5G切片架构下具有重传机制的轮询系统研究

面对海量应用场景及客户需求,传统的轮询系统方案不能满足轮询系统中每个站点所需要的服务质量要求。为降低系统时延,适应更大的网络规模,提出基于5G网络切片的轮询方案。将5G网络切片划分为增强型移动带宽切片、海量机器通信切片和高可靠低时延通信切片,再将这3类切片各自划分出N个更低层子切片,构建3个独立的具有重传机制的完全服务轮询模型。信息分组按照先进先出的规则进入各子切片,由通用服务器进行统一发送。在此基础上,采用概率母函数及马尔可夫链建立非理想信道环境下基于5G网络切片架构的轮询系统数学模型,推导系统平均排队队长和平均等待时间的精确表达式,进行信息分组出错概率和重传阈值与轮询系统性能之间的定量关系分析。基于Matlab的仿真实验结果证明了该模型的正确性,其较重传门限服务时延更少,能够为非理想信道环境下基于5G网络切片架构的轮询系统分析提供一种快速评估机制。     

连续时间完全服务与门限服务两级轮询系统性能研究

在信息分组以连续时间规律到达系统的基础上，对于轮询系统中不同优先级的业务问题，提出区分优先级的两级轮询服务模型。首先，在该模型中，低优先级站点采用门限服务，高优先级站点采用完全服务；然后，在高优先级转低优先级时，将传输服务与转移查询并行处理来降低服务器在查询转换期间所耗费的时间，提高轮询系统的效率；最后，运用马尔可夫链和概率母函数的方法建立了系统的数学模型，通过对数学模型精确解析，得到了连续时间两级服务系统每个站点的平均排队队长和平均等待时间的表达式，精确解析出平均排队队长和平均等待时间的值。仿真实验结果表明：理论计算值与实验仿真值近似相等，说明理论分析正确合理。该模型既能保障低优先级站点服务质量，又能为高优先级站点提供优质服务。     

一种能量有效的无线传感器网络轮询接入控制协议

周期性休眠的PCF机制虽然较好地解决了无线传感器网络的能耗问题,但没有考虑节点的负载状态,降低了系统性能,也增加了系统的查询能耗.以限定(K=1)服务为基础,提出了一种改进的PCF轮询控制协议,即具有混合服务策略的无线传感器网络轮询接入控制协议PCF-SS.该协议在保障公平性的前提下,能够根据节点状态动态调整优先级并改变服务K值,中心服务器AP则根据各节点的服务K值在每轮服务时对节点的下一轮服务时间进行预估计,并采用统一的服务时间表唤醒节点,达到节能的效果.仿真实验表明系统的平均等待时间、平均排队队长等性能指标比周期性休眠的PCF机制要好,能量的有效利用率更高,具有更长的生命周期,适合作为无线传感器网络的MAC控制协议.     

基于虚拟OID计算的WSN网络管理方法

为降低无线传感器网络(WSN)管理过程中代理节点的能量消耗,提出基于本地轮询和虚拟对象标示符(OID)计算的网络管理方法,并实现相应的网络管理操作原语。利用虚拟OID技术降低网络管理过程中的信息传递量,通过本地轮询策略减少网络管理站和代理节点的信息交换量。实验结果表明,该方法可降低代理节点的能量消耗,设计的操作原语符合WSN管理的需求。     

基于SNMP的自陷的传递轮询算法

提出了一种基于SNMP网管系统的自陷的传递轮询算法TTP。该算法对传统的自陷的轮询算法进行了改进，引入了传递和分组的思想，在每个分组内部由被管设备的代理来控制轮询数据报的传递，减轻了在轮询过程中管理站的工作，有利于提高大型网络网管系统的工作效率。     

区分站点状态的两级轮询控制系统

针对提高轮询控制模型工作效率和区分网络优先级的问题，提出了区分站点忙闲状态的完全-门限两级轮询控制模型（ETTPSS）。模型以两级优先级为基础，依据站点的忙闲状态采用并行处理方式只对忙站点进行信息分组发送服务。模型既能区分传输服务优先级又能避开对无信息分组的空闲站点的查询，从而提高了模型资源利用率和工作效率。运用概率母函数与马尔可夫链相结合的方法对该模型进行理论分析研究，精确解析了模型各个重要性能参数。仿真实验结果表明，仿真值与理论值近似相等，说明理论分析正确合理。与普通轮询模型相比，该模型性能大幅度提高。     

