Ad Hoc 网络节能型功率控制与拥塞控制的跨层优化

有限的节点能量和通信带宽,是Ad Hoc网络的两个重要的特点.节点能量是影响网络容量的关键因素,也是制约网络寿命的决定因素;而有限的通信带宽使得网络更容易产生拥塞.因此,节能型的功率控制与拥塞控制联合优化在Ad Hoc网络中显得尤为重要.首先,设计了节能型的网络效用最大化问题,即在目标函数中引入能量消耗成本函数,从网络效用和网络寿命两个方面来综合优化网络性能.其次,运用对偶分解与梯度投影方法,提出了相应的节能型功率控制与拥塞控制联合优化算法.另外,分析和证明了所提算法的收敛性.最后,详细的仿真结果表明了所提算法的有效性:在保持网络吞吐量基本不变的同时,可以有效地减少节点的能量消耗,从而延长网络寿命.     

Ad Hoc网络中联合跨层拥塞控制和资源调度

提出一个联合传输速率、链路的传输时间和链路速率的网络利用最大化模型（NUM）,并用对偶分解理论设计该问题的分布式算法。目标是为了得到传输层的最优的端到端的源速率,物理层的功率以及MAC层资源的最优分配,从而使网络利用率达到最大的同时使所有链路的功耗最小。通过仿真实验,验证算法的可行性,能达到预期的目标。     

移动Ad Hoc网络基于路由协议的拥塞控制

为解决Ad Hoc网络的AODV路由协议在通信过程中存在的拥塞问题,提出了改进AODV路由协议的思想。根据网络链路拥塞度的大小采取不同措施和节点路由,建立不相关多径路由分流以避免拥塞。仿真结果表明,改进后的路由协议有效地减少了发生拥塞的几率,从而提高了移动Ad Hoc网络的性能。     

改进的基于带宽估计的Ad Hoc网拥塞控制策略研究

为解决Ad Hoc网络中路由协议在通信过程中存在拥塞问题,提出了一种基于带宽估计的拥塞控制策略.该策略通过结合一阶低通数字滤波算法和算数平均值滤波算法,有效提高可用带宽估计的精确度;采用主动队列管理算法实施拥塞控制,实现对包的选择性丢弃策略,达到了较优的控制效果.实验结果表明,该算法在各项重要指标上都有较好性能.     

一种Ad Hoc网络端到端的TCP拥塞控制改进方案

传统的TCP协议是为有线网络而设计的,它假定数据包的丢失是由网络拥塞引起的,然而在Ad Hoc网络中,除拥塞丢包外,其它非拥塞因素也会引起数据包的丢失。分析Ad Hoc网络影响TCP性能的主要因素,在原有拥塞控制方案MMJI的基础上,提出了一种端到端的TCP拥塞控制改进方案（Imp MMJI）。该方案能根据前向路径跳数自适应调整拥塞窗口的大小,防止拥塞窗口过快增长,当发生路由改变或链路中断时,重新计算拥塞窗口cwnd和ssthresh的值,以确保路由重建前后TCP连接负载率的一致性;并在ACK应答包的TCP首部增加了状态标志位,结合多个度量参数联合判断网络状态,提高网络状态识别的准确性,使发送端实时采取相应的措施。仿真结果表明,该方案能使网络吞吐量得到明显的提高,改善了TCP的性能。     

Ad Hoc网络基于路由协议的拥塞控制

Ad Hoc网络随着网络负荷的增加,局部的拥塞是导致网络性能大幅下降.采用修改的AODV路由协议,结合链路层的分析,提出了一种节点负载分流的方法.该方法结合了Ad Hoc网络的特点,采用网络层和链路层相互协作,均衡网络流量,提高了网络的整体性能.仿真结果表明,该改进在不同拓扑变化频率和不同节点密度情况下均明显提高了网络吞吐率,改善了网络拥塞.     

一种适用于Ad Hoc网络的拥塞控制算法

Ad hoc网络是一种无基础设施、无中心控制的分布式自组织网络,在紧急情况下能够迅速搭建.目前,在IEEE802.11协议基础上所搭建的ad hoc网络面临的主要问题是在信道达到饱和时,其链路层时延明显增加,以至于其上层的协议无法正常工作.本文提出了一种结合链路层及传输层的拥塞控制算法,通过对传输层拥塞窗口的控制、以及引入报文生命期及优先级,使得网络即使在大业务量时,链路层依然能够保持很低的时延,同时大幅度地提高传输层吞吐率.最后通过仿真,验证了该算法的有效性.     

