基于功率控制的无线Mesh网络拓扑控制

针对无线Mesh网络中由于无线信号干扰而造成的端到端吞吐量并不理想问题,提出一种采用功率控制构造无线Mesh网络拓扑的算法,通过调整节点的传输功率到一个合理的水平来降低干扰以提高信道的空间复用度,从而改善网络的吞吐量。结合流量模型和干扰模型计算整个网络的吞吐量。仿真结果表明,该拓扑控制能够提高无线Mesh网络的吞吐量。     

基于队列约束的多层无线网状网络容量研究

在常规和随机多层无线网络中,有研究已经得到了网络可以达到的吞吐量数量级,然而对单个节点吞吐量和端到端时延的研究却很少.为了解决这一问题,对多跳常规多层无线网状网络中的单节点最大吞吐量和端到端时延进行了研究.推导了网络中的分组吸收概率;根据网络的排队模型,在这个分组吸收概率的基础上,使用扩散近似法得到了单节点可达吞吐量和端到端时延.仿真分析了业务模式和网络拓扑对端到端时延和单节点最大吞吐量的影响,通过仿真结果可以发现使网络处理大量节点的最优辅助节点数,这有助于优化网络资源分配,且减少网络的拥塞.     

Multi-Radio Multi-Channel无线传感器网络中信道分配和路由策略

针对无线传感器网络中传输时延长、传输冲突大和吞吐量低等问题,提出了一种在Multi-Radio Multi-Channel无线传感器网络中信道分配和路由策略.该策略动态地建立k元n立方体拓扑结构,使用优化的静态信道分配算法提高节点的吞吐量,使用维序寻径的路由算法减少传输冲突.该方法适用于网络节点稠密、节点相互之间通信冲突大的情况,并且在单跳和多跳的网络环境下均适用.实验结果表明,基于k元n立方体这一拓扑结构的信道分配和路由策略与传统方法相比,有效地减少了端到端时延,降低了网络冲突,减少了节点能量消耗,延长了网络寿命,提高了网络吞吐量.     

有效支持拓扑控制应用的新型MAC协议

分析了无线自组网中拓扑控制技术有待解决的相关问题,提出了一种有效支持拓扑控制应用的MAC协议。该协议基于RTS/CTS机制,引入拓扑控制算法,通过收集相邻节点的拓扑控制信息,调整节点信号覆盖半径,降低节点间干扰。同时,“自激活”机制保证了节点收集到的拓扑控制信息的完整性。仿真结果表明,该协议能够有效支持拓扑控制技术在无线自组网中的应用,提升网络空分复用度,进而提高网络吞吐量,降低端到端延时。     

面向星形拓扑片上网络的高性能切片路由器结构

由于具有很好的规整性,mesh成为目前最常用的片上网络拓扑结构.然而mesh有两大缺陷:饱和吞吐量随着网络规模增加而显著降低;结点间的距离由结点的位置确定,极不均衡.提出一种面向星形拓扑的25端口切片路由器结构.它包含5个切片和5个接口部件.与传统的5×5mesh结构相比,基于该路由器的星形拓扑片上网络的面积开销降低51%,单微片报文的平均延时降低约40%,饱和注入率高达0.88,而5×5mesh的饱和注入率仅为0.67.因此,该路由器具有低开销、低延时和高吞吐量等优点.     

基于流量模式和网络拓扑的网关部署算法

多并发流所引起的网络负载不均衡是无线网状网(wireless Mesh network,WMN)面临的一个挑战,部署网关是一种能缓解竞争节点负载的可行方案.针对这一问题,提出基于流量模式和网络拓扑的启发式网关部署算法.该算法利用节点在多种流量模式下所承载流量的平均值来估算节点的网络负载,并基于节点的网络负载和位置来选择网关,再根据特定的计算,分配节点给已知网关所管理的簇.实验结果表明,在不同流量模式和网络资源配置下,该算法均能有效地提高网络吞吐量、降低端到端延迟、减少路径长度.     

TM:一种新的片上网络拓扑结构

片上网络拓扑结构对芯片的性能有直接的影响.文中提出了一种新的拓扑结构TM,它结合了torus网络和mesh网络的优点.对于n×n的网络,在物理链路数方面,TM和mesh网络相同,比torus网络少2n;在拓扑直径方面,TM的拓扑直径为n,而torus和mesh网络的拓扑直径分别为2×(n/2)和2×(n-1);在完全适应性路由算法设计方面,torus网络需要的虚拟通道数至少为3,且虚拟网络划分机制不能直接应用其中,然而,虚拟网络划分机制适用于mesh和TM网络,且它们只需要2条虚拟通道.文中从理论和模拟实验两方面对TM网络进行了验证,实验结果表明无论在均衡负载还是非均衡负载下,TM的性能都要优于mesh网络,在大部分情况下,TM的性能介于mesh和torus之间,在某些通信模型下,torus的性能比TM差,主要原因在于这些通信模型下torus网络中虚通道使用不均衡.     

一种低时隙开销无线HART链路调度策略

无线HART是一种适用于工业现场的无线传感网络。无线HART采用基于TDMA的超帧技术来统一安排网络中的资源调度,并实现网络内的通信冲突避免。本文基于无线HART的mesh型网络拓扑结构,提出一种低时隙开销的无线HART资源调度策略(LCLSS),使用较少的时隙资源开销来完成对网络中所有链路的调度安排。该策略通过对传输路径的合理选择,时隙资源的充分利用,降低了网络的传输所用的时隙资源,同时对提高网络吞吐量也有所帮助。测试表明,该策略有效的降低了网络传输所使用的时隙资源开销,提高了超帧资源的使用效率。     

基于InfiniBand的多链路mesh/torus大规模并行系统互连网络

在大规模并行系统中,系统级互连网络的设计至关重要.InfiniBand作为一种高性能交换式网络被广泛应用于大规模并行处理系统中.mesh/torus拓扑结构相较于目前普遍应用于InfiniBand网络的胖树拓扑结构拥有更好的性能与可扩展性.尽管如此,研究发现,用传统的mesh/torus拓扑结构构建InfiniBand互连网络存在诸多问题.分析了传统网络拓扑结构的缺陷,并提出了一种基于InfiniBand的多链路mesh/torus互连网络.这种改进型的拓扑结构通过充分利用交换机间的多链路可以获得比传统mesh/torus网络更高的带宽.另外,同时给出了与该网络拓扑结构相配套的高效路由算法.最后,通过网络仿真技术对提出的算法进行了评估,实验结果显示提出的路由算法相较于其他路由算法拥有更好的性能与可扩展性.     

一种适用于移动自组网的多径多信道负载均衡路由协议

为了降低邻居节点之间的信道冲突,提高移动自组网网络性能和服务质量,提出一种跨层设计的多径多信道负载均衡路由协议CMM_LB.协议可以发现多条完全不相交路由,路径上的节点可在路由建立之后分布式的自主选择信道,减少与邻居节点的信道冲突.源节点通过探测机制,以信道可用带宽和节点接口队列长度作为负载轻重的依据,收集链路负载信息,在多条路径间动态调整负载分配比,实现多路径间最大程度上的负载均衡.仿真结果表明,与改进前的CMMRP和AODV相比,CMM_LB在网络吞吐量、平均端到端时延等方面有明显的性能提升.