基于CAN总线的轮询通信系统设计

针对传统CAN总线通信系统基于仲裁发送机制所存在的通信通道易堵塞、实时性、可靠性差问题,设计了CAN总线节点轮询通信系统。系统CAN总线通信机制为采用主从控制下的节点轮询方式。最后,通过实验完成了CAN轮询通信测试,结果表明,CAN通信实时性高,整机运行稳定、可靠。     

机会网络中基于定向数据传输的地理路由算法

机会网络基于方向的地理路由(DIG)算法存在数据分组传输时延偏大以及成功率偏低的问题,这是由于DIG算法使数据在缓存中的等待时间过长且不能有效保证携带数据的节点向目的节点方向移动,针对该问题,提出了基于定向数据传输的地理路由(GRDDT)算法。该算法采用了一种新的数据转发机制并且更加有效地利用邻居表信息,有效避免了以上情形的出现,从而达到降低数据分组传输时延并提高成功率的目的。OPNET仿真实验结表明,与DIG算法相比,GRDDT算法在传输时延和数据传输成功率等方面的性能均得到提高。     

机会网络中基于定向数据传输的地理路由算法

机会网络基于方向的地理路由(DIG)算法存在数据分组传输时延偏大以及成功率偏低的问题,这是由于DIG算法使数据在缓存中的等待时间过长且不能有效保证携带数据的节点向目的节点方向移动,针对该问题,提出了基于定向数据传输的地理路由(GRDDT)算法。该算法采用了一种新的数据转发机制并且更加有效地利用邻居表信息,有效避免了以上情形的出现,从而达到降低数据分组传输时延并提高成功率的目的。OPNET仿真实验结表明,与DIG算法相比,GRDDT算法在传输时延和数据传输成功率等方面的性能均得到提高。     

Internet无线接入网络中应用智能天线的多址协议及性能分析

该文研究将智能天线应用于Internet无线接入网络的中心接入点(CAP)。提出了基于轮询的自适应波束形成多址接入协议(PB-ABFMA)．该协议中,CAP接收或发送数据分组前,由CAP引导用户节点发送训练序列,CAP的智能天线据此计算出与用户节点对应的权矢量．CAP以轮询及动态TDMA方式为各节点安排发送时隙。采用微时隙为处于空闲状态的节点保持连接以降低时延．设计了一种简单有效的竞争接入算法,保证新用户能快速接入信道．针对Internet中主要的“请求一回应”(request-reply)式业务,分析了协议的信道利用率与平均“请求一回应”时延．结果表明,PB-ABFMA协议能有效支持智能天线应用并具有较高的信道利用率与良好的时延性能。     

无线传感器SMAC协议的自适应占空比调整机制研究

针对无线传感器SMAC协议无法适应网络负载的动态变化而导致网络丢包和时延抖动的情况,设计了DSMAC协议.该协议依据数据包在发送队列中等待时间的平均值来预测当前网络的负载情况,并动态地调整节点的占空比,从而在实现能量有效利用的同时保证数据的及时可靠传输.仿真实验表明,改进后的协议能有效地利用了节点能量,同时增加了网络吞吐量,降低了数据端到端的时延.     

分布式无线网络中依据用户妥善安排的多址接入协议

基于有效竞争预约接入、无冲突轮询传输的思想，提出了支持节点移动性和多跳网络结构的UPMA(User—dependent Perfect—scheduling Multiple Access)协议．其指导思想是仅有发送分组的节点才竞争接入使用信道资源，无业务发送的节点将立即被取消占用信道的资格，因此它极大地提高了信道的使用效率；同时，提出了一种冲突避免和分解协议来保证节点能快速接入信道；最后，以星型拓扑结构的网络为例考察了它对Internet数据业务的支持性能，并且给出了相关的结论．     

无限自组网AODV协议的多路径路由的实现

为了减少建立路由所产生的延时,AODV路由协议允许拥有积极路由的中间节点响应路由请求,而不考虑该节点当时的负荷,这样虽然快速地建立了路由,但并不一定能有效地传输数据。针对这一问题,在AODV的基础上对一种多路径路由方法MP-AODV进行了优化。并结合主动式路由机制,进一步降低了链路失效。仿真结果表明改进的协议和原协议相比,降低了端到端的延时和丢包率,提高了传输效率。     

