改进的WiMAX中继选择算法研究

针对802.16j 的移动多跳中继网络提出一种基于路径损耗和SINR的中继选择算法。该算法通过计算每条传输链路的路径损耗,选出路径损耗之和最小的2个中继站,比较这2个中继站与移动终端之间接入链路的SINR,将具有最大接入链路SINR值的中继站作为最优中继来改善移动终端的服务质量。对系统性能指标进行仿真分析,结果表明该算法可以有效降低中断概率和提高网络的稳健性。     

工业5G的D2D多跳中继辅助传输方法及中断性能分析

面向工业5G网络的超可靠强实时传输要求,研究基于设备到设备通信（device-to-device,D2D）的多跳多中继辅助传输方法。基于随机几何理论,采用泊松点过程对工业现场设备进行建模,并划分中继选择区域。多跳中继过程中,每一跳中继选择信干噪比最大的节点进行解码转发,充分考虑层叠部署的多条D2D传输路径上的节点干扰以及随机噪声,推导出端到端中断概率的闭式表达式。仿真分析了中继节点部署密度、发射功率、路径距离等因素对端到端中断概率的影响。结果表明,采用多跳多中继辅助的D2D传输可以大幅降低工业5G网络的端到端中断概率,提高传输可靠性。     

基于天线选择的全双工中继干扰抑制

在全双工中继协作通信系统中,中继发送端和接收端之间的干扰严重影响了系统的传输性能,因此干扰抑制是全双工模式下的关键问题。与引入权重矩阵的抑制方法不同,介绍了一种在中继发送端和接收端同时进行天线选择的干扰抑制方法。在多天线中继衰落信道系统中,基于最小化干扰信道的信道容量准则,中继发送端和接收端均选择合适的天线子集。在该抑制方法的基础上,理论分析了系统信道容量的闭式表达。仿真结果表明,天线选择方案改善了系统的信道容量和误码率性能,干扰抑制效果明显,同时降低了系统的复杂性。     

基于SDN的数据中心网络流概率路径选择方法

为提高数据中心网络(DCN)的链路带宽利用率和吞吐量,提出一种基于软件定义网络(SDN)的流概率路径选择方法。在最短路径选择方法的基础上,利用SDN控制器对网络流进行分类处理,同时计算每条数据流在调度过程中的带宽占用情况以减少数据链路碎片化,并优化DCN数据流量调度,从而实现网络负载均衡。实验结果表明,该方法能降低网络传输时延,提高链路利用率及负载均衡度。     

基于动态路径选择的流媒体传输系统的设计

提出了一种具备动态路径选择功能的流媒体传输系统.该系统采用应用层组播和IP组播相结合的组播方式,根据各中继服务器负载的不同状况,动态的决定数据传输路径,从而有效的降低了中继服务器的负载,同时增加了数据传输的实时性和可靠性.     

减轻CMT中乱序程度的发送端数据分配方案

为减轻多径并行传输（concurrent multipath transfer,CMT）系统中的接收端数据包乱序对系统传输性能的影响,提出一种新的发送端数据分配方案。方案基于路径带宽、往返传输时延和拥塞窗口预测数据包前向传输时延,并将其作为划分系统中路径传输优先级的度量因子,发送端根据路径传输优先级和发送缓存区状态为各路径分配待发送队列中不会导致接收端乱序的数据包。仿真结果表明,与轮询和一种基于分组到达时间的负载均衡算法（arrival-time matching load-balancing,ATLB）算法相比,所提发送端数据分配方案可有效减少接收端乱序数据包个数。     

多中继协作无线网络中基于随机线性网络编码的调度方案

为进一步提升多中继协作无线网络传输效率,本文提出一种基于随机线性网络编码的动态规划方案,以最小化重传次数为目标,综合考虑各中继节点的有效信息与链路传输可靠性,实现多中继协同转发,以提升传输有效性。在各转发链路相互独立的情况下,针对整个传输过程,自适应地选取状态转移路径,确定最优转发节点。仿真结果表明,本方案相比随机调度机制能显著提升平均吞吐量,减少重传次数。在降低对反馈信息依赖和减少反馈开销的同时,其性能皆逼近完全反馈下基于贪心算法的调度机制。     

Ad Hoc网络中基于负载均衡的多径路由协议研究

Ad Hoc网络中的多径路由协议可以获得源节点和目的节点之间的多条路径,能够减小路由发现延迟,提高路由稳定性,受到了人们的广泛关注。详细分析了AOMDV多径路由协议的机制和特点,从负载均衡的角度仿真评估了AOMDV协议的性能,研究表明可以显著提高网络整体生存性。在此基础上提出了一种优化的负载均衡传输方案,能够减小TCP在多径传输时的乱序问题,仿真表明显著改善了TCP传输的吞吐量。     

