Communications）无线网络参数对拥塞影响,利用网络参数调整等网络优化手段缓解网络中无线信道拥塞的问题,并通过模拟方法验证了网络参数调整对无线信道拥塞的改善程度。仿真结果表明,合理地调整无线网络参数既可以降低网络拥塞、均衡话务量,还能较好地改善话务拥塞问题。     

反向散射辅助的无线供能NOMA-MEC网络中的公平性优化

为了解决物联网节点能量短缺和计算能力有限的问题，提出了一种反向散射通信辅助的无线供能非正交多址接入(NOMA)移动边缘计算(MEC)网络。为了保障物联网节点吞吐量的公平性，基于最大最小准则，以使最差物联网节点吞吐量最大化为目标，建立了一个满足能量因果和计算能力等约束条件的非凸优化问题。通过反证法和辅助变量法对该非凸问题进行转化，并提出了一个有效的迭代算法来求解转化后的问题。仿真实验结果表明，所提算法具有快速收敛性和准确性；与现有方案相比，利用所提资源分配方案能更好地保障物联网节点之间的吞吐量公平性。