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.     

基于最优功率控制和马尔可夫链优化的异构无线网络

为了提高异构无线网络的资源利用率以及网络吞吐量,提出一种基于最优功率控制和马尔可夫链优化的异构无线网络,通过建立异构网络模型对异构网络的业务负载情况进行分析,采用有限容量下的最优功率控制方法来使业务能够选择合适的接入网络,并采用基于马尔可夫链来进行网络吞吐量优化,在对不同形式的网络进行速率分配时,采用了多权重优化进行求解最优解,可以降低网络的阻塞情况,提高网络的利用效率.实验仿真结果及分析表明,该算法在提高网络吞吐量、减少网络利用效率上具有较好的效果.     

Ad Hoc无线网络功率控制综述

随着无线通信的日益发展．不需要任何基础设施或集中管理的移动Ad hoc网络正逐渐从军用扩大到民用等诸多领域,如无线办公LAN,家庭设备网络,传感器网络等。灵活方便的无线通信一般由电池供电,但是电池技术的缓慢进步使得电池功率成为移动Ad hoc网络中一种受约束的资源．功率控制问题是一个重要的研完课题。移动Ad hoc网络中功率控制大致可分为三类：传输功率控制、功率路由和低功率模式,本文对此作了总结、阐述。重点是从分层的角度对传输功率控制进行阐述,同时分析了功率控制问题中尚未解决的问题,为进一步的研究提出了新的课题和思路。     

基于功率控制的WSNs跨层方案

无线传感器网络(W SNs)协议设计中既要考虑网络性能,又要考虑能量消耗。由于考虑的因素众多,传统的分层方法通常不能满足多个目标。提出一种基于功率控制的跨层路由方案,基于微经济学中效用的概念,通过对每个链路的功率进行控制,减少不必要发送功率,减少节点之间相互干扰,节省能耗。通过基于效用的路由度量,均衡网络性能,延长网络生存期。     

无线网络中自私功率控制行为研究

在满足网络吞吐量要求的前提下,研究节点的自私功率控制行为对网络性能的影响.针对非相干频移键控调制方式,证明最优传输策略的存在性,提出一个重复的动态博弈.由于链路会将发送功率从干扰较高的时间段移到干扰较低的时间段,该博弈在某些情况下无法收敛,因此引入惩罚函数确保该博弈收敛,并通过模拟实验验证该方法的有效性和正确性.     

无线传感网络中速率效用与链路能耗的联合优化

针对能量受限的无线传感网络,提出了一种基于功率相关链路容量约束的源节点速率效用与链路能耗联合优化模型。针对传统对偶次梯度算法在分布式求解时存在收敛速度慢的缺点,提出了多步加权加速梯度方法,利用过去迭代计算历史信息来加快拉格朗日乘子的更新速率,从而快速取得速率效用与链路能耗的联合优化解。仿真实验表明,所提出的加速梯度方法取得了比对偶次梯度算法更快的收敛性。     

5G全双工D2D通信系统中的最优功率控制方案

作为5G的关键技术,设备直通技术(Device-to-Device Communication,D2D通信)和全双工可以提升5G系统的频谱效益和吞吐量,两者结合可以进一步提升性能增益。但是全双工节点的自干扰和资源复用产生的同频干扰会很大程度影响系统的性能。基于此提出了功率控制方案,通过凸规划的拉格朗日对偶方法得到最优的发射功率,来最大化全双工D2D的链路速率并同时满足蜂窝用户的服务质量(quality-of-service,QoS)需求。通过仿真,观察了相比于半双工D2D,全双工D2D的增益随着蜂窝用户的需求和自干扰消除量变化的影响,并且对比了全双工D2D复用不同数目信道时的性能。     