一种基于端到端的Ad Hoc网络TCP拥塞控制改进算法

提出了一种基于端到端的Ad Hoc网络TCP拥塞控制改进算法IADTCP(Improvement AD hoc network TCP congestion control).对现有Ad Hoc网络慢启动方案进行改进,以解决拥塞窗口增长不够平滑的问题;利用两连续数据包单向传输延迟差异IDD和短期吞吐量STT两个度量参数,联合判断网络拥塞状态;用丢包率PLR和包错序率POR判断信道错误、路由改变等网络状态;通过回送的ACK数据包携带网络状态信息,以便让发送端采取适当的控制措施.仿真结果表明,该方案是可行和有效的.     

多跳Ad Hoc网络基于路由协议的拥塞控制

为解决Ad Hoc网络的DSR路由协议在通信过程中存在拥塞问题,提出了改进DSR路由协议的思想,即联合“最短路径”和节点发送接收数据包时的“传输状态”来避免拥塞。仿真结果表明,改进后的路由协议有效地减少了发生拥塞的几率,从而提高了无线多跳Ad Hoc网络环境下Web通信的性能。     

显式控制协议在Ad Hoc网络中的应用

Ad hoc网络是一种无基础设施、无中心控制的分布式自组织对等式网络,在紧急情况下能够简单迅速搭建。而传统的TCP拥塞控制协议在Ad Hoc网络中表现出不稳定性,不公平性,带宽利用率不高以及随着跳数增加吞吐量减少等问题。eXplicit Control Protocol(XCP),即显式控制协议,是一个基于反馈的拥塞控制协议,其通过对注入网络的数据流设置标记并由网络向发送端发送准确定量的反馈信息来实现拥塞控制。本文简单阐述了TCP拥塞控制协议及其一些改进方案在Ad Hoc网络中的缺陷,并主要针对XCP在Ad Hoc网络中的运用WXCP进行了详细的分析和讨论。     

用于Ad Hoc网络的自适应多速率多播拥塞控制策略

多播提高了链路的传输效率,但易于造成网络拥塞.因此,在网络中实施多播拥塞控制至关重要.然而,由于AdHoc网络的两个本质特点,为Internet设计的多播拥塞控制不适合AdHoc网络:(1)无线多跳连接引起了信息流之间在时间域和空间域的竞争;(2)节点频繁移动导致了网络状态不断变化.首先提出了链路干扰集的概念来描述信息流竞争的特点,将网络状态不变的小时间段内的多速率多播拥塞控制问题表达成一个非线性优化问题,联合运用罚函数法和次梯度法获得此问题的优化解,相应地提出了一种有效的分布式迭代算法.在此算法基础上,针对网络状态的时变性,设计了一种基于状态检测和滚动优化的自适应多速率多播拥塞控制策略——AC2M2.仿真结果表明,分布式算法能够快速收敛到最优解;AC2M2(adaptive congestion control strategy for multirate multicast sessions)策略对网络状态的变化具有较好的自适应能力,所获得的网络性能比TCP-Reno要优越得多.     

移动Ad Hoc网络的跨层优化拥塞控制

基于网络协议层框架充分分析了TCP应用到Ad Hoc网络导致性能下降的原因,包括:物理层中易损耗的无线信道, MAC层中的过度竞争和不公平接入,网络层中节点移动引起的频繁路由失效,传输层中TCP采用的不合适机制,包括基于窗口的传输、基于数据包丢失的拥塞指示,拥塞窗口的慢启动和AIMD、对ACK自定时的依赖;提出了全新的适合Ad Hoc网络特性的跨层优化拥塞控制协议CCOC(cross-layer optimal congestion control).CCOC运用了跨层设计框架来改进MAC层的接入信道公平性、检测虚假链路失效、减少路由失效次数、加快路由切换后的重启动、运用SACK实现可靠传输和实施非线性优化论指导设计的自适应优化策略;描述了CCOC的协议体系结构;实施了详细的NS仿真实验,仿真结果表明,在几乎所有的仿真场景和移动环境下,CCOC比TCP和ATCP在许多重要性能指标,如吞吐量和公平性方面都有了明显的改进.     

