部分信道状态信息下MIMO-OFDM的跨层资源分配算法

针对跨层多用户多输入多输出-正交频分复用（MIMO-OFDM）系统,以系统最大吞吐量为目标,给出一种基于部分信道状态信息的跨层资源分配算法。该优化问题设计的目标函数包括功率限制、传输速率、子载波占用、不同业务的服务质量需求与数据链路层的队列状态信息等约束条件。在数据链路层存在有限缓存条件下,通过均值反馈模型描述信道状态信息的反馈过程,推导出相应的跨层资源分配准则。仿真结果表明,所提算法与现有方案相比,满足了不同业务用户的QoS要求,并获得了好的吞吐率,降低了丢包率。     

增强超宽带无线网络QoS的调度算法

基于对UWB网络中已有调度算法性能的分析,提出了一种用于增强UWB无线网络QoS的调度算法。该算法采用跨层设计的思想,能根据无线物理层信道状态和应用层业务传输速率的变化进行动态带宽分配,分配过程主要采用带宽借贷的思想,即在具有不同优先级的业务流之间进行带宽调度,以尽最大可能满足具有不同优先级的业务流QoS要求。仿真结果表明,该算法能有效地增强网络的QoS,提高整个网络的性能。     

Adhoc网络Internet接入的动态QoS研究

Adhoc与Internet混合网络的QoS策略不同于传统的QoS保障,针对Adhoc与Internet混合的泛在网络有效感知,提出一种新型的Adhoc网络Internet接入的动态QoS模型RATD(ResourceAssignmentandTrafficDetection).该模型通过链路层信号测量激发网络上层的切换决策模块,基于网络接入点QoS状态、信道资源的实时监测与分配、应用业务类别以及呼叫接入方式,对已有的QoS成果进行拓展,提高了接入切换控制的效率,理论分析和仿真实验均验证了RATD模型的有效性.     

Kalman滤波的自适应链路层FEC控制策略

无线网络动态的信道特性、高误码率和带宽有限等特点,使得在无线环境下为实时流媒体传输提供QoS保证面临更大的挑战。提出一种用于无线实时流媒体传输的自适应链路层FEC控制策略,以显著提高接收方的播放质量。该策略采用跨层设计的方法,基于Kalman滤波器预测当前的网络状态,考虑物理带宽限制和GOP可解码帧数的特性自适应地调整FEC参数N;另一方面,在应用层采用自适应FEC策略,在视频源数据和冗余数据之间动态分配网络带宽。数学分析和仿真验证均表明,该策略能使接收方获得最大的可播放帧率,有效地提高了流媒体传输的可靠性和实时性。     

电力线通信系统中跨层的用户调度和资源分配

针对多用户多业务基于正交频分多址的电力线通信系统,提出一种在数据链路控制层进行用户调度和在物理层进行资源分配的多层多目标最优的跨层资源分配算法,其用户调度根据所有用户的服务质量(QoS)满意程度、QoS要求、业务包模型、信道状态信息和队列状态信息,从所有用户中选出要服务的用户和确定这些用户的最优跨层参数;其资源分配则根据所有调度用户的QoS要求、最优跨层参数和信道状态信息,先把功率按地窖注水原理分给每个子载波,再把每个子载波最优地分给调度用户并采用逐比特加载查表算法调整其上分配的功率和比特。最后在典型的电力线信道环境下对算法进行仿真,结果表明新算法在系统资源大范围变化时也能保障用户的服务质量,同时有效地提高系统资源的利用。     

业务驱动的无线多媒体传感器网络跨层优化

由于无线多媒体传感器网络链路动态变化、节点移动、带宽和能量受限等特点,传统的分层协议及其局部优化很难保证整个网络性能最优。为实现无线传感器网络中多媒体业务保障服务质量(QoS),提出一种基于业务驱动和自反馈机制的无线多媒体传感器网络跨层优化策略。该策略按照保证QoS等级最高业务服务质量原则,自适应优化网络协议栈各层参数,并将优化后参数反馈给相应网络协议层,实现保证QoS的网络资源优化,仿真结果表明,该方法在综合物理层误码率和链路层数据帧丢失率的情况下,与传统网络分层协义相比,提高多媒体信息传输质量方面有一定优越性。     

