LTE系统中适应链路层机制的TCP头压缩算法

LTE系统采用全IP承载,具有比以往无线系统更高数据速率和容量.为了能够有效利用无线带宽资源,LTE系统中采用了ROHC(robust header compression)信头压缩协议对无线分组进行压缩.针对ROHC协议算法复杂度过高实现困难以及对高速数据业务的适应性较差等特点,提出一种适应LTE链路层机制的TCP头压缩算法.仿真结果表明,相比ROHC协议,本文提出的算法具有更高的头部压缩效率,进一步提高无线带宽资源的利用效率,同时,也能更好的适应LTE系统的高带宽环境,具有较低的算法复杂度和良好的稳健性和适用性.     

LTE系统中提高TCP性能的资源调度算法研究

LTE可以提供真正无处不在基于IP的移动宽带业务,但随着承载网的IP化,网络拥塞、丢包、抖动、延时等质量问题将影响到LTE业务层的QoS质量.作为LTE无线资源管理的核心,研究并设计一个良好的资源调度算法是提高数据业务的性能和终端用户的体验是一个亟待解决的重要任务.本文通过借鉴LTE对VoIP数据分组的半持续调度算法的思想,提出了一种LTE的无线资源调度的改进方案.方案将TCP确认包映射到具有更高优先级的空闲逻辑信道,从而降低了ACK包在无线信道中发生丢弃和拥塞的概率,避免了TCP拥塞控制机制的频繁开启.仿真结果表明,本文提出的TCP确认包映射转换方案在RTT时延、吞吐量等方面均有一定的提升,具有一定的稳定性和性能优势.     

基于服务质量的WiMAX前向兼容LTE上行调度算法

长期演进技术(LTE)可单向兼容全球微波互联接入技术(WiMAX),WiMAX到LTE的前向兼容却无法实现。为此,提出一种基于服务质量(QoS)的上行调度算法。通过为双方服务流提供多类映射规则,根据优先级对上行资源进行动态分配,满足类间不同链路的特定要求,确保同类内链路间的公平性。仿真结果表明,与经典的轮询算法相比,该算法在吞吐量和QoS方面有明显的优势,在超负荷情况下能够保持算法的健壮性,实现WiMAX到LTE的交互通信。     

基于并行随机相位旋转的物理层安全算法

针对信号在移动通信长期演进LTE(Long Term Evolution)系统中传输的安全问题,提出了一种物理层并行符号加密算法。该算法在LTE系统模型的基础上引入密钥矩阵E,通过将该矩阵与星座映射后的符号向量进行并行相乘实现加密,确保物理层安全。理论分析和仿真结果表明:在LTE系统中使用该安全算法,在有效保证信号安全性的同时对系统误符号率、峰均比、带宽等性能几乎无影响。     

LTE使用未授权频段的方法研究

将LTE技术引入到未授权频段是解决蜂窝系统频谱资源紧张的方法之一。首先阐述LTE引入到未授权频段所存在的共存挑战,针对LTE利用LBT策略中的FBE结构实现共存所存在的侦听信道机会少且侦听位置固定的缺陷,提出一种增强型FBE(E-FBE)结构。该结构引入随机退避过程,可以让LTE依据信道状态更加灵活地侦听信道。仿真结果表明该结构可以解决WIFI在与LTE共存时被LTE压制吞吐量的问题,实现和谐共存。     

LTE系统中上行资源调度算法研究

3GPP LTE采用了多种新技术来提升系统的性能的同时,也增加了LTE系统无线资源管理的复杂度.主要研究了LTE系统中上行无线资源管理算法,针对上行BSR汇报机制误差带来的问题,提出一种更精确的基于happy bits补充汇报BSR的方案来改进其上行资源调度的性能.该机制利用BSR控制单元对应的MAC子头中的两个保留比特(happy bits),通过一定的映射规则,不需要额外的开销,更加精细的反映UE上行缓存状态信息,提高了用户和无线资源调度的效率.仿真结果表明,本文所提出的改进方案比原方案在资源利用率,吞吐量和用户公平性方面都有较为理想的提升,有效地改善了系统资源利用率.     

异构无线网络环境下的联合网络选择策略

异构无线网络环境下,无线终端可以采用多种接入技术(UMTS、LTE、WLAN等)进行通信.针对异构无线网络中带宽资源受限的问题,提出了一种基于带宽资源分配的网络选择策略.该策略首先以用户的信息传输速率作为目标函数,以带宽资源限制作为约束条件,采用凸优化理论得到最大化的信息传输速率,然后根据获得最大化信息传输速率所需的带宽资源和接入网络可提供的带宽资源,将用户分配到最合适的网络中,可以避免盲目接入造成的资源浪费.与已有的网络选择策略不同,提出的策略以带宽受限情况下最大化整体网络的信息传输速率和带宽利用率为目标.理论分析和仿真实验证明该文提出的网络选择策略可以获得较高的网络吞吐量和资源利用率.     

