异构无线网状网分布式接口和信道联合分配的研究*

研究了无线网状网络中分布式分配信道时,接口异构对网络容量的影响。提出了一种新颖的以射频链路为信道分配对象的接口和信道联合分配ILP模型,给出了一种自适应于网络流量变化的分布式贪婪算法。该算法以射频链路为信道分配对象,基于2-hop干扰模型,以队列长度为权的射频链路吞吐量之和最大为目标,寻找自适应流量变化的分布式分配方案。分析发现,该算法与目前已有的非接口异构的Dist. Greedy算法的时间复杂度相当,仿真结果表明本算法下的网络性能有明显提升。     

WMN中基于链路质量的信道分配算法

针对IEEE 802.11多射频多信道无线Mesh网络,提出一种基于链路质量的分布式信道分配算法,通过信道扫描收集所有信道信息,根据链路质量决定工作信道,同时在网络发生变化时对信道进行动态调整。仿真实验结果表明,与常用的集中式信道分配算法相比,该算法更能有效提升网络容量。     

认知无线mesh网中联合路由的分布式信道分配算法*

多信道技术通过对数据流量进行分流,能够减少链路间干扰,从而提升网络容量。首先针对认知无线mesh网络提出一种有效的联合路由的分布式信道分配策略,该信道分配策略主要宗旨是维持邻域内信道差异。仿真结果表明,新的信道分配算法相比于无线多信道网络中基于链接的信道分配算法,平均吞吐量大约提高了50%,平均时延降低了约50%。在信道约束的情况下,进一步引入了信道合并算法。仿真结果表明,执行信道合并算法后,网络平均吞吐量、时延性能得到了进一步改善。     

混合式无线mesh网络中信道分配算法研究

目前混合式信道分配算法未考虑节点数据传输量差异,从而导致信道负载不均,针对该问题,提出了负载平衡的分布式信道分配算法--LBCA.该算法通过分布式构建节点冲突图,使同一冲突域中数据量较大的接口卡优先选择负载较小的信道,从而较好平衡了信道负载.理论分析表明,LBCA算法以趋近1的概率在O(log n)轮内结束,n为网络固定接口卡数目;模拟实验表明,在网络负载达到80%以上时,对信道数目不大于6的网络,LBCA算法的网络吞吐率与目前同类算法相比提升10%以上.     

无线Mesh网络中一种分布式路由方案

在多射频多信道无线Mesh网络中,链路负载和节点位置的变化将导致网络性能的下降。针对此问题,在混合无线网状路由协议反应式路由基础上,设计了一种新的混合信道分配的分布式路由算法。该算法在路由建立的同时可实现以数据流为单位的最优信道分配,且能避免因单节点失效导致整个网络崩溃的危险。仿真结果表明,提出的RHCA算法较传统算法在网络吞吐量和端到端平均时延方面均有显著优势。另外,在节点移动场景下,所提出的分布式路由算法较其他方法能获得更高的吞吐量和更好的稳健性。     

混合共享认知无线网络信道分配算法

混合频谱共享是适应认知用户不同地理分布的有效频谱共享模式。信道分配是无线通信网络中关键的问题之一,近年来得到了广泛研究。集中式信道分配算法是最常用的算法形式,但在认知无线电网络这种分布式系统中,集中式算法不易实现。将混合共享认知无线网络的信道分配问题构建为一对一的匹配博弈,提出了分布式用户-信道匹配算法。该算法数学复杂度低,且能够达到稳定匹配。仿真结果表明,算法收敛时间短,稳定匹配状态下的平均传输速率与使用匈牙利算法的最优分配算法所获得传输速率相接近,远优于随机分配算法的传输速率。     

基于容量与干扰的CogWMN信道分配和路由算法

为解决认知无线mesh网络中的信道干扰问题,提出了一种基于容量与干扰的分布式信道分配和路由算法.首先根据路由度量有效地选择最低累积代价路由,再根据信道干扰容量比最小化来选择信道.仿真结果表明:所提算法与基于干扰、基于链接的算法相比,能够显著改善平均吞吐量和时延等网络参数性能.     

基于分组管理的无线mesh网多信道分配算法*

为了合理利用多信道来提高无线网络吞吐量,针对基于802.11标准无线mesh网的业务特点,提出了基于分组管理的分布式多信道分配算法。该算法将节点接口分为回程接口与转发接口,并使回程接口分配到在干扰区域内干扰值尽可能小的信道。仿真实验结果表明,该算法可以减少区域干扰,并可充分利用信道的多样性和得到较高的网络吞吐量。     

WSN中满足公平性的时分复用调度算法

如果网络中的节点不能及时公平地共享信道资源,会造成数据传输延时的增加和节点能量的浪费。为解决这种信道分配不均问题,提出一种基于TDMA的调度算法TSFA。该算法分为网络分簇、节点染色、独立集调度3个步骤,主要思想是在分布式顶点染色算法DVCA的基础上得到最大独立集,其根据每个独立集内的数据流量大小分配时隙。仿真结果表明,TSFA避免了相邻节点间的通信干扰,减少了网络的通信延时,提高了网络的吞吐量,实现了信道分配的公平性。     

无线局域网分布式自适应信道分配问题的研究

针对目前广泛使用的无线局域网,提出了一种新的分布式自适应信道分配算法.不同于以往的集中式算法,此算法不需集中控制中心,只需要每个AP通过自身对网络的感知与预测自适应地进行调整信道.从而达到整个网络的信道优化分配.较之以往算法实时性强,能对多变的网络状况做出快速反应.首次提出了分级式最佳切换概率概念,在确保算法收敛性的基础上提高了算法的收敛速度.并在不同的仿真环境下验证了算法的正确性和通用性.     

