移动无线信道仿真分析

移动无线信道的传输特性对移动通信质量有着至关重要的影响,然而无线电波的传播特性一般都很差,而且不同用户的传播信号还会互相干扰,即造成码间干扰(ISI),因而对于无线信道特性进行仿真显得很必要,尤其是其中的多径衰落仿真,既是重点又是难点.根据无线信道的随机特性以及多普勒频移效应,建立移动无线通信多径衰落的数学模型,并采用Matlab对模型进行仿真,以此讨论其传输特性.通过仿真,结果表明:信道衰落对无线通信质量影响十分严重,通信系统性能明显下降,在实际中应设法尽可能消除它.     

网络无线 需求有限

无线网络的迅猛发展，进一步提升了人们工作和生活的效率和质量。为此，无线网络的发展前景，又为网络市场的发展拓展了无限的应用空间。     

面向最小延迟的无线mesh网络时隙分配问题研究

在基于IEEE802.15.4的工业无线传感器网络中,通过时分复用技术来实现节点间并行通信,以提高网络的吞吐量.通常,网络中的管理器根据全网拓扑对网络中的每个连接分配一个超帧中相应的时隙.不同的时隙分配方案中,连接在超帧中活动的顺序也不同,对网络性能的影响也不同.本文研究了不同时隙分配方案在网络吞吐量和数据延迟方面对网络的影响,定性分析了时隙分配方案与数据延迟的关系,并根据mesh结构的特点提出一种使用粒子群优化的算法,用于在网络管理器上对时隙分配进行优化,使得数据延迟最小化,以满足工业无线网络实时性应用的要求.     

高带宽延迟网络中的拥塞控制

本文针对传统TCP协议及其改进协议在多瓶颈路由器网络拓扑环境下的传输效率、稳定性和收敛性特别差的问题,提出了一种显式反馈拥塞控制ARROW TCP协议。理论分析和使用NS2仿真实验表明,协议在多瓶颈路由器和Web流网络环境中具有很强的稳定性,能够在常数时间内收敛到高效率传输和公平共享网络资源的性能状态,其稳定性要胜于XCP、RCP等其他分布式拥塞控制协议。     

无线多跳网络中吞吐量优化的多播路由算法研究

现有网络中提高多播吞吐量的算法通常是以提高链路速率为目的,但单纯地提高链路速率而忽略多播树的度也限制了多播吞吐量的提高。主要研究了多跳无线网络中多播吞吐量最优化问题,深入分析了无线多跳网络特点,并在综合考虑链路速率和多播树度对多播吞吐量影响的基础上,提出了应用于节点发射功率相同环境下的UUP_MTOA算法和应用于节点发射功率不同环境下的UNP_MTOA算法。通过仿真实验与同类近似最优化算法相比,UUP_MTOA算法和UNP_MTOA算法能够获得更高的吞吐量,更适应于多跳无线网络环境。     

延迟容忍移动无线传感器网络路由分析

延迟容忍移动无线传感器网络DTMSN（Delay Tolerant Mobile Sensor Networks）用于广泛数据收集,传统传感器网络的数据收集方法在DTMSN中并不适用。为此研究了DTMSN的特性,分析了目前常用的几种DTMSN路由算法的特点,并通过详细的仿真实验给出了这几种算法的性能指标,如数据的平均传输成功率,传输能耗、传输延迟及网络寿命。     

无线多跳网络性能与安全性测试平台

无线多跳网络的分布式工作特点和无线传播介质的特性导致其面临着严峻的性能和安全性挑战,而为弥补以往研究过分依赖仿真分析的不足,基于路由代数与统一路由模型,设计并实现了多种设备的试验测试平台（testbed for high‐level analysis of wireless ad‐hoc routing design ,TH‐award）。该平台采用模块化架构设计了协议库、参数库和测试库,便于用户扩展无线路由协议,有效实现在同一平台上对协议性能与安全性的综合测试,保证了测试平台的可扩展性与兼容性;能以仿真、测试、试验等不同应用模式实现其测试功能,具有良好的适用性与开放性;平台具有分布式管理架构、路由测试引擎等相关设计,能有效实现配置管理、运行分析的自动化,具有很高的可管理性。基于该平台,实现了多种路由协议的快速设置与部署,基于多种场景测试验证了平台的有效性,该平台为研究各种无线路由协议的性能及安全性提供了一种重要手段。     

