—种基于V-BLAST技术的多跳协作式传感网络节能MAC跨层设计

协作式(虚拟)MIMO技术被认为是新兴有效的传感器网络节能解决方案之一.本文在考虑网络电路能耗的情况下,采用跨层设计方法提出了一种能量高效的多跳协作式V-BLAST传输策略.为了达到网络寿命最大化的目标,本文建立并分析了系统能耗模型,在此基础上对传输速率、传输跳数、分簇个数和协作式天线节点个数等网络参数进行了联合优化.仿真结果表明,通过选取最优网络参数,本文所提出的策略相比传统的多跳路由协议和LEACH协议能显著降低节点传输能耗和延长网络寿命.     

基于MIMO多跳认知无线电网络的跨层优化研究

多输入多输出（MIMO）技术是突破香农（Shannon）容量限制的一项有效手段。而认知无线电（CR）是近几年的热点研究领域,它能够极大的提高网络资源使用效率。结合这两种技术,研究了基于MIMO的认知无线网络的跨层优化：路由选择、能量分配和带宽分配。采用对偶分解算法将主问题分解为网络层和物理层子问题,并提出了交替更新算法有效解决了物理层子问题。     

无线网络中基于显式拥塞反馈的TCP协议跨层设计研究

无线网络的特殊性使得有线网络下TCP的拥塞控制方法不能直接应用在无线网络中,因此出现了一些跨层设计方法来优化TCP的性能.但是目前跨层优化的实现方法中没有充分考虑与已有TCP协议的相互融合,使得其应用受到一定的限制.为此,提出了基于显式拥塞反馈的TCP协议跨层设计模型,并详细讨论了其可行性、兼容性和扩展性.该模型对混合网络中的TCP协议的研究具有较好的参考价值.     

异构无线网络中的Ad Hoc路由及QoS分析

首先分析了纯Ad Hoc网络环境下具有QoS保证的几种典型路由协议,然后阐述了异构无线网络的体系架构以及异构网络环境下的Ad Hoc路由,包括基于节点位置信息的路由分级路由、提高网络容量的多跳中继路由、实现网络负载均衡的路由,以及跨层路由协议。最后,总结了在异构网络环境下提出的基于Ad Hoc网络多跳中继路由的负载均衡策略的研究工作,分析了仿真结果。     

Ad Hoc网络中基于延迟的多径路由协议的研究

Ad Hoc网络的频繁变化和节点的移动使得单路径协议的性能受到很大限制.由于多径路由具有稳定和网络资源利用率高的特性,它比原来的单径路由更适合于无线多跳网络.基于跨层设计的思想,提出一种按需多径路由算法QAOMDV.该算法通过节点最短队列长度,把网络层、MAC层和物理层协同起来.在与原有的路由协议的性能进行全面比较的基础上,用NS2仿真工具对改进的算法进行了性能分析和评价,结果表明该改进协议在性能上优于原有路由协议.     

无线多跳自组网络视频传输研究的综述

通过讨论无线多跳自组网络视频传输所面临的挑战,分别从视频编码、媒体接入控制协议、调度算法、路由协议和传输协议以及跨层设计等方面,对现存的无线多跳自组织网络中视频传榆的典型方案进行了简要的评估,并总结了该方向上的进一步研究热点.     

基于最小代价场的WSN路由算法的研究与改进

针对基于最小代价场的无线传感器网络路由算法及其典型改进算法的缺陷,提出了一新的改进算法.新算法引入了一种跨层设计的思想,通过对各层协议的配合使用,优化生成扩展最小跳数场,使得信息包沿最短路径向Sink节点传送的过程中所引起的能量消耗最小化,并同时均衡节点负载.理论分析和仿真实验表明,该算法能够显著延长网络的生命周期.     

基于多用户调度的闭环MIMO系统中断性能分析

针对无线资源的匮乏,结合多用户分集与多用户调度技术,提出一种基于多用户调度的闭环多输入多输出跨层算法.该算法是采用跨层理论的方法,以包错误率为服务目标,利用调度技术,自适应调制,自动重传技术与MIMO技术的有机结合,提高系统的中断性能.推导了系统平均包错误率,平均传输次数与中断概率的闭合表达式,分析了天线配置,移动用户数以及重传次数对系统性能的影响;仿真结果表明,该系统的中断概率明显减小,中断性能提高.     

多跳无线与有线混合网络中TCP性能改进研究综述

多跳无线与有线混合网络中,数据流通过的传输媒体各不相同,这些差异会严重影响TCP性能.为了提高有线与无线混合网络中TCP协议的性能,研究者对混合网络TCP协议进行了大量的研究,主要是通过修改标准TCP协议,使之适合于混合网络环境,设计方法主要有分层设计与跨层设计两种.分析了多跳无线与有线混合网络的特点;探讨了多跳无线与有线混合网络中影响TCP性能的主要因素、TCP所要解决的主要问题,以及改进TCP性能面临的难点;对当前改进混合网络中TCP效率、公平性等方面的研究成果进行了分析和总结,并指出了多跳无线与有线混合网络中TCP进一步研究的重点.     