基于信道状态的WiMAX系统实时调度算法

介绍了M-LWDF、EXP和CD-EDD三种经典的实时调度算法,并在此基础上提出一种基于信道状态的WiMAX系统的实时调度算法CBRTS(channel-based real-time scheduling)。该算法核心思想是在数据链路层中考察物理层信道的传输条件,从而进一步将有限的无线资源更加合理地分配给用户。仿真结果表明,提出的算法具有更高的吞吐量、更小的时延和丢包率,能满足实时业务的QoS要求。     

无线流媒体自适应链路层HARQ控制策略

无线网络动态的信道特性、高误码率和带宽有限等特点,使得在无线环境下为实时流媒体传输提供QoS保证面临更大的挑战;提出了一种用于无线实时流媒体传输的自适应链路层HARQ控制策略,针对不同的信道状况动态选择混合ARQ方案;该策略采用跨层设计的方法,在应用层采用自适应FEC策略,在视频源数据和冗余数据之间动态分配网络带宽;数学分析和仿真验证表明,该策略能使接收方获得最大的可播放帧率,有效地提高流媒体传输的可靠性和实时性。     

基于跨层的自适应预留带宽和多重QoS保证的EDCA流接纳控制

提出了基于跨层的自适应带宽预留和多重QoS保证的802.11eEDCA分布式流接纳控制。首先自适应分配各站点OFDM子载波比特以最大化信道容量,并将比特率跨层传送到MAC层。基于此,提出了基于分布式测量的动态带宽预留机制,使预留带宽自适应各用户信道特点和业务特征;提出了半模式化的中心控制的剩余因子估计方法,从而克服了直接测量的不准确性和分布式估计的局部性,并降低了计算复杂度;提出了基于协议模型的带宽和碰撞率双重接纳标准,使多重QoS参数同时得到保证。通过这些措施得到自上至下的自适应接纳控制。仿真表明,提出的接纳控制机制能较大地提高资源利用率,更好地保证业务质量。     

WiMAX系统突发实时业务调度算法的改进

针对现有WiMAX系统MAC层没有提供不同优先级业务具体调度方案的现状,在分析传统分级调度算法的基础上,提出一种针对实时业务突发性的改进DFPQ调度算法实现方案。该方案在带宽分配过程中,通过判断实时业务突发性增多,强制将低优先级业务的一部分带宽分配给实时业务。GloMoSim网络仿真环境下的仿真结果证明,该调度策略在满足各业务QoS要求方面优于传统分级调度策略。     

ATM网络的话音、数据混合接入系统

提出了一种利用ATM网络高效传输话音与数据业务的混合接入系统.该系统采用数字语音插空(DSI)技术对话音业务进行压缩,利用自适应带宽分配技术保证话音业务的时延和信元丢失率要求,并且充分利用线路资源进行话音与数据业务的综合传输,在保证不同类型业务QoS的条件下,提高了线路的利用率.     

WiMAX拓展实时轮询调度机制分析

为了提高无线资源的利用率,使WiMAX系统更好地支持语音业务,基于IEEE 802.16e协议的QoS调度体系,提出了针对带有静默压缩语音业务的拓展实时轮询调度机制的具体实现方案.而且通过对方案中关键参数的分析,给出了一种QoS保证方法.方法根据用户时延对数据带宽分配进行补偿,并按照用户负载情况动态地调整轮询请求带宽的分配周期.使用OPNET软件进行了系统级性能评估,结果表明所提出的方法可有效地降低用户上行接入时延和上行丢包率,从而提高了通信质量.     

一种多用户正交频分复用系统的PHY-DLL层间联合自适应算法

层间自适应设计已经逐渐成为了当前计算机通信领域研究中的热门问题。文中提出了一种适用于正交频分复用无线通信系统的层间联合自适应传输算法。利用物理层的信道状态信息,该算法将物理层（PHY）的子载波分配同数据链路层（DLL）的数据包业务调度结合起来。仿真结果表明,该方案的性能优于单纯在物理层采用子载波和功率分配自适应算法的方案,能够能支持更多的用户,提高用户数据包传输成功率和降低比特误码率。     

