无线公交车载网络切换机制研究

为公交车乘客提供高质量的Internet服务可以让其在乘车过程中享受娱乐及工作,进而大大提高乘客的生活质量。基于此,本文针对公交车载网络的切换问题进行研究。首先提出一种改进的公交车载网络结构,进而提出一种基于数据传输速率的切换触发机制。该机制可以准确触发切换,减少切换开销,改进通信稳定性。针对公交站点存在多个访问点的切换场景,本文进一步提出一种合适的切换策略-M-Handoff。M-Handoff以负载均衡为目标进行访问点选择,同时可以保证各个已连接的公交车辆的平均吞吐率。仿真实验表明,与传统方法相比,以上机制可以较好地提高系统性能,能更好地适于公交车载通信。     

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。     

基于ISO15765的车载CAN网络诊断设计

在分析车载CAN网络诊断协议与车载网络诊断结构的基础上,设计基于ISO15765的车载网络诊断,采用VC软件开发平台及USBCANII硬件接口,实现诊断工具的设计与开发。测试结果表明,该诊断系统的通信过程符合诊断协议,在开发与测试支持诊断功能的ECU过程中得到较好应用。     

高速公路环境下VANET路由性能研究

为得到高速公路环境下的网络路由性能的最佳方案,综合运用了网络仿真软件和交通仿真软件,搭建了仿真度极高的高速公路环境,采用了不同类型的路由协议在车载Ad Hoc网络中进行数据传输和视频的通信,研究分析了各种路由协议在不同的应用和通信参数下的性能以及提出改进的通信方案,并提出了一种新的基于GPS位置信息与电子地图的预测路由协议GMPR,对实际场景的车载Ad Hoc通信性能的研究具有指导意义和应用价值。     

公交网络中的乘客需求预测系统和方法

公共交通工具,尤其是公交车服务,可以减少私家车的使用和燃油消耗,缓解交通拥堵和环境污染状况。当乘坐公交车时,乘客不仅关心等车时间,更在乎公交车的拥挤程度,过度拥挤的公交车会导致乘客放弃乘坐。可见,准确、实时、可靠的乘客需求预测可以帮助公交公司决定合理的公交发车时间间隔,并且可以减少乘客的等车时间,这是人们急切需要的。基于实际公交系统的大量数据,提出一个面向移动用户的乘客需求预测系统。该系统包括服务器端的信息数据流处理和挖掘程序,以及客户端的移动应用程序。然而,公交网络中的乘客需求预测存在三大挑战:不均匀性、突发性和周期性。为了解决这些问题,提出了3种预测模型和1种基于滑动窗口的框架来预测乘客的数目。开发了一个原型系统,该系统可运行在多个版本的Android移动手机上,22个月的连续实验证明,该系统能够对公交网络中的864110项乘客需求进行精确预测,其准确度超过78%。     

公交移动协助城市车载网络分层路由协议

城市车载网络作为未来智能交通的重要组成部分,为解决城市交通问题提供了有效的解决方案.现有大部分路由方案未能很好地解决车辆高速移动、复杂城市交通环境和不同车流密度三大问题对路由转发的影响,导致路由协议的性能在高效和可靠性方面不足.根据城市交通信号传播环境、红灯等停以及公交运行轨迹固定、周期循环等特性,提出公交移动协助的城市车载网络路由协议,将车车之间的复杂、不确定路由转换为普通车辆-簇头-公交三层节点之间的确定、协作方式,发挥公交周期移动优势,并用簇头策略优化普通车辆与公交之间的通信.设计根据城市信号传播衰减与车辆移动相关的单跳链路筛选与多跳延迟相关的概率转发机制,保证公交转发的高效、可靠,并设计能自适应车流密度的簇头触发策略,仿真实验结果表明,整体方案转发跳数达到一定数量时,能取得较好的数据传输成功率和较低的网络延迟.     

