WiMAX Mesh网络中一种集中式QoS调度算法

针对WiMAX Mesh网络集中式下资源的调度和分配,分析了现有调度算法的研究进展与优缺点,结合标准对Mesh模式的QoS定义,提出了一种WiMAX Mesh网络集中式下基于分组的QoS调度算法。通过区分数据流的优先级方式对不同业务数据流进行分组,并计算组内流节点的权值,保证同种业务流间高传输要求和低传输节点的公平性。仿真结果表明,与HRF和LRC算法相比,该算法对于分类业务的时延和网络吞吐量具有明显的优势,实现了区分业务的QoS保障。     

支持区分服务的自适应队列调度算法

分析了在DiffServ模型下的WRR和DWRR调度算法,提出了一种基于WRR的改进的 调度算法AWRR(ADWRR),同时提出了AWRR调度算法的实现过程。该算法根据网络中各业务数 据的实际流量动态的调整其对应的权值。因此AWRR不仅能提供QoS保证,而且还能根据该节点的 实际负载状况,提供动态的带宽分配。     

基于最优能耗多播树构造的Ad hoc网络节点路由算法研究

针对Ad hoc网络中最小能耗多播树的生成和优化问题,提出了基于最优能耗多播树构造的Ad hoc网络节点路由算法。在该算法中,首先将最小能耗多播树生成问题转化为不同中继节点集合幂空间中的动态寻优问题,构建基于最优能耗多播树求解模型;然后利用改进的粒子群算法对不同维度空间上代表中继节点链路的粒子的权值进行映射和修正计算,再依据粒子适应度值对粒子的局部极值和全局极值进行更新;最后根据粒子位置和速度更新机制进行迭代计算,将最终的全局极值点和极值作为最优多播树的节点位置和能耗值。实验仿真证明,该算法具有较好的粒子多样性,全局搜索和局部搜索能力较好,并且优化能力较强。     

基于多网关的无线Mesh网络负载均衡调度算法

网关节点的效率决定了无线Mesh网络(WMN)的传输性能,如何有效地解决WMN网关负载均衡问题是非常重要的.在已有的WMN负载均衡算法基础上,提出一种新的基于多网关协作机制的WMN负载均衡调度算法.该算法以源节点到网关节点的跳数信息和网络负载信息相结合作为网关的选择和切换标准,通过多个网关的协作机制,结合高效的网关选取和调度算法实时地对网关业务进行分流;通过一种快速平滑的网关切换方式对其进行调度,从而有效地缓解拥塞网关节点的负载压力,提高WMN的Internet接入性能.性能分析结果表明:该算法可在多个网关间直接实现负载均衡,减少了网络拥塞,提高了网络性能.     

一种基于动态锚节点的改进加权定位算法

在无线传感器网络中,大多数定位算法性能取决于锚节点数量以及分布位置,所以定位误差相对较大。在此前提下,提出基于动态锚节点的改进加权定位算法(IWLA-DAN)。首先证明能与未知节点通信的三个锚节点构成的三角形三边相等时定位误差最小,根据该结论得出权值公式,然后通过三边测量法和加权算法求得未知节点位置,同时升级该节点为伪锚节点继续参与网络中其他节点的定位。最后通过Matlab对算法进行仿真,实验结果表明改进后算法定位误差减小,节点定位精度得到提高。     

多服务级别带宽公平分配算法的研究

区分服务网络节点中的多级别的队列输出带宽由权值调度算法保证,固定权值调度在网络负载发生变化时无法继续提供公平的带宽保证。本文提出了一种动态调整权值的调度算法以达到在多服务级别间公平分配带宽。实验仿真表明,该算法可以对负载流数目的变化作出有效的响应,并快速实现调度权值的理想公平值。     

无线传感器网络中基于功率控制的链路调度算法研究

为了最大化多级功率下WSN的吞吐量,提出了一种基于收益值评估的链路调度算法GELS.GELS首先得到不同功率下节点的平均数据发送量,然后根据冲突域的概率评估得到每级功率下节点的损失数据发送量,从而得到每个节点不同功率下的收益值,最后sink节点通过动态规划策略得到全网最优的无冲突功率调度方案.实验结果表明,提出的算法可以在保证链路间通信公平性前提下有效地减少网络平均延迟,提高网络吞吐量.     