基于MABC的中继系统资源分配策略

针对MABC的中继系统,对资源配置策略的优化问题进行研究,并将功率分配问题和中继选择问题相结合。基于此,提出了一种存在干扰情况MABC模型的多中继系统资源分配策略（IS-MABC-OPOR）。考虑双向中继系统干扰信号对其传输性能的影响,以通信链路信道容量最大化为优化目标,利用拉格朗日方法,对通信链路上的各节点进行了最优功率分配和最佳中继选择,给出了通信链路信道容量最大意义下的资源分配数学表达式。仿真结果表明,该链路的信道容量受中继节点位置以及链路总功率的制约,相比于等功率分配方案（EPA）、随机功率分配方案（RPA）和在所提方案的基础上加大干扰信号的信道增益,IS-MABC-OPOR方案有效提高了系统的信道容量,从而实现资源能够满足更高速率的业务传输需求。     

基于中继联合优化选择的物理层安全方案

针对认知无线电(CR)网络中的安全传输问题,提出基于传输中继和干扰中继联合优化选择的物理层安全方案。在主用户网络和次用户网络共存的环境中,通过优化选取协作传输中继和协作干扰中继实现信息的安全传输,并分析推导出瑞利衰落环境下该方案保密中断概率的闭式表达式。仿真结果表明,在不同参数场景下,该方案均可实现较低的保密中断概率,提升CR网络的信息传输安全性能。     

基于NPV广义超立方体最佳容错路由算法

在网络可靠性研究中,设计较好的容错路由策略、尽可能多地记录系统中最优通路信息,一直是一项重要的研究工作.超立方体系统的容错路由算法分为可回溯算法和无回溯算法.一般说来,可回溯算法的优点是容错能力强:只要消息的源节点和目的节点有通路,该算法就能够找到把消息传递到目的地的路径;其缺点是在很多情况下传递路径不能按实际存在的最短路径传递.其代表是深度优先搜索(DFS)算法.无回溯算法是近几年人们比较关注的算法.该算法通过记录各邻接节点的故障信息,给路由算法以启发信息,使消息尽可能按实际存在的最短路径传递.这些算法的共同缺点是只能计算出Hamming距离不超过n的路由.在n维超立方体系统连通图中,如果系统存在大量的故障,不少节点对之间的最短路径大于n,因此,这些算法的容错能力差.提出了一个实例说明采用上述算法将遗失60%的路由信息.另外,由于超立方体的结构严格,实际中的真正超立方体系统不多.事实上,不少的网络系统可转换为具有大量错误节点和错误边的超立方体系统.因此,研究能适应具有大量错误节点和错误边的超立方体系统的容错路由算法是一个很有实际价值的工作.研究探讨了:(1) 定义广义超立方体系统;(2) 在超立方体系统中提出了节点通路向量(NPV)概念及其计算规则;(3) 提出了中转点技术,使得求NPV的计算复杂度降低到O(n);(4) 提出了基于NPV的广义超立方体系统最佳容错路由算法(OFTRS),该算法是一种分布式的和基于相邻节点信息的算法.由于NPV记录了超立方体系统全部最优通路和次最优通路的信息,在具有大量故障的情况下,它不会遗漏任何一条最优通路和次最优通路信息,从而实现了高效的容错路由.在这一点上,它优于其他算法.     

不确定海流环境下水下机器人最优时间路径规划

为解决海流预测不精确条件下,现有基于确定性海流路径规划算法鲁棒性差和规划的路径有可能为不可行路径的问题,本文提出一种基于区间优化的水下机器人(AUV)最优时间路径规划算法.该算法采用双层架构,外层用蚁群系统算法(ACS)寻找由起点至终点的候选路径;内层以区间海流为环境模型,计算候选路径航行时间上下限,并分别通过区间序关系和基于可靠性的区间可能度模型将航行时间区间转换为确定性评价函数,并将评价函数值作为候选路径适应度值返回到外层算法.仿真结果表明,相对于确定海流场路径规划方案,提出的方案增强了路径规划器的鲁棒性并解决了结果路径不可行问题.     

基于误码率的快速中继选择算法

针对协作网络中的中继选择算法的最优性与运算效率的矛盾问题,在放大转发(AF)协作网络中,提出一种基于误码率的快速中继选择算法。该算法先在等功率条件下,根据信道统计特性及系统误码率,引入一个等效信道增益参数,该参数反映了在协作通信过程中,源节点到中继节点以及中继节点到目的节点两个阶段的信道特性。然后将该参数降序排列,以当前信噪比(SNR)为门限,在等功率条件下选择中继节点集合,使系统的误码率最小。并结合次优功率分配,进一步降低系统的误码率。仿真结果表明,该算法能够取得和穷举算法相似的性能,但计算复杂度至少降低到穷举算法的1/20,且随着中继节点数的增加计算复杂度更进一步降低。同时,仿真结果还表明该中继选择算法的误码率性能优于所有中继节点参与转发（AP-AF）及预先选择一个最优中继节点转发数据（S-AF）算法。     