异构无线网络垂直切换技术研究

随着计算机技术的发展以及人类对移动通信需求的不断增加,出现了多种无线接入技术.下一代异构无线网络成为研究的热点,而切换管理是下一代异构无线网络中的关键技术.研究了在协议栈各层实现垂直切换技术的方法,阐述了这些技术的核心思想,并分析讨论了各种技术的优缺点,便于人们较为容易地找到一种适合于特定问题的切换技术.介绍了基于跨层设计思想的切换技术.针对未来无线异构网络的特性,提出了垂直切换技术还需解决的一些问题.     

Cross-layer routing metrics for mesh networks: Current status and research directions

Despite efforts to improve the current IEEE 802.11 standard to fully optimize the physical layer, the performance of wireless mesh networks still depends on the routing process for a correct selection of routes. With regard to this question, several cross-layer routing metrics have been developed to improve wireless multi-hop mesh routing. This paper sets out a new taxonomy that can be used to help understand, classify and compare the state-of-the-art situation with regard to cross-layer routing metrics for wireless mesh networks. A simulation study has been carried out to evaluate the capability of the most recent and promising cross-layer routing metrics to support multimedia applications, such as Voice over IP. The evaluation of the routing metrics has been undertaken from three main perspectives: user perception, network performance, and routing stability. The simulation results show that the impact of routing metrics is more noticeable on the network and routing stability evaluation parameters than on the user-perception parameters. Furthermore, the results show that the routing metrics, the level of stability attained, and the application performance are interdependent. Finally, there is a discussion of the direction that future research might take with regard to some open issues in the design of routing metrics for wireless mesh networks.     

面向无线多跳网络的TCP协议改进研究综述

无线多跳网络应用日益广泛,但它的特殊性如共享无线信道、多跳连接、节点移动等,使得针对有线网络设计的TCP协议不能很好地工作在该网络环境中,经常误判网络拥塞状况而且反应迟钝,严重损害了网络性能。本文深入分析无线多跳网络中影响TCP性能的因素,总结目前提高TCP性能的改进方案并对这些方案进行比较,为无线多跳网络中TCP的研究方向提供参考。     

基于无线Mesh的异构网融合跨层设计研究

Mesh网络即"无线网格网络",它是一个无线多跳网络,是由Ad Hoc网络发展而来,是解决"最后一公里"问题的关键技术之一。跨层设计思想是异构网络融合的一项关键理论创新。提出打破传统的分层设计思想,将网络的各层统一起来,整体进行设计、分析、控制和优化。     

面向MIMO多跳无线网络的多用户视频传输优化方法

MIMO(multi-input multi-output)作为一种有效提高无线信道可靠性和带宽的新兴技术,已在无线网络中得到广泛应用.但是,如何利用MIMO在多跳无线网络中为多用户提供高质量视频服务,尚未得到广泛关注.多跳无线链路之间的共信道干扰是需要解决的关键问题.提出一种面向多跳无线网络的多用户视频传输方法,利用链路选择、MIMO的空间复用和空间分集等特点,减少链路间的共信道干扰,最大化多用户的平均视频传输质量.通过对链路选择和天线分组进行建模,将上述传输策略抽象成一个最优化问题,该问题是一个NP-hard问题.为了降低求解复杂度,引入遗传算法来求解链路选择问题.该算法采用基因遗传“优胜劣汰”的特性,在保证性能的同时,大幅度降低了求解复杂度.另外,由于遗传算法中每条“染色体”的“优劣”与天线分组策略有关,因此结合可伸缩视频的失真模型,将天线分组问题转化为一个标准的0/1背包问题,并在搜索时采用深度优先和分支限界技术,进一步降低算法复杂度.实验结果表明,所提出的链路选择算法和天线分组算法均能显著提高用户接收视频的质量.     

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.     

Maximum lifetime rate control and random access in multi-hop wireless networks

Network lifetime and transmission quality are of paramount importance for rate control in an energy constrained multi-hop wireless network. It is known that they depend on mechanisms that span several protocol layers due to the existing interference across collision links and the energy constrained nature of wireless nodes. Although separate consideration of these issues simplifies the system design, it is often insufficient for wireless networks when the overall system performance is required. In this paper, we present a framework for cross-layer rate control towards maximum network lifetime and collision avoidance. The main contributions of this paper are twofold. First, although the link attainable rate is typically a non-convex and non-separable function of persistent probabilities, we prove the convergence of this cross-layer algorithm to the global optimum of joint congestion control and random access algorithm under the framework of nonlinear programming. Second, by adjusting a parameter in the objective function, we achieve the tradeoff between transmission quality and network lifetime. Simulations illustrate the desirable properties of the proposed algorithm, including convergence to the global optimum, better performance than the layered scheme, desirable tradeoff between transmission quality and network lifetime.     

跨层设计在无线网络中的应用分析

论述了在跨层设计极大地改善了无线网络的性能的同时，分析了一些无规划的跨层设计则会导致无结构化的设计并且抑止其进一步的优化发展，而且跨层设计会引起层间相互作用，这种作用可能会导致各种各样不可预测的负面结果。在无线网络发展的关键时期，结构上的考虑是极为重要的，因此，我们对待跨层设计需要谨慎。