基于QoS和吞吐量公平的信道分配算法

高密度接入点(AP)部署会导致AP工作信道重叠,从而较大地影响无线局域网的吞吐量。为此,在IEEE 802.11e分析模型的基础上,考虑AP受相邻AP干扰造成的吞吐量衰减,引入Jain指标衡量基础服务集(BSS)间系统吞吐量的公平性,在满足最大公平性和最小信道干扰的限制条件下,提出一种基于最小生成树的信道分配算法CAQFT。数值分析结果表明,CAQFT算法能满足BSS内业务的服务质量需求,提高整个系统吞吐量并兼顾BSS间系统吞吐量的公平性。     

无线局域网中的网络优化研究

近年来基于IEEE802.11标准系列的无线局域网技术发展速度迅猛.但随着接入点AP(Access Point)数目的不断增多,AP之间距离的不断减小,同频段的干扰问题将会严重影响到无线局域网的总容量.该文通过对无线局域网的网络应用和特点的分析,介绍了如何在实际局域网中实现自动网络资源优化的.     

ADD:一种无线局域网MAC层竞争窗口退避算法

在无线局域网(WLANs)中,介质访问控制(MAC)协议的设计是一个核心的问题。MAC协议应该满足较高的吞吐量和较好的公平性等要求。根据802.11分布式协同函数(DCF),提出了一种新的高效的竞争窗口(CW)处理机制,称作自适应倍乘增加倍乘减小算法(ADD)。该算法的基本思想如下:每个站点在成功地连续发送n个数据包后,其MAC层的竞争窗口减小为原值的一半,而且n的值根据接入节点(AP)的瞬时流量自适应地调节。大量仿真实验表明:该算法可以通过有效地降低站点之间的冲突概率,来增加系统整体的吞吐量,同时增加不同站点之间的公平性。     

基于IEEE802.11协议的分布式联合功率控制

在基于802.11协议族的无线局域网中,不同于目前针对单一ap或多ap集中式功率控制方案,该文提出了针对临时大规模场景应用的分布式联合功率控制方案,一方面通过独立的预测和局部遍历获得目标功率等级,达到了减小ap间干扰的目的,提高网络整体吞吐量约3.1 Mb/s(未饱和),1.0 Mb/s(饱和),另一方面通过细粒度时隙调度增强ap对环境的适应能力。     

无线局域网的公平接入控制算法

在IEEE802.11无线局域网中,站点的比特率可以依据链路质量进行调整.如果一个站点由于比特率的降低而长时间占用无线信道,将会影响其它站点对无线信道的使用,从而造成网络性能的下降.为了解决这一问题,提出了一种无线局域网中的公平接入控制算法,此算法根据特定的策略来分配站点的接入时间.经过仿真实验和结果分析,证明了这个公平接入控制算法在避免无线局域网性能的下降,提高服务质量方面的优点.     

蓝牙微微网对WLAN网络同频干扰的建模

由于同在2.4 GHz的ISM频段下工作,IEEE 802.11b局域网和蓝牙微微网不可避免地产生相互干扰,严重影响各自的网络性能。通过对基于CSMA/CA和RTS/CTS机制的IEEE 802.11b协议进行数学分析,剖析了其吞吐量降低与发送不同蓝牙数据包之间的内在关系,建立了一个蓝牙微微网对IEEE 802.11b局域网干扰影响的数学模型。仿真结果表明：该模型能较好地逼近IEEE 802.11b局域网在蓝牙微微网干扰下的吞吐量仿真曲线,在蓝牙DH1、DH3、DH5数据包干扰的情况下,平均相对误差分别为17.86%、10.39%和6.64%。根据该数学模型,提出了一个降低蓝牙微微网干扰的有效方案。该方案能快速、低成本、自适应地调整IEEE 802.11b发送帧长,有效提高其在蓝牙微微网干扰下的吞吐量。     

共享WiFi系统中MAC层快速切换方案的研究与实现

基于IEEE 802.11协议的无线局域网(WLAN)能够为无线多媒体应用提供足够的带宽,由于无线接入点AP(Access Point)发射功率受限,其服务覆盖范围也因此受限,这使得终端在移动过程中需要在不同AP之间频繁地切换,由此带来的时延严重影响了无线多媒体应用的服务质量。因此,提出一种基于信道掩码和优先级的选择扫描策略和选择性邻居图缓存算法,增大了命中缓存的概率,减少了扫描的信道数量和系统信令开销。仿真结果表明,该切换方案可以有效降低移动节点MN(Mobile Node)在共享WiFi(Wireless Fidelity)系统中不同AP间的切换时延,满足了无线多媒体业务(如VoIP)的传输要求。     