一种优化算法物联网技术分布式协作路由研究

研究无线传感器网络分布式协作优化问题。针对无线传感器网络资源利用率和传输效率低下等问题,建立了一种基于遗传优化算法的无线信道质量预测的分布式优化协作路由技术。该技术充分利用遗传算法,采用启发式方法建立无线链路信道信噪比预测模型,然后根据信道质量选择最优者作为协作节点,以较小代价在动态无线网络拓扑中搜寻到最优路由。数学分析表明,遗传算法收敛速度快、可靠性高,可以准确地预测无线链路质量;同时该协作路由技术对无线传感器网络具有更好的适应性,并有效延长了网络生命周期。     

基于二阶分布式算法的无线传感网络效用最大化问题研究

高效分布式算法设计是保证无线传感网络性能的关键问题。提出了一种基于信道容量约束的无线传感网络效用最大化问题模型。针对传统一阶算法存在收敛速度慢、步长选择敏感等缺点,文章设计了具有二阶收敛速度的快速分布式牛顿算法。研究和仿真实验表明,该算法在与传统一阶算法交互几乎相同信息的情况下具有二次收敛速度,算法迭代次数和运行时间改进了近两个数量级。     

An Adaptive Distributed Channel Allocation Strategy for Mobile Cellular Networks

A channel allocation algorithm includes a channel acquisition algorithm and a channel selection algorithm. Most of the previous work concentrates on the channel selection algorithm since early channel allocation algorithms simply use a centralized channel acquisition algorithm, which depends on a mobile switching center (MSC) to accomplish channel acquisition. Recently, distributed channel acquisition algorithms have received considerable attention due to their high reliability and scalability. There are two approaches to designing distributed channel acquisition algorithms: search and update. The update approach has shorter acquisition delay and lower call blocking rate, but higher message complexity. On the other hand, the search approach has lower message complexity, but longer acquisition delay and higher call blocking rate. In this paper, we propose a novel distributed channel acquisition algorithm, which is a significant improvement over both approaches. Also, we identify two guiding principles in designing channel selection algorithms and propose an algorithm which has low call blocking rate and low intrahandoff overhead. By integrating the channel selection algorithm into our channel acquisition algorithm, we get a complete distributed channel allocation algorithm. By keeping the borrowed channels, the channel allocation algorithm makes use of the temporal locality and adapts to the network traffic; i.e., free channels are transferred to hot cells to achieve load balance. Simulation results show that our channel allocation algorithm significantly outperforms the search approach and the update approach in terms of call blocking rate, message complexity, and acquisition delay.     

无线Mesh网络信道分配研究

针对多接口多信道无线Mesh网络,提出了一种基于链路负载和链路“潜在的”干扰度的权值的分布式静态信道分配算法。给出基于链路负载和链路“潜在的”干扰度的权值的定义和基于权值的链表的构建方法;阐述了算法的设计思想和实现步骤。仿真实验测试结果表明,该算法不但能适应业务流量分布均匀或不均匀的状态,而且能相应地提高网络吞吐量,提升网络性能。     

Jointly optimal congestion control, channel allocation and power control in multi-channel wireless multihop networks

In this paper, to increase end-to-end throughput and energy efficiency of the multi-channel wireless multihop networks, a framework of jointly optimize congestion control in the transport layer, channel allocation in the data link layer and power control in the physical layer is proposed. It models the network by a generalized network utility maximization (NUM) problem with elastic link data rate constraints. Through binary linearization and log-transformation, and after relaxing the binary constraints on channel allocation matrix, the NUM problem becomes a convex optimization problem, which can be solved by the gateway centralized through branch and bound algorithm with exponential time complexity. Then, a partially distributed near-optimal jointly congestion control, channel allocation and power control (DCCCAPC) algorithm based on Lagrangian dual decomposition technique is proposed. Performance is assessed through simulations in terms of network utility, energy efficiency and fairness index. Convergence of both centralized and distributed algorithms is proved through theoretic analysis and simulations. As the available network resources increase, the performance gain on network utility increases.     

一种检测无线网络违规行为的改进退避算法

无线媒体访问控制（ＭＡＣ）协议通常使用分布式竞争机制来共享无线信道,但在动态和开放的网络环境中,部分违规节点会有意识地抢占信道以获取更多的信道资源．为此,通过对ＩＥＥＥ８０２．１１协议的ＤＣＦ 机制进行修改,提出一种改进的退避算法,可实现对网络中违规行为节点的有效检测,并通过惩罚机制加以纠正．仿真结果表明,该方法能够更有效地检测出无线网络中的违规行为,提高整个网络的吞吐量．