An underwater acoustic MAC protocol using reverse opportunistic packet appending

Underwater communication primarily utilizes propagation of acoustic waves in water. Its unique characteristics, including slow propagation speed and low data rates, pose many challenges to Media Access Control (MAC) protocol design. In most existing handshaking-based underwater MAC protocols, only an initiating sender can transmit data packets to its intended receiver after a channel reservation through a Request-to-Send (RTS)/Clear-to-Send (CTS) handshake. This conventional single-node transmission approach is particularly inefficient in underwater environments, as it does not account for long propagation delays. To improve channel utilization in high latency environments, we propose a novel approach that exploits the idle waiting time during a 2-way handshake to set up concurrent transmissions from multiple nodes. The sender can coordinate multiple first-hop neighbors (appenders) to use the current handshake opportunity to transmit (append) their data packets with partially overlapping transmission times. After the sender finishes transmitting its packets to its own receiver, it starts to receive incoming appended packets that arrive in a collision-free packet train. This not only reduces the amount of time spent on control signaling, but it also greatly improves packet exchange efficiency. Based on this idea, we propose an asynchronous, single-channel handshaking-based MAC protocol based on reverse opportunistic packet appending (ROPA). From extensive simulations (single- and multi-hop networks) and comparisons with several existing MAC protocols, including MACA-U, MACA-UPT, BiC-MAC, Slotted-FAMA, DACAP, unslotted Aloha, we show that ROPA significantly increases channel utilization and offers performance gains in throughput and delay while attaining a stable saturation throughput.     

基于Nak-Only握手协议的WUSB系统的设计

在WUSB系统的设计中,针对ACK等短数据包在物理层是定长数据包时会浪费带宽的问题,提出了一种Nak-Only握手协议,其主要思想是通过一种消极等待机制来代替ACK的传输,从而节省了过长握手包造成的带宽浪费。这种方案在实现中需要WUSB物理层的收发转换延迟具有良好的稳定性,但在收发转换延迟跳动较大的情况下,也可以用发送端缓存3个数据包的方法来避免数据包丢失。通过仿真验证了Nak-Only握手协议会对WUSB带来吞吐率上的提升,效果可以接近物理层支持理想变长数据包时的性能。     

基于排队论的UM-BUS总线性能建模与评估

UM-BUS总线是一种具有动态容错能力和远程穿透式访问能力的高速串行总线,其性能模型对UM-BUS的综合评估和优化设计具有重要意义。针对UM-BUS总线系统,提出基于排队论的性能评估的模型,该模型定性描述了总线上不同节点之间的数据流关系、数据包到达节点的特征以及在节点处等待处理的特性;定量分析了不同数据包在总线信道传输的最大延迟、最小延迟以及平均延迟。在MATLAB平台上测试了数据包在总线上的等待时间和传输时间。实验结果可以帮助设计者快速分析总线在实际应用系统中的特性并对其进行优化配置,提高总线的使用效率。     

具有副本抑制能力的多跳无线网络路由协议

针对多跳无线网络中机会路由的副本传输问题,提出一种新的机会路由协议。提出的策略不再简单采用单跳广播的方式转发数据,而是通过节点间的距离确定转发开销,再让数据包携带下一跳候选节点信息并根据候选节点的ACK选择下一跳节点,从而保证了每个数据包只有一个候选节点进行转发。仿真结果显示,提出的方案能减少不必要的传输行为,有效改善了网络吞吐率。     

基于协商机制的无线传感器网络路由协议

针对事件驱动型无线传感器网络（WSNs）中存在的次生驱动等问题,提出了一种基于分布式协商机制的WSNs路由协议。该协议通过抑制冗余节点发送数据来减少网内流量。仿真结果表明：该协议能够有效减少事件汇报的时间,减少系统能量消耗。     

一种应用于Ad Hoc无线局域网的预约多址协议

本文通过对AdHoc无线局域网的预约多址(PRMA)控制方式进行了分析,即通过一个中央站点依次轮询各站点传输信息,采用嵌入Markov链和概率母函数的分析方法,给出了轮询系统的数学模型。然后给出一种轮询调度策略的改进方法,将传输服务与转移查询做了并行处理,给出系统平均排队队长的精确解析,通过仿真实验讨论了改进方法对网络性能的提高。     

基于广播SNMP的网络管理并行轮询算法*

面对网络融合环境下网络规模大、分布广、设备多的实际需求,传统网络管理系统通过依次轮询设备进行数据采集存在轮询周期长、实时性低、轮询数据量多等缺点,提出了一种基于广播SNMP的数据采集并行轮询算法。该算法在轮询时,通过向每个网段发送广播SNMP数据包的方式并行轮询被管设备,减少轮询数据包的数量,减轻管理站的负担,缩短轮询周期;在接收设备回复数据包时,针对接收和处理速度不匹配的情况,采用多线程自适应并行处理环形缓存的方法,达到高速数据接收的目的。系统测试结果表明,通过广播方式的轮询可以有效缩短轮询周期,减少轮