基于速度与状态感知的车载网络接入退避算法

IEEE 802.11p协议是针对车载无线接入技术制定的MAC层和物理层标准,仍采用二进制指数退避算法,该算法不能根据车辆速度和密度作出调节,在V2I通信中,会造成严重的信道访问不公平和碰撞等现象,无法很好地适用于车载网络。针对上述问题,提出的算法在退避重传阶段,采用固定的最优竞争窗口,并能够根据车速和从路边单元获取的网络信息实时调整竞争窗口大小。模型分析和仿真实验表明,该算法可明显改善信道访问的吞吐量、公平性与可靠性。     

车载网络中支持策略隐藏的属性基加密方案

为能够在车载自组织网络中既达到保护数据的安全性和隐私性的目的,又要具备访问控制的功能,提出一种支持策略隐藏的属性基加密传输方案.使用线性秘密共享矩阵作为访问结构,采用布隆过滤器实现对访问策略的完全隐藏,避免访问策略中的用户属性被公开暴露在车载网络中;使用解密代理将高度复杂的解密计算外包给代理,减少移动车载端的存储和解密开销.通过性能分析和系统实验,验证了该算法具备策略隐藏和车载终端低解密开销的优势.     

一种机群网络文件系统的合作高速缓存技术

随着网络技术和工作站性能的发展，合作高速缓存成为进一步提高机群的系统上的网络文件系统性能的有效方法。本文提出了适于机群系统的基于分布式客户／服务器模型的合作高速缓存结构，设计了一种采用改进的ＬＲＵ替换策略的弧本优先一致性协议，并对该协议的模拟实现的测试结果进行了分析评价，说明全作高速缓存的使用可大大减少磁盘访问次数，有效降低文件访问的平均响应时间。     

认知车载网中基于TDMA/CSMA的混合多信道MAC协议研究

在传统车载自组网(Vehicular Ad Hoc Network, VANET)中采用认知无线电(Cognitive Radio, CR)技术可以解决无线电频谱资源短缺的问题,该技术形成了新兴的认知车载网络(CR-VANET),其关键技术之一是设计高效可靠的介质访问控制(Medium Access Control, MAC)协议。MAC协议在很大程度上影响着车载移动环境的吞吐量,丢包率和传输时延等性能,基于认知车载网中MAC协议的要求,提出了一种TDMA与CSMA相结合的多信道MAC协议(CRTC-MAC)。在固定时隙分配时采用基于无竞争的TDMA访问策略,在动态时隙分配时采用基于竞争的CSMA接入方案,并在此基础之上对传统的TDMA和CSMA访问方式进行了改进。性能分析和仿真结果表明,所提出的MAC协议能有效降低节点间数据包传输时所产生的碰撞,改善网络性能。     

基于IEEE 802.15.6的无线体域网自适应MAC协议

针对无线体域网MAC协议自适应性不高且能效低的问题,提出一种基于IEEE 802.15.6的无线体域网自适应MAC协议（A-MAC）。对IEEE 802.15.6的超帧结构进行改进,竞争接入阶段和非竞争接入阶段的长度根据产生各优先级数据的节点所占的比例进行调整。竞争接入阶段又被划分为三个子阶段,子阶段的长度根据数据优先级情况进行动态调整。所有节点在竞争接入阶段按照信道接入策略竞争接入信道。最后仿真结果表明,在吞吐量、能耗和网络时延方面,使用A-MAC协议的网络性能明显优于使用IEEE 802.15.6 MAC和CA-MAC协议的网络性能。     

DSMAC:一种适于无线多媒体传感器网络的信道接入协议

多媒体传感器网络作为一种多媒体信息获取和处理方式,已在军事、民用及商业领域中显示出广阔的应用前景.信道接入协议能否高效地使用无线信道是保证无线多媒体传感器网络通信的最关键的因素之一.分析支持多媒体业务传输的无线传感器网络信道接入协议的要求,提出适于多媒体传感器网络提供区分服务的信道接入协议--DSMAC(different service medium access control),对实时业务与非实时业务实现了区分服务,在信道接入帧内的随机竞争期实现突发业务及时接入,支持突发多媒体业务实时传输,并提出了多信道簇间传输方式,避免了隐终端冲突.最后,对协议的服务区分、实时性、吞吐量以及能量有效性等性能进行了仿真实验,验证了其优良性能.     