无线多跳网络运用MIMO技术性能研究

运用图论和矩阵表示网络拓扑,探讨了无线多跳网络分别采用MIMO（多输入多输出）技术和SISO（单输入单输出）技术时网络在鲁棒性、平均路径长度、簇的数目及最大簇中节点数等方面的性能。仿真结果显示发送功率相同的条件下采用MIMO技术时网络在以上方面的性能优于采用SISO技术时的性能。     

基于无线传感器网络的地铁通信传输延迟优化方法

网络数据传输过程中传输节点耗能过大、传输数据量过多,导致信息传输不分主次造成网络拥堵,会造成地铁通信传输存在不同程度的延迟问题。针对这一问题,提出基于无线传感器网络的地铁通信传输延迟优化方法。采用受控自回归积分滑动平均模型预测分析通信状态,分辨出高质量信息并对其调度传输,同时通过传输数据模型选取节点最优的参数,控制传输节点能耗,配置网络并生成多个区群结构,结合传输节点能量消耗控制参数调节数据压缩率,实现传输延时优化。仿真结果表明,所提方法发送和接收延迟小,能够有效减少网络拥堵现象,且降低数据丢失问题,保持传输信息精准,适用性较强。     

混合无线网络容量及延迟性能的研究

混合无线网络是在Ad hoc网络中添加基站的新型网络模型，其容量是评估网络性能的重要参数。本文研究了混合无线网络的容量问题。首先建立了谊网络的网络模型，在考虑延迟时间的基础上提出一种新的路由策略，一定程度地保证了数据传输的实时性。在此基础上运用图论中数学计算的方法推导了混合无线网络容量数学期望的分析表达式，这是本文的重要结论，对于未来混合无线网络的设计与分析都具有指导意义。     

End-to-end delay estimation for multi-hop wireless networks with random access policy

End-to-end delay analysis is an important element of network performance analysis in multi-hop wireless networks.In this paper,we propose an analytical model for estimating the end-to-end delay performance of wireless networks employing a random access policy for managing node’transmissions on shared channels with time-varying capacity.To obtain the closed form expression,a new concept of residual effective capacity is presented using the definitions of effective bandwidth theory and effective capacity theory.This allows us to calculate the cumulative distribution function of the queuing delay.Based on this concept,we derive a formula to calculate the average end-to-end delay for multi-hop wireless networks,with the result including the effect of a random access protocol,which has not previously been considered.Finally,we validate our analysis through simulations and provide an example application for our results.     

无线网络中的多跳协作机制*

现有的协作机制过度地依赖于信道状态信息,而无线信道状态瞬时变化,使得信道状态信息在实践中很难获取。提出一种新的多跳协作机制,该机制不依赖信道状态信息,而是充分利用无线网络的广播特性,使得系统中的节点缓存其前面节点发送的信号,并对接收到的信号进行最大比合并,恢复原信号再转发。通过理论分析以及仿真分析验证所提方案的可行性和有效性,并与多跳非协作机制进行比较,仿真结果表明,多跳协作机制可以获得额外的分集增益,有效地提高了交付率以及增大系统中的端到端的平均吞吐量。     

Model-based approach for available bandwidth prediction in multi-hop wireless networks

We present a complete and practical analytical model for the IEEE 802.11-based multi-hop wireless networks.The features of our model are that it first takes into account the realistic problems both from the physical and MAC (Media Access Control) layers in multi-hop wireless networks,including packet collisions,neighboring interference,hidden node problems,capture effects,non-ideal channels,non-saturated situations and multi-rate sending scenarios,which makes the analytical results more accurate.Second,it r...     

多跳无线网络中基于模型的可用带宽预测

文中首先针对基于IEEE802.11协议的多跳无线网络,建立了一个更完整、实用的分析模型.相对于以往的工作,该模型具有3个突出特点:(i)它从物理层和MAC层上考虑了多跳无线网络中更真实的情况,包括节点周围的干扰、隐藏节点问题、捕获效应、真实的信道环境、非饱和节点以及多速率发送等,从而使得基于该模型的分析结果更准确;(ii)它将网络中业务的带宽需求映射到了模型的参数中,从而可以方便地对带宽敏感业务进行建模分析;(iii)它可以预测性地分析当某一特定带宽的业务进入网络后网络性能的表现.然后,基于该模型提出和验证了端到端可用带宽预测的迭代算法.该算法可以预测新业务进入网络后,一些对可用带宽估计起关键作用的网络参数的变化,因而可以获得更准确的可用带宽信息.该迭代算法收敛速度快且易于实现,具有很好的应用前景.     

