SINR下基于PNC的无线网络容量研究

物理层网络编码（PNC）作为网络编码的延伸,可以通过降低无线网络节点的干扰提升无线网络的容量。在协议干扰模型下研究基于PNC无线网络的容量增益,只考虑发送节点临近的一个节点的影响,没有考虑全局节点的影响,且参数[Δ]单一、抽象,不能良好表达真实网络环境。针对这些缺点,提出一种物理干扰模型（SINR）下基于PNC的无线网络容量的评测方法。在试验仿真结果中,证实全局节点影响下PNC方案无线网络容量在SINR各参数下的性能指标优于其他编码方案,并给出所有参数下网络容量的上界以及容量上界随参数变化特性。     

一种多中继协作系统中功率优化分配策略的无线网络容量算法研究

针对限制网络容量的主要因素（信道带宽与信道信噪比）,本文提出了一种多中继协作系统中功率优化分配策略的无线网络容量算法。首先,论文提出采用多中继协作的方式,提高网络传输速率,建立网络最大流数学模型。然后,在网络总功率受限的情况下,对中继节点进行功率优化分配,建立最大化网络容量计算数学模型。最后,论文建立网络仿真环境,对比多中继协作且能量优化分配与非中继协作且能量等分两种策略在中断概率、网络容量等方面的表现。得出如下结论：网络容量随节点数量增加呈现先增后减的趋势,多中继协作且能量优化分配策略更加有利于提高无线网络容量。     

P2P文件共享中网络编码与路由容量比较

网络编码在应用层上的容量研究,对网络编码在P2P网络中的应用具有重要指导意义.目前已有文献对P2P文件共享中网络编码和路由的比较多采用仿真方法,其结果与仿真参数设置有较大关系,暂未有一致的结论.本文从理论上推导P2P文件共享中网络编码和路由的容量上界并进行定量比较:首先将上行链路共享P2P流模型推广到1 to m的一般情况,在此基础上推导出一般情况下P2P文件共享中网络编码和路由容量的理论上界,并证明二者上界的一致性.最后通过基于NS2的仿真分析实际网络中其它相关因素对二者达到容量上界的影响.     

网络编码调度算法的研究

近年来,网络编码作为提高通信系统吞吐量一种手段。在多播的通信网络,网络中各个传送节点结合动态变化的网络情况,对不同信息流的数据包进行编码处理,从而减轻局部节点的阻塞,提高了整个通信系统的性能。文章主要工作要体现在典型无线通信网络中,引入动态网络编码调度算法,提高无线通信系统的网络编码增益和系统吞吐量;探讨在自适应无线通信系统下,如何适当的使用自适应技术,使得动态网络编码调度算法的作用发挥到最大。各个节点间的发送端更应选取适合的自适应技术,来提高无线通信系统性能。通过MATLAB仿真显示,带有自适应技术的无线网络,在动态网络编码调度算法作用下,对改进系统性能有着更加重要的现实意义。     

无线网络中一类多播网络的网络编码

提出一种无线网络空间构造的新算法,该算法借助基本图模拟网络节点状态,通过节点基本图的加入和离开动态实现无线网络.k冗余多播网络采用网络编码可实现最大多播速率k的信息传输,对于无线网络中的k冗余多播网络,从网络信息流分解的角度给出一种网络编码算法.     

一种最大化网络吞吐量的认知无线Ad Hoc网络跨层优化算法

认知无线Ad hoc网络(cognitive wireless ad hoc networks)是由一组具有认知决策能力的节点以多跳无线方式组成的智能网络.网络容量的求解与网络吞吐量的优化是该类网络研究的难点.作者首先推导了混叠模式下认知无线Ad hoc网络容量上界的闭合表达式,并指出该上界只与用户空间分布特性相关;然后提出了一种新的基于遗传算法的跨层优化算法,通过联合优化邻居选择与功率分配实现网络吞吐量的最大化;最后仿真验证了该算法的有效性,结果表明网络吞吐量能较好地逼近网络容量上界.     