混合无线传感器网络节点覆盖优化

为了解决混合无线传感器网络的节点覆盖率低的问题,提出了改进粒子群的混合无线传感器网络节点覆盖迭代优化算法.在该算法中,首先将混合无线传感器网络节点覆盖模型转化为在网络系统中动态的求覆盖率最大值的节点部署位置寻优问题;然后提出利用改进粒子群算法对节点覆盖优化方案进行粒子及其权值映射,并依据粒子粒距聚类度和粒子信息熵对粒子权值进行调整,再依据粒子适应度值对粒子局部最优值和全局最优值进行更新;最后迭代地对粒子的位置和速度进行计算,输出具有最优覆盖率的节点部署方案.仿真结果证明,该算法能够有效的提升网络覆盖率,且算法的收敛速度快.     

基于实时拓扑属性的虚拟网络映射算法（英文）

研究目的:基于虚拟网络请求和底层物理网络实时拓扑属性,提出一种高效的两步式虚拟网络映射算法。创新要点:分别利用中介中心性和物理节点相关性对虚拟网络请求和底层物理网络中节点进行重要性评估,在此基础上给出一种两步式映射算法(算法1,2)。研究方法:首先给出中间中心性、接近中心性以及节点相关性计算模型,结合节点本地资源分别提出虚拟网络请求和物理网络中节点排名计算方式。当虚拟网络请求到达后,根据虚拟节点排名,将其映射到拥有足够资源的物理节点中排名最靠前的节点。节点映射完成后,使用K-th最短路径算法进行链路映射。映射过程中采用文献(Yu et al.,2008)中所使用的时间窗口模式进行接入控制。重要结论:利用节点本地资源,针对性分析虚拟网络请求和物理网络实时拓扑属性,提出两步式映射算法。该算法提高请求接受率、开销收益比的同时减少算法映射时间,取得更好的映射效果(图3-10)。     

煤矿应急救援中无线Mesh网络多信道分配算法

针对现有的无线Mesh网络多信道分配算法无法解决煤矿应急救援中无线Mesh网络因传输干扰导致的信道分配抖动问题,结合无线Mesh网络连通性以及干扰模型,提出了一种基于拓扑分层和干扰避免的多信道分配算法,即对网络拓扑分层,在确定第1层节点与边的基础上,继续对其他层进行拓扑分配,然后根据干扰情况对各层进行信道分配。设计了仿真模型:无线Mesh节点发射距离为200m,干扰距离为500m,拓扑范围为1 000m×1 000m。随机选取20个节点,在可用信道变化和网关变化2种情况下对该算法进行仿真分析,结果表明该算法较常用的拓扑结构算法提高了网络的吞吐量,降低了信道分配中的传输干扰。     

基于TDMA方式WMN中一种链路调度机制研究

基于TDMA方式的无线网状网中,链路调度对网络性能起着重要作用.针对固定顺序的待调度链路集,提出求解最优调度周期的启发式算法;基于链路顺序对算法性能的影响,从全局优化的角度对全网链路进行排序,提出基于遗传算法的最优链路调度机制.仿真结果表明,该算法能快速收敛于全网链路的最小调度周期,具有比现有算法更高的传输效率和更低的实施复杂度.     

图书馆多媒体业务流的短时公平分组反馈调度方法

研究了一种新的基于短时公平的分组调度算法的问题. 基于短时公平性的分组反馈调度算法改进了WF2Q＋算法在短期内无法为新加入客户端提供公平服务的缺陷,增强了调度算法的适应性和公平性. 在本算法中,调度器中的各个客户端权值能够根据其获得的实际服务量状况在线调整,增强了系统的鲁棒性和自适应性,同时提高了系统实现短期公平性的能力,对各个客户端提供更为公平的服务质量（Quality of Service,QoS）.     

动态调整调度配额的TCSN调度算法*

针对列车控制与服务网（TCSN）的区分服务需求,进行了调度算法研究,提出了一种基于动态调整调度配额的算法DWDRR。该算法在原有的WDRR（加权差额轮询算法）算法基础上增加了调度配额的计算,并根据队列的数据流量到达率、时延优先级、丢包优先级和网络的当前状况综合地决定各个队列的调度配额,实现比例公平的调度。并通过仿真分析证明该调度算法可以根据各队列在不同网络状态下流量到达率、优先级动态地决定队列的调度配额,从而满足TCSN根据不同到达率、优先级进行区分服务的需求。     

基于部分可观测马尔可夫决策过程的水声传感器网络介质访问控制协议

针对水声传感器网络低带宽、高延迟特性造成的空时不确定性以及网络状态不能充分观察的问题,提出一种基于部分可观测马尔可夫决策过程(POMDP)的水声传感器网络介质访问控制协议.该协议首先将每个传感器节点的链路质量和剩余能量划分为多个离散等级来表达节点的状态信息.此后,接收节点通过信道状态观测和接入动作的历史信息对信道的占用概率进行预测,从而得出发送节点的信道最优调度策略;发送节点按照该策略中的调度序列在各自所分配的时隙内依次与接收节点进行通信,传输数据包.通信完成后,相关节点根据网络转移概率的统计量估计下一个时隙的状态.仿真实验表明,与传统的水声传感器网络介质访问控制协议相比,基于POMDP的介质访问控制协议可以提高数据包传输成功率和网络吞吐量,并且降低网络的能量消耗.     