网络通信

华基电脑(ZIDA)以自有品牌“VCTnet”进入无线市场,推出无线局域网全线产品及无线以太网解决方案。VCTnet产品大多数基于IEEE 802.11b标准,在接入用户数量上,VCTnet WLAN可以通过增加AP来不断扩大;通过引入不同频率的接入点,VCTnet WLAN能够同时兼容本地其他用户,在同一区域最多可有五种接入频率的无线网络能在互不干扰的情况下同时使用,这就意味着网络接入用户可以增加数倍。VCTnet产品包括3401XC无线路由器、AP11B、PC11B网卡等。 1月初,美国网件(NETGEAR)公司发布了一个无线局域网VPN网络安全解决方案,该方案基于网件最新推出的融入无线AP功能的VPN防火墙产品FVM318。FVM318是在路由器的基础上加入了SPI防火墙功能,为用户提供安全保障。网件又将一个802.11b标准的AP融入其中,使这款产品又同时具有了无线AP功能。     

WLAN信道分配方法研究

随着时代的发展,传统有线局域网已无法满足随时随地的自由网络通信。针对有线局域网的不足,无线局域网顺势诞生,并快速进入应用阶段。全球第一个无线局域网标准是IEEE802.11标准,它是由IEEE的无线局域网委员会于1997年6月制定的。通常来说802.11协议是在2.4GHz的ISM频段上工作,信道数目相当有限。根据无线通信广播的特性,AP间的高密度状态会产生干扰、竞争的情况,降低网络整体质量,且伴随着无线局域网的继续高速增长,上述问题将愈来愈严重。全文由802.11协议出发,先从理论角度分析了产生信道分配问题的原因所在,通过对接入点间的干扰情况分析说明了信道分配算法需解决的问题,最后提出了改进型算法,特点:1)分布式、自适应;2)改进了协议扫描功能,使用嗅探技术扩大了检测干扰的范围,使扫描效率得到提升;3)使用退避机制减少信道分配冲突消耗,提高了算法收敛速度。NS-2(Network Simulator version 2,NS-2)是一种针对网络技术源代码公开的免费软件模拟平台,该文用其进行了基本实验,证明了信道分配方法的效果。     

基于无线信道的冲突分解算法仿真研究

目前,无线局域网(WLAN)中的媒体接入控制层(MAC)广泛采用基于IEEE802.11的二进制指数回退算法(BEB)的DCF协议.当WLAN中的节点数目迅速增加时,该协议存在系统吞吐量会急剧降低,网络性能变差的缺点.详细分析了无线局域网中IEEE 802.11MAC层的二进制退避协议,指出原协议在进行冲突处理上的不足,并结合树型分解算法(TSA)和快速分解算法(FCR),提出一种改进的树型冲突分解算法(ITSA).并用MATLAB仿真了CSMA/CA协议和ITSA算法.分析和仿真结果证明,与IEEE 802.11等协议采用的二进制指数退避算法相比,该算法能较大的提高系统吞吐量.     

基于AR2524芯片的矿用摄像仪无线网络接口设计

针对部分煤矿现场有线敷设不方便、需要通过无线传输视频的需求,在网络摄像仪的平台上,基于AR2524芯片设计了摄像仪的无线网络接口。该无线网络接口采用基于IEEE802.11 b/g标准的传输协议,可通过矿用无线AP接入局域网中。测试结果表明,该无线网络接口能与无线监控分站实现无线连接并传输视频信号,传输距离远,图像清晰,视频流畅,满足了矿用视频传输的基本需求。     

通过功率控制建立密度自适应的分簇无线传感器网络

无线传感器网络的分簇密度是不定的,通过控制簇头发射功率将能使分簇密度控制在合理范围内.无线传感器网络的"簇头--成员"结构与CDMA的"基站--移动台"结构相似,可以采用CDMA的功率控制机制对无线传感器网络的最小ID分簇算法进行优化.改进后的算法和步骤得到了描述,并给出了控制簇头发射功率的流程图.     

一种集中式水下无线传感器网跨层调度协议

分析了水下无线传感器网络（WSNs）中单链路发射功率和距离与频率的关系,提出一种跨层的集中式调度方法,AP（access point）在网络中通过广播信标的形式收集估计各节点的时延和距离信息,在MAC层考虑水下链路延迟特点,对各链路进行调度减少冲突;节点在物理层通过自适应地改变节点发射功率和发射频率,减少能耗.仿真结果表明：所提方案在节省系统能量消耗的同时,能够减少碰撞,提高系统吞吐量.     