LTE系统下行基于调度度量值的资源分配方案

在多业务的正交频分多址(OFDMA)蜂窝系统中,为改善小区整体的吞吐量并提高多用户之间传输数据的公平性,提出一种基于最优调度优先级进行资源块分配的长期演进项目(LTE)下行分配方案。打破传统资源分配过程中顺序分配资源的束缚,将用户与资源块(RB)配对,优先把服务质量最好的RB资源分配给相应的用户,尽量保证用户在各自有利的信道上传输数据。仿真结果表明,该方案在不增大丢包率的前提下,有效提高了系统的吞吐量和公平性指数,对LTE下行链路是一个很好的选择。     

基于混合业务QoS的LTE跨层调度算法

在众多资源分配的调度算法中,区别实现混合业务QoS要求的调度策略研究不多。针对现有调度算法不能同时满足多用户实时和非实时业务性能需求,提出了一种保证混合业务QoS的LTE系统下行资源分配算法。新算法采用跨层设计思想下的资源块分配机制,在EXP算法的基础上引入权重因子。仿真表明新算法能够大幅度降低LTE系统用户丢包率,改善用户公平性和吞吐量性能。     

面向系统吞吐率最大化的P2P自适应覆盖网络

P2P系统的本质任务在于提高资源利用率和系统吞吐量,满足更多用户的数据请求。在无结构P2P中,通常分配高权重节点以较多连接,使之收到并命中更多查询,以提高搜索成功率。但高搜索成功率本身却未必能够提高系统吞吐量,因为受带宽因素影响,高权重节点的负载较重,造成服务可用性降低。提出了一种覆盖网络优化方案,即根据带宽负载和存储权重自适应性调整节点连接度,优化覆盖网络结构,提高系统吞吐量。模拟实验数据表明,基于带宽和搜索成功率的覆盖网络优化方案可以以很小代价提高系统吞吐量,当文件体积较小时提高比例可高达22%。     

基于蚁群算法的P2P分发网返源规划

在P2P分发网中,返源策略是影响整个系统吞吐量和带宽利用率的关键技术之一.为了提高节点数据下载阶段的效率及系统总吞吐量,目录服务器需基于先前收集的信息并采用返源策略对系统中各节点之间的连接进行规划.通过描述返源规划问题的模型,提出了一种基于蚁群算法的规划策略来提高互相连接的节点之间数据块的可交换性.仿真结果表明,新算法可以最大化连接节点内容的互补性,继而减少了数据下载时间,提高了系统吞吐量,大大改善了P2P分发网的整体性能.     

基于竞争概率的片上网络带宽分配方法

在面向特定应用的片上系统中,不同模块之间的通信量和延迟需求差异很大,均等位宽的链路不能充分利用带宽资源。为此,提出一种非均匀的带宽分配方案,根据流量特征和竞争状况设定各链路的数据宽度,采用异构的互联结构合理分配连线资源并优化吞吐量。实验结果表明,在均匀流量模式下,非均匀位宽的异构网络和同构架构的吞吐量相近,而连线资源节省16%。在热点流量模式下,异构网络能够有效缓解局部拥塞状况,提高网络吞吐量。     

Increasing multimedia system throughput with consumption-based buffer management

In a multimedia server, multiple media streams are generally serviced in a cyclic fashion. Due to non-uniform playback rates and asynchronous arrivals of queries, there tends to be spare disk bandwidth in each service cycle. In this paper, we study the issue of dynamically using spare disk bandwidth and buffer to maximize the system throughput of a multimedia server. We introduce the concept of minimizing buffer consumption as the criterion to select an appropriate media stream to utilize the spare system resources. Buffer consumption measures not only the amount of buffer but also the amount of time such buffer space is occupied (i.e., the space-time product). Different alternatives to utilizing spare disk bandwidth are examined, including different rate-adjustable retrievals of an already activated stream and prefetching the next waiting stream. For rate-adjustable retrievals, we study buffer consumption-based and remaining-time-based criteria for selecting an active stream to increase retrievals. Simulations are conducted to evaluate and compare different cases. The results show that (1) minimizing buffer consumption is the right criterion for maximizing the system throughput with spare disk bandwidth; (2) in general, prefetching a waiting stream incurs more buffer consumption, and thus is less effective than rate-adjustable retrieval of active streams in maximizing the system throughput; and (3) the advantage of rate-adjustable retrieval over prefetching is especially significant when service cycle time is small.     