无线多跳网络GeoGRID协议研究

Geocast是一种基于方向性投递的无线多播路由协议,能够减少冗余数据包,缩短多播时延。现有Geocast协议并不适用于稀疏网络环境,存在时延较大、数据冗余较高等缺陷。为了提高GeoGRID协议在稀疏网络中的性能,提出了GeoGRID-LBM和A-GeoGRID两种新型协议,利用网关节点掌握两跳网关节点邻居的信息,减少信道竞争和数据包碰撞概率,仿真实验表明,这两种改进型GeoGRID能够将数据端到端时延减少14%,降低冗余数据包数量达26%。     

基于网络编码的无线多跳网络生存时间优化研究

在能量有限的无线网络中,网络生存时间往往需要尽量延长.针对网络生存时间优化问题,综合考虑了随机拓扑环境中的无网络编码场景、双向网络编码场景和侦听网络编码场景,结合功率控制模型、数据流个数、业务需求分布和每个节点的初始能量,使用内点方法对这些场景下的网络生存时间进行评估和优化.仿真结果说明了在弱功控情况下,网络编码可提高生存时间增益,该增益和计算开销都随数据流个数的增加而增加,而业务需求分布和节点初始能量对生存时间性能影响可忽略,另外也说明了双向网络编码对生存时间的改进性能与侦听网络编码相似,而计算开销更低.     

无线多跳网QoS性能统计性边界的研究

为保证无线多跳网的服务质量（QoS）,需要求解其性能边界。基于统计型流量包络建立了无线多跳网的数据流传输模型,在此模型的基础上利用统计网络演算理论推导了无线多跳网单节点的时延统计性边界、端到端的时延统计性边界以及端到端数据积压统计性边界。仿真实验结果表明,不同数据流的测量值都在数值计算的边界范围之内,表明基于统计网络演算理论的无线多跳网QoS边界模型具有较好的性能。     

无线多跳传感器网络中一种自适应分簇策略

以无线多跳传感器网络中的能量消耗模型为基础,提出一种能量均衡分簇策略.该策略利用几何规划原理,通过节点的能量水平和距离向量来调节其成为簇头的概率,并进一步调节簇的大小.仿真结果表明,与HEED(hybrid,energy-efficient,distributed clustering approach)协议相比,该策略使网络的生命周期和稳定周期分别提高了21%和40%以上.     

无线传感器网络中多跳时间同步算法的研究

提出了一种基于簇型的多跳时间同步算法——CBTS。利用Leach算法将网络划分成不同的簇,在此基础上把节点间的时间同步分为水平同步和垂直同步两个阶段来完成。在水平同步阶段,通过构建基站与簇头节点的层次拓扑结构,采用双向消息交换同步机制来完成簇头节点与基站的时间同步。在垂直同步阶段,采用双向消息交换和参考广播相结合的同步机制,来完成簇头节点和簇成员之间的时间同步,并利用最小方差线性拟合的方法估计了节点的时钟偏差,提高了时钟同步的精度,最终实现了整个网络节点的时间同步。经过仿真测试,证明该算法具有较低的消息交换开销和不错的同步精度。     

无线多跳网络视频流的联合源编码优化算法

由于网络媒体的共享性和不可靠性,对无线多跳网络中视频流的支持面临更大的技术挑战.研究了视频流优化问题并提出了一种联合源网络编码机制.该机制将视频流的源分段,并分为不同的世代,以达到视频流质量的最大化.算法首先分析世代规模对网络性能如源速率、编码效率和解码延时的影响,然后为了使源速率较大,在源端产生较多数据分组,并设计一种联合网络编码机制确定各个中间节点发送到网络中分组的最佳数量,使视频流的质量达到最高.仿真实验结果表明,在世代规模合适的情况下,使用所提联合源编码机制可以增强无线多跳网络视频流的性能.