兴安直流低负荷无功优化功能激活导致直流功率受限分析

对兴安直流低负荷无功优化功能逻辑不够完善之处进行分析,提出预防措施。     

基于网络效用最大化的车联网功率控制算法

针对车联网（IoV）中车流密度增加到一定程度时,即使无线信道中只有信标消息,信道拥塞也会发生的问题,提出一种分布式加权公平功率控制（D-WFPC）算法。首先,考虑车联网的实际信道特性,采用Nakagami-m衰落信道模型建立随机信道模型;然后,考虑车联网中节点的移动性,基于网络效用最大化（NUM）模型建立功率控制优化问题,控制本地信道负载在阈值之下,从而避免拥塞;最后,通过对偶分解和迭代法解决该问题,设计分布式算法,每辆车根据周围环境的邻居车辆的信标消息,动态调整发射功率。仿真实验中,与固定发射功率方案相比,随着车流密度增大,D-WFPC算法能有效降低时延和丢包率,最高降幅分别达到24%和44%;与公平分布式发射功率拥塞控制（FCCP）算法相比,D-WFPC算法全程性能占优,时延和丢包率的最高降幅分别达到10%和4%。仿真结果表明,D-WFPC算法能快速收敛,保证车联网中消息的低时延、高可靠传输。     

基于功率控制CDMA容量优化的应用

为了克服CDMA系统的远近效应和边缘效应,解决CDMA网络容量受限的问题,采用了功率控制技术,对前向链路减小基站发射功率,对反向链路调整移动台发射功率,降低系统内的干扰水平,满足用户QoS要求,有效提高CDMA系统容量。理论阐述了功率控制技术与CDMA系统容量的关系,从系统载扰比分析入手验证了功率控制对CDMA系统容量的影响,得到了基于功率控制技术两种容量优化方法即远近控制和C/I控制。实际案例仿真结果表明,通过优化功率控制参数的方法能够有效地提升CDMA系统的容量,促使CDMA网络软容量达到最佳,为CDMA网络优化人员提供可以借鉴的思路和方法。     

无线传感网络中拥塞控制与路由的跨层设计:分布式牛顿法

无线传感网络应用广泛, 其性能与路由选择和拥塞控制密切相关. 致力于拥塞控制与多径路由的跨层优化, 以实现在链路容量受限和节点能量受限情况下的无线传感网络效用最大化. 针对对偶次梯度算法具有收敛速度慢与信息交互量大等缺陷, 设计了具有二阶收敛性能的分布式牛顿算法来实现网络效用最大化. 通过矩阵分裂技术, 实现了只需单跳信息交互的牛顿对偶方向的分布式求解方法. 仿真结果表明, 分布式牛顿算法的收敛性能显著优于对偶次梯度算法.     

无线数据网络中基于博弈论方法的功率控制

功率控制是第3代移动通信网络中无线资源管理的一项关键技术,传统的功率控制主要考虑移动通信系统中的话音业务,设计了一个新的基于定价的效用函数,采用了博弈论的分析方法,提出了一个适用于无线数据网络的功率控制框架．证明了非合作功率控制博弈中存在惟一的纳什均衡,设计了一个分布的功率控制算法并证明了算法的收敛性．通过数值仿真来验证算法的性能,讨论了各个用户的传输特性和效用函数中定价因子对系统性能的影响,仿真结果表明用户可以用较低的传输功率获得较高的效用,算法具有较好的收敛性能。     

动态速率映射及其在无线数据传输中的性能研究

为在不同快衰条件下获得相同的编码器分组目标差错率,固定的信道质量与数据速率之间映射方式将不能在时分的无线数据传输中很好地工作。动态速率映射是一种简单而直接的解决方案来适应衰落的变化。外环速率控制是动态速率映射的一种方法,该文对其通过cdma20001xEV-DV无线通信系统前向链路系统级仿真进行了研究。结果显示,合理参数配置时外环速率控制对数据业务在满足一定公平度条件下,获得了总体上比固定速率映射更好的系统吞吐量和时延性能。此外,由于外环速率控制无需进行查表和信道质量估计,因此实现更为简单。     