移动Ad Hoc网络的跨层优化拥塞控制

基于网络协议层框架充分分析了TCP应用到Ad Hoc网络导致性能下降的原因,包括:物理层中易损耗的无线信道, MAC层中的过度竞争和不公平接入,网络层中节点移动引起的频繁路由失效,传输层中TCP采用的不合适机制,包括基于窗口的传输、基于数据包丢失的拥塞指示,拥塞窗口的慢启动和AIMD、对ACK自定时的依赖;提出了全新的适合Ad Hoc网络特性的跨层优化拥塞控制协议CCOC(cross-layer optimal congestion control).CCOC运用了跨层设计框架来改进MAC层的接入信道公平性、检测虚假链路失效、减少路由失效次数、加快路由切换后的重启动、运用SACK实现可靠传输和实施非线性优化论指导设计的自适应优化策略;描述了CCOC的协议体系结构;实施了详细的NS仿真实验,仿真结果表明,在几乎所有的仿真场景和移动环境下,CCOC比TCP和ATCP在许多重要性能指标,如吞吐量和公平性方面都有了明显的改进.     

一种基于信噪比的自组网功率控制算法

能量是影响无线自组网性能的一个很大的瓶颈,作为事实上的无线自组网媒体接入协议,802.11并没有动态调整传输功率的能力,网络在实际应用中的节能效果不好.为了降低网络节点的能量消耗,在媒体接入层802.11协议基础上,,提出一种功率控制算法,以物理层信噪比为基础估计控制帧和数据帧的发送功率.通过OPNET网络仿真软件对算法进行了计算机仿真,仿真结果表明.相比802.11协议,算法有效降低了节点能量消耗,提高了能量利用率,延长了网络的生存时间,同时保持了网络的吞吐量性能,对自组网的理论研究和实际应用提供了一定的参考价值.     

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.     

Outage Analysis of Opportunistic Cooperative Ad Hoc Networks with Randomly Located Nodes

In this paper, an opportunistic cooperative ad hoc sensor network with randomly located nodes is analyzed. The randomness of nodes’ locations is captured by a homogeneous Poisson point process. The effect of imperfect interference cancellation is also taken into account in the analysis. Based on the theory of stochastic geometry, outage probability and cooperative gain are derived. It is demonstrated that explicit performance gain can be achieved through cooperation. The analyses are corroborated by extensive simulation results and the analytical results can thus serve as a guideline for wireless sensor network design.     

Ad Hoc网络中基于DRMR协议的拥塞控制方案

近年来，Ad hoc网络的组播路由协议研究受到广泛关注，但在大规模应用之前必须解决拥塞控制问题.目前已经提出了许多组播路由协议，其中动态广播环组播路由协议（DRMR）在降低控制开销的基础上，能够取得较好的分组递交率和扩展性,但DRMR没有考虑大数据量时的拥塞控制策略，本文提出了DRMR协议上的拥塞控制方案，包括拥塞检测、反馈通知和速率控制一套完整的拥塞控制机制，给出了各参数的计算公式和算法,最后，利用NS2仿真软件对扩充的DRMR协议进行仿真，结果表明，扩充的DRMR协议较好地保证了在高负载下的服务质量．     

基于热点簇的Ad hoc网络拥塞回避算法

Adhoc网络由于其节点具有随机移动性和分布密度不均匀的特征,容易引起网络局部的拥塞,但目前常用的Adhoc网络路由算法大多不具有拥塞响应机制。基于簇的网络结构易于实现对网络及节点的管理,论文定义热点簇,并提出基于热点簇的拥塞回避算法(CMHA),能实现对拥塞的快速响应,达到防止拥塞加剧的目的。算法利用多个节点的状态参数(如MAC延迟,或者缓冲区占有量)判断拥塞,并快速找到一条新的路径避开拥塞区域以降低拥塞区域负载。仿真结果表明此算法满足Adhoc网络中分级结构的要求,明显改善端到端的投递率,节省了能量,保证了服务质量。