面向煤矿工作面的定位无线传感器网络传输性能优化

针对煤矿工作面定位无线传感器网络(PWSN)端到端时间较长、丢包率较大等问题,提出采用保障贪婪调度(GGS)算法来优化网络传输性能。GGS算法结合了粒子群优化(PSO)算法和贪婪算法,使用PSO算法对信道中的报文种群进行有序化处理,实现对种群的保障;使用贪婪算法对网络传输过程中的具体服务请求形成一种多层次、反复迭代的处理机制,以优化报文种群质量;利用PSO变异算法对种群进行检查和更新,以确保得到的是最优解。仿真结果表明,与现有文化基因算法(MA)、差分进化人工蜂群(DE-ABC)算法相比,GGS算法可在控制丢包率的前提下缩短传输时间,提升网络整体性能。     

一种简单的平滑公平轮转调度算法

根据通用处理器共享的公平排队思想,针对数据包或信元交换,提出了一种将数据流的预订速率作为时隙分配的权值来构建动态调度树的公平轮转调度算法。其主要思路是:当有新数据流到达时,将各数据流按其权值均匀分布到完全二叉树的叶子节点上,在每个时隙开始时轮转调度算法负责从叶子节点中依次取出数据流号,发送该数据流的信元,调度复杂度为O(1)。与其他经典的公平调度算法引比,所提出的公平轮转调度算法实现简单。理论分析和仿真结果都表明,这种简单的平滑公平轮转调度算法(SSFRR)具有良好的公平性,对源端为漏桶控制的数据流能够提供端到端的有界时延,且能够提供基于数据流的QoS保证。     

Hierarchical agent-based secure and reliable multicast in wireless mesh networks

We propose and analyze a hierarchical agent-based secure and reliable multicast (HASRM) algorithm for efficiently supporting secure and reliable mobile multicast in wireless mesh networks, with design considerations given to minimize the overall network cost incurred by reliable multicast packet delivery, mobility management, security key management, and group membership maintenance. HASRM dynamically maintains a group of multicast agents running on mesh routers for integrated mobility and multicast service management and leverages a hierarchical multicast structure for secure and reliable multicast data delivery. The regional service size of each multicast agent is a key design parameter. We show via model-based performance analysis and simulation validation that there exists an optimal regional service size that minimizes the overall communication cost and the optimal regional service size can be dynamically determined. We demonstrate that HASRM under optimal settings significantly outperforms traditional algorithms based on shortest-path multicast trees extended with user mobility, security, and reliability support. We also show that a variant of HASRM is superior to a recently proposed multicast algorithm for secure group communication in wireless mesh networks.     

一种基于WiMAX mesh网络的区分服务调度方案

IEEE 802.16支持多种不同类型的调度服务,并将服务质量支持机制引入媒体接入控制层,却没有规定相应的调度算法。在IEEE 802.16定义的mesh模式下,针对不同类型服务,提出了一种区分服务的调度方案,该方案采用集中式和分布式混合调度。仿真结果表明:该方案下系统平均时延和用户满意度均有所改善。     

WMN中的干扰避免部分重叠信道分配算法

针对无线mesh网络(wireless mesh networks,WMN)中存在的信道干扰问题,提出一种基于部分重叠信道(partially overlapping channels,POC)的负载平衡且干扰避免的信道分配算法。通过基于Huffman树的通信接口分配方法连接邻居节点的接口;根据网络干扰情况,对链路进行迭代信道分配,使用静态链路调度保证网络连接;利用启发式算法优先为重要程度较高的链路分配无干扰时隙,对链路调度进行优化。仿真结果表明,在具有混合流量的WMN中,所提算法可以显著提升网络吞吐量,降低网络干扰与平均丢包率,改善网络性能。     

一种新颖的无线网状网的混合调度策略

提出一种新颖的时分复用与最大调度的混合调度算法,解决了单信道无线网状网中,当同一时刻待传输链路突增时,信道竞争冲突加剧,网络容量显著下降的问题.算法根据链路与系统子时隙染色,使每条链路都有唯一系统子时隙相对应,链路在同色子时隙上实现时分复用调度;在异色子时隙空闲时,实现链路的最大调度.此算法具有时分复用和最大调度两种调度算法的优点.文中利用李雅普诺夫稳定性定理证明了算法的效率比率.仿真结果表明,该算法下的网络容量有明显提升.