基于FPRP的无线自组织网的MAC协议*

基于FPRP的用于同步无线自组织网的MAC协议采用分布式控制和同步竞争接入,能够支持QoS业务的传输,较好地解决了隐藏终端和暴露终端问题.仿真结果表明,该协议在吞吐率和媒体接入时延上较同步FPRP有所提高.     

煤矿物联网统一通信平台的研究

提出了以TCP/IP协议为核心,高速工业以太网络为主干,无线局域网、无线传感网、现场总线和RS485总线为延伸,建设煤矿物联网统一通信平台的技术方案,重点阐述了煤矿物联网统一通信平台架构、关键设备、协议体系、虚拟存取及面向服务的通信平台架构的实现方法。     

基于预约调度的无线传感器网络的MAC协议*

提出了一种基于预约调度的用于无线传感器网络的MAC协议--SSMAC.该协议采用分布式竞争接入和预约调度发送,提供高能量效率的信道接入和支持QoS业务的传输,较好地解决了隐藏终端和暴露终端问题.仿真结果表明SSMAC协议在保持节能的同时,在降低媒体接入时延、提高报文投递成功率和提供QoS保障上较TRAMA协议性能有很大的提高.     

基于QoS的分布式认知无线电网络多信道MAC协议

在分布式认知无线电网络中,动态资源利用不足和中心控制单元的缺失使其MAC层协议的设计面临很多挑战。针对认知无线电网络的特点,提出了一种新的MAC协议,该协议通过在信道预约阶段优先考虑对时延要求较高的应用,来保证网络对这类应用的QoS;同时还解决了认知无线电网络中频谱的利用率低和隐藏终端两个热点问题。为分析研究该协议的性能,首先提出了一种新的分析模型。然后将这种新的MAC协议与两种典型的MAC协议进行了仿真对比,结果表明该协议提高了网络的吞吐量。最后通过数值分析和仿真证实了本协议设计简单高效,具有较高的频谱利用率,不但满足了时延敏感性应用的QoS需求,而且还能有效地解决多信道隐藏终端的问题。     

一种流量预测的服务质量区分MAC退避算法

为提高流量大且流量变化急剧的中高速无线传感器网络性能, 针对竞争型MAC协议的退避算法进行研究, 基于BDQR退避算法提出了一种流量预测的服务质量区分MAC退避算法FPQoSD。该算法引入流量预测因子, 以实现流量精确预测而窗口动态适应目的; 引入优先级因子, 进行服务质量区分而满足关键数据实时性要求; 利用能耗因子来自适应信道接入概率, 均衡能耗而延长整体网络生命周期。NS2仿真结果表明, 该FPQoSD退避算法在节点高密度与高负载环境下网络性能优越, 其中吞吐量比BDQR算法提高15%, 平均时延降低25%, 平均能耗下降10%, 整体生命周期得以延长。     

一种基于Kademlia的网络语音安全多路通信方法

基于互联网络的开放性特点,端到端的网络语音难以避免遭到监听、拒绝服务和流分析等攻击,极大危害到网络语音的安全。文章为应对这些安全问题而提出了一种基于异或运算KademliaP2P协议的网络语音安全多路通信机制。语音数据在发送端就开始进行分流处理,每个加密的语音包拆分成多个密文碎片,同时通过多条独立的路径发送至对端。转发节点选取Kademlia协议中的超级节点,并从生成的多条路径中基于最优算法选取性能最优、一致性最好的组合用于语音传输。通话两端的呼叫及密钥协商过程均基于多路径实现。实验和分析表明,文章提出的方法在保证语音服务质量不下降的基础上,能有效抵抗中间链路监听,拒绝服务攻击及密钥破解等安全问题。     

一种TDMA无线传感器网络MAC协议能量有效性分析

经典轮询协议作为一种TDMA型MAC协议,符合无线传感器网络节约能量的要求,但在网络伸缩性上有所不足。在此基础上得出一种更适用于无线传感器网络的Controllable Threshold Polling MAC协议(CTP-MAC),使得网络能够自主完成时隙分配;结合概率母函数的方法,建立网络能量有效性的分析模型,得到平均功率的近似计算公式,对经典门限服务轮询协议和C"I'P-MAC进行分析。通过仿真实验,验证了分析模型的有效性。