采用渐进式预留机制的Ad Hoc网络MAC协议

实时业务传输的服务质量(QoS)保障问题一直是限制Ad Hoc网络发展的瓶颈.在分布式网络环境下,分组冲突十分普遍,节点很难在限定的时间内成功接入信道.现有很多算法(如FPRP)虽能很好的消除冲突,却需要非常多的控制分组,同样造成过高的接入时延.在研究动态时隙分配类MAC协议的基础上,设计了一种采用渐进式预留机制的MAC协议,协议通过分级预留、协同竞争和空闲时隙的时隙重构来达到分组冲突的充分化解,信道资源的高效利用,以及不同优先级业务的有效接入.仿真表明,与现有时隙类协议相比,新协议可以显著减少分组冲突,提高信道利用率,实现较低的分组接入延迟,并且能够较好的支持数据报业务.     

全IP移动网络中的动态资源预留机制与QoS研究

全IP移动网络中的QoS是最近的研究热点之一,其中资源预留协议(Resource ReserVation Protocol,RSVP)是一个关键技术。为了保证切换时的QoS,需要进行资源预留。针对RSVP不适应移动环境的缺点,文中在全IP移动网络的接入网的微移动域中,提出一种动态资源预留的QoS解决方案,实现微移动协议和RSVP协议之间的互操作。当有多个移动主机需要进行预留时,需要对它们进行优先级排序。文中提出了一种在全IP移动网络中基于信令预测优先级排队的动态排序算法,以有效地对多个移动主机进行资源预留。仿真结果表明文中提出的算法的有效性。     

IEEE 802.11e EDCA多优先级混合时隙传输方法

针对无线局域网中各种多媒体数据业务对传输QoS的不同需求,在IEEE 802.11e EDCA机制的基础上提出了一种多优先级混合时隙传输方法。该方法规定一段时间为一个混合时隙,期间包含的时隙数小于等于业务的种类数,各业务按照传输QoS的需求组合分配到不同优先级的时隙中进行传输,从而调节不同传输QoS需求业务在数据链路层的碰撞概率。与传统的IEEE 802.11e EDCA机制相比,多优先级混合时隙传输方法降低了站点之间的碰撞概率,提高了需求业务的吞吐量、丢包率、媒质访问延迟等网络性能指标。对于站点变动较大的网络,其具有较强的抗扰动性。     

异构网络中保障业务QoS的TCP协议研究

当TCP协议应用于异构网络时业务的QoS无法得到保障,具体而言,一方面TCP协议与无线网络适配性较差,导致网络丢包率升高、吞吐量下降;另一方面,TCP协议对于业务不区分优先级,不能满足高优先级业务的需求。因此,文章提出了异构网络中基于捕食模型的保障业务QoS的TCP协议(QoS - Internet Predator based on Prey Model,Q-IPPM)。Q-IPPM算法不仅会根据异构网络的带宽改进TCP协议的拥塞控制架构,还根据不同业务的负载状况和优先级控制不同业务流量占比。实验结果表明,Q-IPPM算法不仅可以提显著提高异构网络的吞吐量,降低网络丢包率,还能够根据业务优先级和负载状况将带宽“按需分配”给不同业务,从而保障了异构网络中业务的QoS。     

全IP移动网络中的动态资源预留机制与QoS研究

全IP移动网络中的Qos是最近的研究热点之一，其中资源预留协议（Resource Reser Vation Protocol，RSVP）是一个关键技术。为了保证切换时的QoS，需要进行资源预留。针对RSVP不适应移动环境的缺点，文中在全IP移动网络的接入网的微移动域中，提出一种动态资源预留的QOS解决方案，实现微移动协议和RSVP协议之间的互操作。当有多个移动主机需要进行预留时，需要对它们进行优先级排序。文中提出了一种在全IP移动网络中基于信令预测优先级排队的动态排序算法．以有效地对多个移动主机进行资源预留。仿真结果表明文中提出的算法的有效性。     

一种802.11e EDCA机制的优化算法

IEEE 802.11e增强型分布式信道访问机制对高优先级业务服务质量的保证,是通过牺牲低优先级业务服务质量来实现的.为避免这种信道资源分配不公平的现象,提出一种优化算法.将信道中部分时隙合并起来构成合并时隙,高优先级和低优先级业务在合并时隙中被先后发送,而单个时隙通常只发送低优先级业务.仿真结果表明,该算法可以提高业务的吞吐量,当站点数目增多时,高优先级业务和低优先级业务的吞吐量均表现稳定,可达到各种业务公平利用信道资源的目的.     