多媒体无线Mesh网基于机会路由的网络编码

采用机会路由下无线Mesh网络的链路吞吐量模型,利用确定性网络演算工具,得到无线Mesh网络节点数据积压的上界以及端到端数据流延迟和抖动的上界;然后设计满足多媒体服务质量的确定性网络编码（DNC）,提出ETC作为确定机会路由中编码节点的指标,在节点数据积压未达到上界时,编码节点采用线性网络编码,提高网络的性能;提出ETP作为机会路由中选择候选节点的指标,主要考虑端到端的延迟和延迟抖动确定接收数据的候选集。仿真结果表明可以达到较好的效果。     

收缩邻居节点集方法求解有向网络的最大流问题

最大流问题在许多领域有广泛的应用,然而随着网络规模的增加,传统的算法无法快速高效地求解最大流问题.对一个给定的有向网络,文中提出一种收缩邻居节点集的方法(CNA)求解其最大流.该方法通过收缩邻居节点集有效降低网络规模,使经典算法及改进算法可直接使用.首先给出收缩邻居节点集的条件,接着给出依据收缩条件构建目标网络的算法,最后利用经典算法求解目标网络的最大流以实现初始网络最大流的最优近似.实验结果表明CNA不仅平均能将目标网络的规模降至初始网络的一半,且能以较小的误差求得初始网络的最大流.     

基于EHWSN的能量均衡动态最大流路由算法

针对最大流算法应用于能量收集无线传感器网络求解网络负载流量时,存在能量不均衡,网络容量受初始容量限制的问题,提出了一种能量均衡的动态最大流路由算法--EB-DMF.该算法在增广路径的选择中引入能量均衡机制,并根据节点收集的能量动态更新容量值,使网络能耗均衡,达到延长网络生命期,增大网络负载流量的目的.仿真结果表明与最大流算法相比,该算法能在增大网络负载流量的同时延长网络的生命期.     

无线网络编码感知路由综述

流间网络编码具有改善无线网络性能的潜力,然而,由于实际网络中编码机会数量通常十分有限,仅仅被动地利用编码机会无法获得高的性能增益.编码感知路由的核心思想是使用有利于网络编码的路由,它通过在路由建立阶段构造特定的编码结构,可以主动创造编码机会.系统地总结了流间网络编码中的编码结构,并以此为主线,分类介绍了编码感知路由的研究现状.最后,对编码感知路由的研究热点进行了展望.     

无线自组网TCP吞吐量上界研究

对进入无线自组网节点的TCP数据流进行漏桶管制,节点为TCP提供基于速率-延迟模型的服务保障,在已有无线自组网链路吞吐量模型的基础上利用网络演算理论推导TCP数据流的吞吐量上界模型。在网格拓扑的无线自组网环境下,TCP数据流的仿真结果都在数值计算的上界范围内,从而表明基于网络演算的无线自组网TCP吞吐量性能上界模型具有较好的性能,同时也表明现有TCP协议在无线环境下还存在较大的改进空间。     

System capacity for a two-commodity multistate flow network with unreliable nodes and capacity weight

The system capacity of a single-commodity flow network is the maximum flow from the source to the destination. This paper discusses the system capacity problem for a two-commodity multistate flow network composed of multistate components (edges and nodes). In particular, each component has both capacity and cost attributes. Both types of commodity, which are transmitted through the same network simultaneously, consume the capacities of edges and nodes differently. That is, the capacity weight varies with types of commodity, edges and nodes. We first define the system capacity as a 2-tuple vector and then propose a performance index, the probability that the upper bound of the system capacity is a given pattern subject to the budget constraint. Such a performance index can be easily computed in terms of upper boundary vectors. An efficient algorithm based on minimal cuts is thus presented to generate all upper boundary vectors. The manager can apply this performance index to measure the quality level of supply-demand systems such as computer, logistics, power transmission, telecommunication and urban traffic systems.     