Dynamic bandwidth allocation for Internet telephony

Internet telephony is promising for long-distance calls because of its low service charge and value-added functions. To provide Internet telephony to the general public, a service provider can operate a telephone gateway in each servicing city to bridge the local telephone network and the Internet, so that users can use telephones or fax machines to access this gateway for services. In this paper, we propose a dynamic bandwidth allocation scheme for two purposes: (1) each telephone gateway can fully utilize the available bandwidth to serve more telephone and fax sessions and (2) it can respond to the changing environments. We exploit three properties for dynamic bandwidth allocation. First, in a telephone session, each user usually alternates between speaking and listening. When a user is not speaking, she does not send any voice stream and hence the bandwidth can be dynamically released from this session for the other sessions. Second, voice traffic is elastic because it can be further compressed at the cost of a lower quality. Third, fax traffic is flexible because it can be temporarily delayed. We exploit these three properties to allocate bandwidth to telephone and fax sessions dynamically. When a telephone gateway adopts dynamic bandwidth allocation, it can serve more telephone and fax sessions while providing acceptably good quality-of-service (QoS), and it can give more stable QoS when the available bandwidth varies.     

DVB-RCS网络中的跨层协议优化研究

由于DVB-RCS网络长传播延迟以及高误码率的特点,会造成所承载TCP业务的性能下降。传统的分层协议设计方式已经不适合这种动态变化的网络特点。采用跨层协议设计方式优化TCP协议性能。跨层设计方式结合了传输层上TCP协议的工作特点,MAC层的接入策略以及物理层上的自适应调制编码策略。仿真结果显示了跨层协议设计相对于传统协议设计方式性能上的优势。     

基于跨层设计的矿山物联网感知层协作网络寿命优化

为了满足矿山物联网感知层服务质量（ QoS）的要求,采用一种基于跨层设计的无线协作通信机制,在Nakagami-m衰落信道中,通过物理层自适应调制编码（ AMC）和链路层混合自动重传请求（ HARQ）协议跨层设计,研究无线通信网络的HARQ协作机制,推导出协作传输系统的总能耗表达式,建立跨层优化模型。基于贪婪策略的思想,提出一种网络寿命最大化的功率分配算法（ NLMPAA）,在保证误码率指标的前提下,在最大功率的约束范围内,对功率矩阵进行优化,使网络寿命最大化。仿真结果表明：基于协作机制的网络寿命明显优于非协作机制网络,本文提出的NLMPAA可以延长网络寿命20%以上。     

分级跨层设计的宽带无线接入网QoS架构

针对当前跨层设计导致信号流向混乱和处理时延长等问题,提出一种新的分级跨层设计的宽带无线接入网QoS架构。该架构具有链路独立层、链路独立-链路依赖的业务接口与链路依赖层,并给出各分级内及接口的QoS管理结构及模块功能。其中,物理层和无线链路层构成的链路依赖层可实现链路对信道的自适应,IP层及其上的各层构成的链路独立层在链路独立-链路依赖接口,通过业务QoS参数与无线资源的映射实现端到端的自适应,信号流向简单且处理时延减小。仿真结果表明,该架构的资源利用率明显优于分层结构。     

Highest Urgency First (HUF): A latency and modulation aware bandwidth allocation algorithm for WiMAX base stations

The mobile WiMAX systems based on IEEE 802.16e-2005 provide high data rate for mobile wireless networks. However, the link quality is frequently unstable owing to mobility and air interference and therefore impacts the latency requirement of real-time applications. In the WiMAX standard, the modulation/coding scheme and the boundary of uplink/downlink sub-frames could be adjusted subject to channel quality and the traffic volume, respectively. This provides us a chance to design a MAC-layer uplink/downlink bandwidth allocation algorithm that is QoS/PHY-aware.This work takes into account the adaptive modulation and coding scheme (MCS), uplink and downlink traffic volume, and QoS parameters of all five defined service classes to design a bandwidth allocation algorithm that calculates the slot allocation in two phases. The first phase decides the boundary of uplink and downlink sub-frames by satisfying requests with pending latency violation and proportionating according to traffic volume, while the second phase allocates slots to mobile stations considering urgency, priority and fairness. Simulation results show our algorithm achieves zero latency violation and higher system throughput compared to existing non-QoS/PHY-aware or less-QoS/PHY-aware approaches.