一种适用于可扩展AdHoc网络的动态时隙分配算法

针对现有基于固定分配时隙的ad hoc网络MAC协议时隙利用率低,不能适应突发网络业务的局限性展开研究,并在此基础上提出了一种适用于规模可扩展的ad hoc网络的动态时隙分配算法(DTDMA).该算法利用较少的控制开销,通过节点间控制帧的交互,实现在网络负载较重的情况下,可以有效保证多个节点无冲突的接入信道,并针对不同优先级的网络业务提供相应优先级的时延保证.QualNet网络仿真环境中的仿真实验证明该算法能创建一个规模可扩展的无线自组织网络,且当网络中存在突发流业务时大大提高了网络吞吐量,减小了平均端到端时延,并实现了区分优先级服务.     

IEEE 802.16 Mesh模式下区分服务时隙调度算法

为了满足用户需求,IEEE802.16支持多种QoS。在IEEE802.16-2004定义的mesh模式的调度机制下,针对实时业务和非实时业务对时延具有不同敏感性的特点,提出了一种区分服务的时隙调度算法。该算法优先处理实时业务,并通过拥塞情况,自适应地调整实时业务的预留带宽。最后对算法进行了仿真,结果表明该算法下业务的延迟、服务请求拒绝率、时隙利用率均有所改善。     

全IP移动网络中基于信令预测优先级排队的动态资源预留排序

无线移动网络中的QoS是最近的研究热点之一,其中资源预留协议(ResourceReserVationProtocol,RSVP)是一个关键技术.为了提供更多的服务,蜂窝在变小,这样切换更频繁了.因此为了保证切换时的QoS,需要进行资源预留.当有多个移动主机需要进行预留时,就需要对它们进行优先级排序.本文提出一种在全IP移动网络中基于信令预测优先级排队的动态排序算法,以有效地对多个移动主机进行资源预留.仿真结果表明本文提出的算法既保证了快速切换,又实现了资源的有效预留,有效地分配了有限的资源.     

动态时延的非均匀Ad Hoc网络MAC设计和分析

针对密度非均匀Ad Hoc网络,提出了一种基于预留的时隙混合类MAC——RTV协议。该协议将业务区分为预留和非预留,以提供不同质量的接入传输服务。通过时延调整预留算法来满足多种预留业务的不同时延要求。同时,通过预留机制解决了 TDMA 技术不适应于密度非均匀网络的问题。最后,通过数学建模分析得到了协议的时隙利用率和系统吞吐量。仿真实验结果表明：在密度非均匀的大型Ad Hoc网络中,RTV协议可以为混合业务的传输提供时延保障,并在时隙利用率和吞吐量方面呈现出较好的性能。     

基于多业务的移动通信系统呼叫接入控制

针对在可移动边界保护信道方法中新呼叫堵塞率高的问题,提出一种呼叫接入控制策略。当切换呼叫的掉话率小于门限时,新呼叫以一定的概率使用为切换呼叫预留的保护信道。当高优先级数据等待队列中的数据包为空时,传输普通数据等待队列中的数据包。仿真结果表明,在对切换呼叫掉话率影响较小的前提下,该策略能够有效降低新呼叫的堵塞率和高优先级数据的掉包率。     

面向分布式计算环境的接纳控制机制研究

接纳控制算法是分布式计算环境中资源提前预留机制的核心。本文研究总结了现有的灵活预留接纳控制算法,并在此基础上提出一种新的算法——可迁移提前预留接纳控制算法。对于不可拓展的固定请求,它允许通过迁移已预留的可拓展请求,为固定请求空出足够的资源,从而提高固定请求被接纳的概率。性能优良的数据结构对于资源预留有着至关重要的作用,合理的数据结构能显著改善接纳控制的总体性能,本文总结了现有的数据结构,包括时隙数组、时隙线段树、资源树、二叉查找树等。通过与三种经典的可拓展预留接纳控制算法的对比实验表明,可迁移提前预留能改善固定请求接纳率及总请求接纳率。     