认知无线电网络中基于公平性的功率控制方案

针对现有非合作功率控制博弈算法中存在用户“远近性公平”问题,在主次用户共享频谱的认知无线电上行链路中,给出一种基于代价函数的高效和公平的功率控制博弈算法。在该博弈模型中,代价函数的设定依据次用户接收端信号质量需满足次用户的服务质量要求。改进后的效用函数能够同时兼顾认知无线电系统的总吞吐量和次用户获取资源的公平性,并利用超模理论证明了该模型存在纳什均衡,然后得到求解发射功率纳什均衡解的迭代过程。仿真结果表明,相比已有的研究,该算法不仅能提高认知系统的吞吐量,还能降低发射功率,改善系统效用,而且兼顾了远近用户吞吐量的公平性。     

实时企业服务总线的研究与设计

针对现有企业服务总线在不同类型业务流竞争有限带宽资源时产生系统拥塞的问题,提出一种实时企业服务总线模型.对JBI标准进行了改进,增加了业务优先级和业务时间约束的语义,并加入流量控制和带宽分配组件.系统运行时能根据不同类型业务流带宽需求,按照业务类型优先级从高到低动态分配服务总线的业务流量带宽.仿真实验结果表明,该方法可以保证高优先级业务的带宽需求,减少因业务拥塞导致的服务质量下降,并进而提升系统整体的吞吐能力.     

A uplink radio resource allocation scheme for localized SC-FDMA transmission in LTE network

The radio resource allocation is one of the most important issues to achieve effective wireless communication. In Long Term Evolution (LTE) network, single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) is applied as the transmission technology for uplink traffic. Most researches focus on maximizing the system throughput of SC-FDMA under changeable channel condition. However, users may require different quality of services (QoS) for different applications. This paper studies radio resource allocation for QoS users in localized SC-FDMA system. The proposed scheme divides allocation process into matching algorithm and radio resource assignment algorithm. The Gale–Shapley algorithm is applied to find the optimal matching between resource blocks (RB) and user equipment (UE) by considering channel conditions and the desired QoS. Then the resource assignment algorithm heuristically allocates bandwidth to UE by referring the matched RB under the constraint of carrier continuity. This paper modified the Recursive Maximum Expansion (RME) algorithm to effectively assign radio resource for UEs with different bandwidth demands. The performance of our proposed scheme is compared with the modified RME scheme through exhaustive simulations. The video streaming, VoIP, and FTP traffic types were adopted for simulations. Our simulation results show that the proposed scheme achieves better QoS satisfaction and system throughput than the RME-modified scheme.     

一种服务器端模板引擎的改进与实现*

对现有Web应用模板引擎类型及相关技术进行分析,根据客户端服务器端分层技术,提出一种改进策略.将HTML页面生成任务迁移到客户端,降低Web应用服务的带宽消耗,同时提高系统吞吐量.基于改进的模板机制,对Trac平台博客系统进行测试,系统吞吐量提升1.2倍,网络带宽消耗最大可减少50%.     

无线网络中基于网络编码的自适应计时控制

将计时控制机制引入网络编码从而进一步提升它的性能。经研究发现当网络带宽充足的时候,通过等待额外的可执行网络编码的数据将增加编码数目,而同时引入的额外延迟不对系统吞吐量造成影响;当网络带宽不足时,系统延迟和吞吐量都将受到影响。提出了一种能量高效的自适应计时控制机制(adaptive energy-efficient timing control in wireless networks with network coding,AEETC)。该机制通过基于网络流量的情况自动调节自身行为来增加网络编码数量,从而减少能量的消耗。实验结果表明在网络负载较轻的条件下AEETC可以显著增加网络编码的数量,同时在端到端延迟、系统吞吐量和成功编码数量等指标上有很好的性能。     

Run-time optimization of heterogeneous media access in a multimediaserver

Discrete media (DM) data throughput is vital to systems that need to support the heterogeneity and variety of data found in interactive hypermedia and digital library applications. Therefore, a multimedia server's ability in delivering a high DM data throughput without degrading its CM data throughput deserves more attention. In this paper, we address this issue by optimizing the use of disk bandwidth spent on CM service at run-time and redirecting the saved bandwidth to service DM requests. Based on a new cost model of disk access incurred in CM service, we formulate strategies to control the size of each disk read at run time. These strategies improve the efficiency of each disk access and improve the DM data throughput of a multimedia server, without jeopardizing the CM throughput. Through experimental evaluations, the improvements achieved are demonstrated. Furthermore, efficient control of the allocation of disk bandwidth between DM and CM services over a wide range is also demonstrated