一种安全的继电器关断路径设计方案

为了提高车辆继电器使用的安全性和可靠性,基于功能安全ISO26262开发流程和E-GAS三层软件架构,设计了一个安全的继电器关断路径方案。在传统继电器控制的基础之上,增加了继电器的反馈信号,冗余关断电路和监控单元;并在此条件下搭建实验环境进行测试。测试结果显示,该方案提高了继电器关断路径诊断的覆盖度,能够诊断出继电器的潜在故障,验证了方案的可行性。     

Dynamic load balancing in IP-over-WDM optical burst switching networks

In this paper, we consider the problem of dynamic load balancing in wavelength division multiplexing (WDM)-based optical burst switching (OBS) networks. We propose a load balancing scheme based on adaptive alternate routing aimed at reducing burst loss. The key idea of adaptive alternate routing is to reduce network congestion by adaptively distributing the load between two pre-determined link-disjoint alternative paths based on the measurement of the impact of traffic load on each of them. We develop two alternative-path selection schemes to select link-disjoint alternative paths to be used by adaptive alternate routing. The path selection schemes differ in the way the cost of a path is defined and in the assumption made about the knowledge of the traffic demands. Through extensive simulation experiments for different traffic scenarios, we show that the proposed dynamic load balancing algorithm outperforms the shortest path routing and static alternate routing algorithms.     

基于能量收集技术的无线协作网络中继选择

针对目前能量收集技术能够收集到的可用能量受限,导致无线协作网络中继节点处易出现能量短板的问题,为了避免整个网络因中继节点大量死亡而瘫痪,提出了一种基于能量收集技术的无线协作网络中继选择方案,即联合最大能量和最大数据传输链路的中继选择方案。首先,基于节点的能量收集状况,选出每跳中能量最大的节点进行解码转发;然后,结合每连续两跳的链路传输状态,选出与源节点和目的节点之间的数据传输信道最优者作为中继节点。结合Nakagami-m信道衰落模型,将该方案与随机选择方案、最大数据链路信道增益(MaDs)方案和基于中继-窃听链路最小信道增益(BNBF)方案进行对比分析,结果表明:在满足收集的能量足够用于下一时隙能量收集和数据传输的前提下,用于能量收集的比例越小,网络中断概率越小;联合最大能量和最大数据传输链路的中继选择方案在网络中断性能方面优于其他方案,其中断概率随信噪比的增大而减小,特别是当平均信噪比为38dB时,网络中断概率降到10^-5。     

LASER: A load-aware spectral-efficient routing metric for path selection in IEEE 802.16j multi-hop relay networks

For coverage extension and throughput enhancement, the IEEE 802.16j task group has developed a novel multi-hop relay network architecture to enable typical IEEE 802.16 networks to achieve data transmission between base stations and mobile stations via a multi-hop path with relay stations deployment. How to determine an effective path for throughput gain and overhead reduction is emerging and crucial in IEEE 802.16 multi-hop relay networks. This paper introduces a load-aware spectral-efficient routing metric, called LASER, to evaluate paths, and proposes an efficient scheme to determine a proper path. Based on the LASER metric, the proposed path selection scheme formulates the path cost as the summation of cost of each link, and the path with the minimum cost will be selected as the appropriate one. Simulation results show that the proposed LASER-based path selection scheme significantly outperforms existing path selection schemes in network throughput and map overhead.     

用于求解路径交通流量的改进Frank-Wolfe算法

Frank-Wolfe算法是用于求解交通流量分配问题的经典算法,但该算法是基于路段（Link-Based）的交通流量分配算法,无法用于求解路径交通流量。针对此问题,提出一种用于求解路径交通量的改进Frank-Wolfe算法。通过在Frank-Wolfe原算法中增加求解路径交通流量的计算步骤,根据原算法中“全有全无”加载方法获得的步长,更新源-目的（OD）间所有已配流的路径的交通流量,在原算法迭代计算路段流量的同时,同步计算路径流量。通过算例表明,改进算法是一个有效的算法,在Frank-Wolfe原算法的基础上增加少量的时间和空间成本即可求解路径交通流量,避免穷举交通网络中的所有路径,可以很好地用于用户均衡交通流量分配中。     

IPv6 Overlay网络多路径流量均衡实现机制研究

针对基于IPv6的Overlay网络,分析了其多重连接和多路径路由两项关键技术,根据逻辑功能,提出了 Overlay 网络节点的内部体系结构,重点对 Overlay 网络多路径流量均衡机制进行了研究,提出了一种按路径带宽进行流量均衡的简化方案并进行了设计实现。实验结果表明,多路径流量均衡算法传输数据的效率明显优于单路径算法,且随着数据分组的增大,其优势更加明显。