基于任务可分的网格资源预留机制

资源预留能提供保证QoS的网格服务,但提前预留会增加服务请求拒绝率,且产生的资源碎片降低了资源利用率。在预留分类和预留容量等概念定义的基础上,提出了一种基于可分割任务的网格资源预留机制TDR。TDR中,资源预留在多个方向具有可变的灵活度,并在一定的条件下被分割为多个子预留,从而提高系统容纳能力,并描述了相应的接纳控制算法。仿真实验结果表明,提出的机制能有效地减少预留产生的资源碎片和请求拒绝率,增加资源利用率。     

面向现场级工业无线网络混合流量分级调度的时隙分配策略

工业无线传感网络在关键位置监测和控制系统中发挥着越来越重要的作用. 然而复杂工业现场混合关键流量共存, 无法满足关键数据传输低时延和高可靠性要求, 突发流量会导致网络时延大幅抖动甚至网络拥塞, 给工业生产造成严重的后果. 针对上述情况, 本文提出了流量分区超帧架构, 考虑到设计复杂度和应用场景需求设计了R-MAC(时隙预留接入协议)和C-MAC(时隙争用接入协议). 上述两种协议以帧抢占的方式保障突发流量的实时接入, 采用了不同的重传机制提升周期性高优先级数据传输的可靠性. 最后本文对两种协议进行了评估, 与实时工业无线传感网络WirelessHART相比, 限定了突发流量的最差接入时延上界, 实现了多优先级流量服务差异化, 提升了高优先级流量的平均成功接入率.     

一种支持业务优先级的卫星网络信道动态接入策略

针对远程作战飞机接入卫星信道的业务具有优先级且高优先级业务存在突发性影响信道利用率与吞吐量的问题,提出了一种支持业务优先级的卫星网络信道动态接入策略。该接入策略通过引入认知无线电技术构建频谱池以共享信道,设置高优先级业务透明接入信道的同时通过预留信道保证低优先级业务成功接入信道,未接入信道的业务采用排队模型等待接入。仿真结果表明,该策略能够高效地保证高优先级业务接入信道的成功率,有效降低接入时延;同时较好地减小高优先级业务的突发性对低优先级业务接入的影响,有效地提升了卫星信道的综合利用率,降低了低优先级业务的接入时延,保证了低优先级业务接入卫星网络的吞吐效率。     

一种基于松弛时间的服务网格资源能力预留机制

通过资源能力预留为网格服务提供确定的QoS保证是实现服务网格QoS管理的基础和关键.针对确定性资源能力预留的"资源能力碎片"问题,提出了一种支持松弛时间的灵活资源能力预留机制,并设计了支持松弛时间的资源预留请求接纳控制算法.在CROWN的节点服务器上实现了该机制,并通过仿真实验进行性能评价.结果表明,和已有的确定型预留机制相比,支持松弛时间的资源能力预留机制,使资源能力调度具有更多的自主性,可显著地提高网格资源的综合利用效率.     

带内信令系统实现Ad Hoc网络的邻居预留

提出使用带内信令系统实现跨层的邻居预留机制(NR INSIGNIA),该机制在进行带宽预留时考虑MAC层的信道竞争。节点为某个QoS流预留一定带宽之后,在所有的邻居节点上同时预留等量的带宽,以此来消除信道竞争对带宽预留产生的不利影响。仿真试验对比了没有邻居预留机制的原始INSIGNIA(In band signaling system)系统与NR INSIGNIA系统的性能,结果表明NR INSIGNIA系统可以显著提高QoS流的平均预留包比率、投递率,减少端－端延迟。     

基于平均等待时间约束的松弛预留机制

传统预留机制存在预留请求拒绝率高、可能会延迟本地作业执行的缺陷。为此,提出一种基于平均等待时间(MWT)约束的松弛预留机制,并给出相应的预留接纳算法。采用松弛预留策略,在每个资源上设置任务等待时间阈值,若调度队列中排队任务的MWT超过该阈值,调度系统将使部分排队任务尽快获得空闲资源,从而减少MWT。实验结果表明,该预留机制能有效保障排队任务的MWT、提高资源利用率、降低预留请求拒绝率。