无线自组网中基于移动预测与功率调整的适应性分簇算法

传送功率控制是无线自组网中资源管理和控制干扰的中心技术.传统上功率控制只是用作消除信道消隐负作用的一种手段,当前观点一般认为功率控制是一种可以为单个用户提供服务质量的灵活机制.提出一种分簇算法以达到减轻网络拓扑的动态变化的同时节省电能.此提案是基于全球定位系统的(GPS).根据移动主机的历史轨迹预测它下一个最可能处在的位置,预先调整传送功率.为了最大化网络的吞吐量,算法自适应性的控制每个簇在合适的大小.在GlomoSim模拟器上仿真了提出的算法.仿真结果表明,它是无线自组网中有效的拓扑管理机制,对由高速运动主机组成的网络特别有效.     

基于MSP430的移动式无线智能数据采集系统的设计与实现

为了便于采集恶劣环境下的各类数据,文中设计出了一种可移动的无线数据采集系统,系统采用业界功耗最低的MSP430单片机作为核心控制器,结合无线模块,使数据能实时的传输到控制端。数据采集端本身具有存储功能,它还可以通过RS232把数据传输到PC机。实践证明,该系统稳定可靠,能实时的采集数据,同时降低成本,有助于恶劣环境的各类数据采集。     

Optimizing energy efficiency of a multi-radio mobile device in heterogeneous beyond-4G networks

In this paper, we address the operation of a multi-radio mobile device in heterogeneous wireless deployments. We assume that such a device may efficiently control its radio interfaces when using the available radio access technologies. In particular, we investigate the potential of flexible transmit power allocation and develop a provably optimal power control scheme that strictly maximizes the energy efficiency of the mobile device, while at the same time satisfies the minimum required level of the user data rate. When compared against simpler (heuristic) power control strategies, our solution always demonstrates the best energy efficiency of the multi-radio device by enabling collaborative operation between several radio technologies, which makes it a useful benchmark for the future integrated beyond-4G wireless networks.     

QoS-aware game-theoretic rate & power control for CDMA wireless communication networks

This paper shows how to tailor a game-theoretic approach to the issue of distributed resource allocation in a CDMA multiple-access wireless network with different quality of service constraints. According to the nature of the terminals (either fixed/vehicular or mobile/battery-powered, in one respect, and either primary or secondary in another), each user pursues a different goal in the network. Game theory is used as an expedient tool to ensure optimum coexistence of users with highly conflicting interests. In the proposed game, after an initial centralized stage of admission control, each user is allowed to jointly set its transmit power and data rate according to a utility-maximizing criterion, where the utility is defined as the ratio of the throughput to the transmit power. The noncooperative Nash solution of the game is investigated and closed-form expressions for this equilibrium are derived and compared with numerical results for a decentralized resource control algorithm.     

一种适用于无线传感器网络的功率控制MAC协议

功率控制技术通过减少节点的发射功率来降低能耗,但节点间不对称的发射功率会增加网络的冲突概率并降低吞吐量.根据实际环境中的节点部署情况,引入了基于Pareto分布的系统模型.研究了传感器网络中功率控制技术在节省能量方面的性能,提出了一种基于SMAC(sensor-MAC)可适用于无线传感器网络的功率控制MAC(media access control)协议.此协议使用功率控制调度算法选择最优相邻节点,使网络中节点的拓扑连接得到优化,在保证网络连通性的同时,降低通信的冲突率,扩大网络的吞吐量.信息的传递以最优功率发射,并使通信节点具有反作用冲突节点的能力,从而在降低网络能耗的同时保证了节点间通信的公平性.实验仿真结果显示,与现有的几种重要方案相比,新的功率控制MAC协议使网络具有了更大的有效吞吐量及更长的生存时间.     

发射功率可变的无线传感器网络能量级别选取

针对一种无线传感器网络节点的发射功率可变,其最大发射半径是最小能量发射半径r的k倍,即kr的传感器网络,研究节点最佳能量发射半径ir的设计问题。通过数学分析得到能量消耗公式,给出最优的能量发射级别k的计算方法。采用优化的发射功率相比采用固定功率的发射方法能够大幅度地提高网络寿命,对传感器网络的优化具有较好的指导作用。     

Online Optimization of Data Transmission Policies for Wireless Networks

In wireless communication networks, power control is necessary to maintain desired link quality, minimize interference and prolong battery lifetime of mobile terminals. In this technical note we describe the wireless channel of a wireless network as a finite state Markov chain and study packet transmission strategies for data services. Under the Markov channel assumption, we prove the optimal strategy is of threshold structure: corresponding to each channel state there exists a positive threshold on queue length; once the queue length exceeds the threshold, the network should transmit packets over its available capacity; otherwise there should be no transmission. A single sample path-based optimization algorithm is proposed to tune the thresholds. Since only a single sample path is involved, the proposed algorithm can be implemented online.