无线传感网中混合业务下的触发式流控制算法

无线传感器网络中,节点所具有的能量和通信能力等都十分有限,如何设计有效的协议及算法,利用有限的资源高效地完成诸多任务,成为无线传感器网络设计所面临的一大挑战.考虑接收容量模型,研究了无线传感器网络在节点接收容量和能量联合受限情况下,面向混合业务时的效用公平流控制问题,并针对传统对偶分解算法存在着收敛速度慢、步长不易调节、通信负荷大等缺陷,进一步提出了基于事件触发的分布式求解算法.理论分析与仿真验证均表明:使用事件触发算法时,传感节点的平均广播周期比使用对偶分解算法时大很多,大幅度降低了无线传感器网络节点间的通信量,减少了网络的通信开销.仿真结果显示:与对偶分解算法相比,分布式事件触发算法具有收敛速度快、对网络规模扩展的适应性强等优势;与传统的速率公平流控制机制相比,所提的效用公平流控制模型能够更加适应弹性与非弹性业务共存的网络场景.     

无线通讯网络功率和流量的预联合控制

To mitigate the loop delay in distributed wireless networks,a predictive power and rate control scheme is pro- posed for the system model that also accounts for the conges- tion levels and input delay instead of state-delayed in a network. A measurement feedback control problem with input delay is formulated by minimizing the energy of the difference between the actual and the desired signal-to-interference-plus-noise ratio (SNR)levels,as well as the energy of the control sequence.To solve this problem,we present two Riccati equations for the con- trol and the estimation for the time delay systems.A complete analytical optimal controller is obtained by using the separation principle and solving two Riccati equations,where one is back- ward equation for stochastic linear quadratic regulation and the other is the standard filtering Riccati equation.Simulation re- sults illustrate the performance of the proposed power and the rate control scheme.     

无线通讯网络功率和流量的预联合控制

To mitigate the loop delay in distributed wireless networks, a predictive power and rate control scheme is proposed for the system model that also accounts for the congestion levels and input delay instead of state-delayed in a network. A measurement feedback control problem with input delay is formulated by minimizing the energy of the difference between the actual and the desired signal-to-interference-plus-noise ratio (SNR) levels, as well as the energy of the control sequence. To solve this problem, we present two Riccati equations for the control and the estimation for the time delay systems. A complete analytical optimal controller is obtained by using the separation principle and solving two Riccati equations, where one is backward equation for stochastic linear quadratic regulation and the other is the standard filtering Riccati equation. Simulation results illustrate the performance of the proposed power and the rate control scheme.     

无线传感器网络数据收集研究进展

在无线传感器网络中,数据收集技术至关重要.在归纳无线传感器网络数据收集技术研究进展的基础上,分析了近年来该领域具有代表性的数据收集算法,以网络结构、流量优化和移动性为依据分为三大类,并分别指出了这些算法的特点和适用情况,最后总结了数据收集算法未来的研究策略和发展趋势.     

视频实时传输中的速率控制研究

视频在互联网上的实时传输常因其要求高带宽、低延迟而造成网络拥塞。传统TCP基于窗口的拥塞控制已经不适用于实时传输中的拥塞控制,该文讨论了基于速率的网络拥塞控制方法,它采用自适应码率和分层的视频编码技术,详细说明了基于源端和收端的各种速率控制方法。     

分组网上多媒体实时业务双时间尺度速率控制算法

By taking into account the self-similarity nature of video traffic, in this paper we propose a receiver-driven double time-scale rate control (DTSRC)algorithm for multimedia real-time applications based on direct bandwidth estimation, rather than on loss rate or delay time of packets. In this algorithm, the data rate is considered not significantly varying in a long time scale, and the actual rate is estimated in a short time scale. If the sending rate falls outside the estimated rate range, the receiver notifies the transmitter to change its rate and the adaptive QoS control is achieved. Simulation results show that by using this algorithm the network bandwidth is utilized sufficiently, and the packet loss rate is quite low.