无线Mesh网中编码感知组播路由协议CAMR

网络编码是一种能够提高网络吞吐量的新技术,将网络编码应用于无线Mesh网组播对Mesh网络进一步实用化有重要意义.编码感知路由是一种能够充分识别和利用网络中的编码机会的路由.虽然已有若干个基于网络编码的单播路由协议,但无线网络中编码机会并没有被充分利用,到目前为止还没有无线Mesh网络中的编码感知组播路由协议.提出一个编码感知组播路由协议CAMR(coding-aware multicast routing).CAMR协议利用了一个新奇的编码感知路由度量CAM(coding-awarerouting metric),可以度量无线Mesh网络中节点的实际编码机会和编码能力的大小.基于CAM设计的CAMR协议可以充分利用无线Mesh网络中节点的编码机会,提高了无线Mesh网络组播的吞吐量.模拟实验验证了CAMR协议的优势及其有效性.     

Fundamental limits on end-to-end throughput of network coding in multi-rate and multicast wireless networks

This paper investigates the interaction between network coding and link-layer transmission rate diversity in multi-hop wireless networks. By appropriately mixing data packets at intermediate nodes, network coding allows a single multicast flow to achieve higher throughput to a set of receivers. Broadcast applications can also exploit link-layer rate diversity, whereby individual nodes can transmit at faster rates at the expense of corresponding smaller coverage area. We first demonstrate how combining rate-diversity with network coding can provide a larger capacity for data dissemination of a single multicast flow, and how consideration of rate diversity is critical for maximizing system throughput. Next we address the following question: given a specific topology of wireless nodes, what is the maximum rate that can be supported by the resultant network exploiting both network coding and multi-rate? We present a linear programming model to compute the maximal throughput that a multicast application can achieve with network coding in a rate-diverse wireless network. We also present analytical results where we observe noticeably better throughput than traditional routing. This suggests there is opportunity for achieving higher throughput by combining network coding and multi-rate diversity.     

网络编码下不可靠自组织网络高效路由算法

无线自组织网络(wireless ad hoc network)中链路的不可靠性与高丢包率是影响网络性能和应用的主要缺陷.为了优化多跳的不可靠无线网络中完成数据传输所需的数据分组发送次数,提出了融合路径切换思想的基于网络编码的路由协议(network coding routing with path switching,简称NCPS).为了发现潜在的适合网络编码的路径,首先分析并提出了网络中路径可编码与可解码条件;其次对比于传统的最优路径,分析得出了在网络编码下路径切换所能获取的编码收益;最后以优化网络中数据分组发送次数为目标,设计了网络编码下结合路径切换的路由协议.实验结果表明,在不同的网络环境参数下,NCPS能够有效减少网络中的数据发送次数,获取稳定的编码收益.     

混合无线网络容量及延迟性能的研究

混合无线网络是在Ad hoc网络中添加基站的新型网络模型，其容量是评估网络性能的重要参数。本文研究了混合无线网络的容量问题。首先建立了谊网络的网络模型，在考虑延迟时间的基础上提出一种新的路由策略，一定程度地保证了数据传输的实时性。在此基础上运用图论中数学计算的方法推导了混合无线网络容量数学期望的分析表达式，这是本文的重要结论，对于未来混合无线网络的设计与分析都具有指导意义。     

基于网络编码的分簇无线Mesh网络路由协议

传统的网络编码算法会增加网络的复杂性.为此,引入分簇的思想,提出一种基于网络编码的分簇无线Mesh网络路由协议以及一个用于平面型无线混合Mesh网络的分簇算法,根据相关性计算网络节点的度值,实现无线Mesh网络层次结构的划分.仿真结果表明,该协议能在一定程度上减小网络编码的复杂性.