工业无线多跳多信道通信链路优化研究

工业无线技术推广应用的主要瓶颈是通信可靠性难以满足要求。多跳无线通信中,各子链路通信质量都直接影响端到端可靠性,可靠通信面临更多挑战。针对这种情况,研究了多跳多信道通信链路,通过优化时隙和信道资源提高端到端可靠性。建立了工业无线通信多跳多信道链路模型,研究了实时性约束下链路端到端可靠性最大化问题,提出了优化模型;将优化问题转化为资源调度问题,进而用贪婪算法进行了求解,从而提供了一种易于现场应用的轻量级优化算法。开发了相应的半实物仿真平台,验证了算法的有效性。     

非平稳网络链路延迟率估计过程仿真分析

研究非平稳网络链路延迟率准确估计问题.由于网络的规模越来越大,复杂性越来越高.传统方法通常通过网络内部节点协作获取网络内部性能参数,但是,节点的差异性会给算法的协作过程带来冲突,造成节点协作过程中的相互抵制,从而导致传统方法在非平稳网络链路延迟率估计中失效.提出了一种网络层析成像优化的网络延迟计算方法.在算法基础上根据源节点和目标节点的相关信息建立树结构,计算非平稳网络链路数据传输概率,克服不平稳造成的冲突.再利用网络层析成像优化方法,对链路的延迟率进行估计.实验结果表明,利用改进算法进行非平稳网络链路延迟率估计,能够提高网络链路延迟率估计的准确性,为网络性能评估提供准确的依据.     

无线传感器网络组密钥安全管理框架研究

无线传感器网络需要安全组通信的支持,尤其是军事、紧急救灾等场合。然而由于环境恶劣,节点的失效性、链路的不可靠以及多跳通信延迟等特点使无线传感器的组密钥管理面临巨大挑战,据此,介绍了一个基于无线传感器网络的组密钥生成算法,并针对无线传感器网络节点易失效,信道可靠性差的特点,引入部分组密钥验证机制,提高了算法的安全性和有效性。模拟实验表明,可验证的组密钥生成算法在部分组密钥不可靠时性能优于组密钥生成算法。     

一种针对延迟的时间标记动态矩阵控制

由网络引入的通信延迟能导致系统性能退化甚至不稳定，针对这种网络控制系统中的延迟，引入时间标记的动态矩阵控制算法（TSDMC），建立随同时间标记的通信延迟模型。通过时间标记测量网络延迟，在线校正系统的阶跃响应系数和控制系数．并给出了算法的推导过程。根据仿真的确认，这种新的算法能得到比传统动态矩阵控制算法更好的控制性能，改进了网络控制系统可靠性。     

基于车载移动模型的DTN网络路由技术

从一体化联合作战出发,引出通信链路抗毁性、健壮性的重要性。分析造成网络中断和延迟的原因,建立基于典型的战车行进以及演习模式的“集结-展开”容迟容断网络移动模型,提出一种基于作战计划时间表精确物理位置信息结合信道状态信息的预测相遇机会路由算法,极大改善了网络消息投递率和延时。     

无线移动环境下双链路通信机制的研究与应用

针对现有切换机制和算法存在切换延迟较大、丢包率较高、不够稳定可靠等问题,提出一种双链路通信机制,给出一种双链路选择和数据传输算法,通过平滑处理获取精确信号质量,根据差值阈值控制两条通信链路在适当时机进行切换,并使用双线程进行数据转发。实验结果表明,与单链路机制相比,双链路机制不会出现延迟脉冲,丢包率接近于零,平均吞吐量提升了20%,可以应用到轨道交通、高速公路等具有高速移动子网的应用场合。     

一种片上网络的低延迟容错算法

为解决片上网络容错问题,利用端到端模式设计一种低延迟可靠传输算法。该算法利用发送端主动发送冗余数据包获得较小的延迟,将数据分成包集以提高链路利用率,进一步降低延迟。发送端只在收到接收端对当前包集的确认后才发送下一个包集的数据,由此保证高可靠性。通过不断发送数据包及端到端的反馈保证传输的正确性。NS-2仿真实验结果证明,该算法延迟低,片上通信可靠性高,可以有效处理传输过程中的瞬时错误。     

无线Mesh网络中路由与信道联合分配研究

无线Mesh网络中路由器使用多射频接口并配备多信道传输能有效增加网络吞吐量及降低干扰。研究路由与信道分配问题的目的就是增加网络容量、减少延迟等。文中针对无线Mesh网络中多接口多信道的路由与信道分配问题做了统一考虑,根据路由约束、信道约束、干扰约束以及宽带约束建立了混合整数线性规划（MILP）模型,并提出了基于迭代搜索的启发式算法很好地解决了此问题。仿真结果表明该算法可以提高网络吞吐量,降低延迟。     

无线传感器网络的链路分析与建模

无线传感器网络的链路通信质量对上层协议及定位算法有重要影响.在网络仿真软件中,对信道和链路的过分简化会影响协议或算法的可靠性.本文通过在伯克利Mica2 Motes[1]上的大量实验,分析了无线链路的各种非理想特性,包括时空特性、不规则连接单元和链路不对称性等.通过解析和实验分析相结合的方法对信道和链路质量进行了建模,该模型可以应用于改善仿真工具中的物理层和链路层模型,帮助我们更好地理解上层协议的性能.     

WLAN中合作式功率控制算法研究

在WLAN中,延迟有限,网络整体消耗能量最小化的功率控制算法研究较少。对于该问题进行建模分析,通过理论推导,将该非凸优化问题转化成广义几何规划问题。经过分析,将问题近似为线性规划,并给出全局优化算法。对于WLAN中,多个无线接入设备在一定传输时间内的信道情况进行预测,给出延迟有限能量最小化的集中式在线算法。实验结果显示,采用提出的信道预测方法,在线算法的计算结果与集中式算法结果较为接近。     

基于NT技术中链路时延推测算法的分析研究

在研究了当前时延推测算法的基础上,将高斯混合模型推广到有限混合模型,使得算法可以同时推测多条链路的时延分布,利用重要性抽样技术增大研究事件出现的概率,再进行抽样并对样本空间进行调整,保证了指标的无偏性和有效性,同时降低了计算的复杂度,因此此方法具有广泛的适用性。最后在NS2平台上仿真验证,说明该算法是可行的。     

主动端到端离散式时延分布估计方法研究

对于网络质量评估链路性能推测无疑是至关重要的,然而现有的估计方法通常只能推测层次数有限的简单网络,无法应用于大规模网络。提出了一种基于不完整数据极大似然估计算法,估计网络内部链路时延分布,该方法通过不同的发包策略将树状网络拓扑划分成不同的两层三链子树,针对每个子树估计每条＂链＂的时延,随后通过移植算法将路径时延划分到各链路中,逐一对每个子树使用该方法计算从而得到整个网络链路时延情况。利用NS2仿真实验验证了该算法的可行性和准确性。     

一种低延时双端发音检测方法

回声消除是提高通信中语音信号质量的关键技术。其主要难题是回声路径估计的自适应算法的控制逻辑。为了达到较好的回声消除效果,自适应滤波器需要在双端发音模式下缓慢更新或停止更新,而在其他模式快速学习。现有的双端发音检测算法没有考虑检测延时问题,使得滤波器在停止更新前已经发散,严重影响了回声消除的效果。针对该问题,在滤波器收敛时回声消除至少达到10 dB的假设前提下,对传统的能量比较法进行改进,提出低延时的解决方案。实验结果表明,该方法比相关比较法的检测延时减少了35毫秒以上。     

面向时延的NoC映射技术研究

针对NoC任务映射问题中时延难以预测和启发式算法效率低的问题,提出一个时延改进模型和近邻随机遗传算法。该模型从宏观的链路负载分布和单个节点的排队时延两方面来构建NoC映射的时延模型,通过引入时延因子、权重系数来刻画不同映射方案对时延性能的影响,避免了NoC通信时延精确建模的难题。提出近邻随机思想来构建遗传算法的初始种群,并且运用该算法实现了面向时延的NoC映射,在达到全局最优的情况下,比经典遗传算法效率提升将近20%。实验结果表明,该算法优于现有的经典遗传算法和随机映射方案。     

基于云自适应遗传算法的NoC映射研究

NoC映射是NoC设计中的重要步骤,映射结果的优劣对NoC的QoS约束和通信功耗有着很大的影响。提出一种采用云自适应遗传算法实现NoC映射的方案,该算法利用云模型对传统遗传算法加以改进,以此新方法自动调整遗传算法过程中的交叉概率和变异概率,从而达到优化遗传算法的目的。结合NoC映射中的具体问题,在功耗和延时约束的限制条件下,建立了延时约束下的NoC映射功耗数学模型。实验表明,该方法在NoC映射中取得了良好的效果,降低了通信功耗。     

周期性移动公交车载网络路由协议

公交车载网络作为城市车载网络中的重要组成部分,由于具有周期性移动规律,能为城市车载网络的大范围通信提供支撑,而复杂的城市道路环境给公交车载网络的高效可靠路由协议带来了极大的挑战。针对具有周期运动特征的公交车载网络,设计单跳与实时改进的多跳路由协议SRMHR,保证单跳转发的链路生存时间以及多跳转发有限延时内的提交概率;根据城市信号传播衰减特征和车辆移动模型设计单跳链路筛选机制,并结合改进的多跳延时相关概率转发模型,保证公交转发的高效、可靠。在城市交通模拟仿真平台上,结合微调的真实道路交通数据,分别测试了方案中信号衰减模型、不同车流密度下候选筛选以及红灯延时修正的性能参数,验证了方案中各环节的有效性;最后与SF和SW协议的性能进行了对比,结果表明SRMHR协议具有较高的数据传输成功率和较低的递交延时。     

网络化控制系统时延测量、分析与预测

针对网络化控制系统（NCS）中的随机时变时延,采用自行开发的基于应用层的测试软件,按照IETF（The Internet Engineering Task Force）的RFC2544规范,进行了6个多月实际测量,获得了170余万个网络时延数据;通过对实验数据进行相关分析,建立了网络时延的自适应自回归（AR）模型;并用自适应最小均方差（LMS）算法对实测的网络时延进行了估计和预测,实验结果表明了算法的有效性。     

一种基于时延差异目标迭代的变尺度优化方法

N元非合作性路由切割调度的简单约束条件,每个路由表项的碎片映射到链路上都会引起至少两条链路上的平均时延变化,碎片越大,映射所引起的两条链路的时延变化的概率也就越大,时延波动幅度的概率也就越大,为了在原始的切割调度样本中更精确地二次调整碎片的大小和数量,使得网络在N个链路之间保持一个比较平衡的时延差异,提出一种基于时延差异目标迭代的变尺度求解优化方法。     

移动Ad Hoc网络中基于链路质量预测的多路径源路由算法的研究

在移动Ad Hoc网络中,数据传输的端到端延时是衡量网络性能的重要指标[1],为了减少因节点移动而导致的链路中断,本文提出了一种基于底层信号质量进行路由状态预测的多路路由算法,它改进DSR路由的单一路径传输方式,减少路由发起的次数,仿真实验证明该算法改善了数据传输的端到端延时,并减少了路由控制开销。