基于稀疏特征的备份数据传输路径自适应规划仿真

以网络信道通信能力为依据,进行备份数据传输路径规划时,盲信道估计过程的丢包率较高。由此,提出基于稀疏特征的备份数据传输路径自适应规划仿真。深入分析备份数据传输流程,建立数据路径传输模型,依托于标准LMS滤波器,结合稀疏特征提取结果,设计数据传输网络信道估计算法,了解不同网络信道通信能力。根据通信干扰图计算每个信道的干扰情况,生成无干扰信道分配机制,通过逆向搜索的方式,获取备份数据传输路径自适应规划结果。仿真实验结果表明：所提方法与应用后,规划路径的网络平均丢包率降低了21.94%、17.98%,更好地保证了备份数据完整性。     

基于NS2的无线地下传感器网络信道模型的扩展与实现

 无线地下传感器网络作为一个全新的研究领域,它的大多数研究还在理论阶段。建立一个更接近真实地下环境的仿真平台,可以减少部署实验所耗费的资源。本文以现有的双径模型叠加多径瑞利衰落的地下信道模型为基础,建立考虑电磁传播信号所有成分的地下信道模型,同时增加地下-地上信道模型以及地上-地下信道模型,在NS2上进行仿真实现。在实现的平台上进行仿真,分析了吞吐率和丢包率这2个性能指标在不同通信距离的变化规律。仿真结果表明,所采用的模型能很好地反映地下通信情况,验证了模型用于地下环境仿真的可行性,为无线地下网络的学习和研究提供了参考及工具。     

基于隐藏终端的时隙802.15.4网络吞吐量研究

为了提高802.15.4网络吞吐量性能,设计了一种改进的节点状态转换过程,提出了一种考虑隐藏终端问题和重传的节点接入信道模型,并对模型进行分析计算。基于计算结果和信道状态模型分析,对考虑隐藏终端问题的数据碰撞概率、丢包率和网络吞吐量进行推导。最后研究了数据包到达率、退避指数和隐藏终端对网络吞吐量性能的影响。实验表明,模型较好地描述了节点接入信道过程,能够对网络吞吐量进行精准的动态分析。实验结果表明,与无重传机制的802.15.4网络相比,网络吞吐量增加了83.9%左右。与部分条件休眠的方法比较,网络吞吐量平均增加了13.3%,提出的模型能够有效提升网络吞吐量性能。     

面向无线传感器网络的无线携能通信研究

能量受限是无线传感器网络应用的瓶颈问题,为了使无线传感器网络获得稳定持续的能量来源,提出将无线携能通信（ SWIPT）技术应用到无线传感器网络中。基于时分多址（ TDMA）的通信方式建立了适应于无线传感器网络的无线携能通信系统新优化模型。通过凸优化问题的求解得到该优化模型的最优分配策略。利用仿真实验对无线携能通信在无线传感器网络中应用的可行性进行了分析,对方法的有效性进行了验证。     

光突发交换中基于突发包计算权值的数据信道调度

对光突发交换网络中传统的数据信道调度算法进行了分析。针对其不足之处进行了改进,提出了一种基于突发包计算权值的最小时隙数据信道调度算法。从理论上分析了该算法的优越性,并通过实验仿真对算法的性能进行验证。采用理论估计和现实仿真运算相结合的方法对其分析误差。结果表明该算法在信道利用率、降低突发的丢包率、减小网络的拥塞等方面比传统的数据信道调度算法有了较大的提高。     

一种无线传感器网络链路调度模型与算法

研究无线传感器网络最小空间重用链路调度（MSRLS）模型,提出一种求解一般网络下MSRLS问题的分步式近似算法MSRLS-D。该算法同时考虑无线传感器网络带宽需求分布和通信过程中的无线信道干扰,更适用于真实网络。通过理论分析和仿真实验,对该算法的性能进行论证和比较。     

WSN跟踪中基于链路质量的动态簇簇内通信机制

短距离低功耗的无线传感器网络的链路往往采用理想的通断模型,未考虑实际的链路质量问题。真实的无线传输区域中存在连接区,过渡区和非连接区。针对实际的工程环境,提出了一种应用于目标跟踪的基于链路质量的动态簇簇内通信机制。该机制在竞选簇头时把衡量链路质量的指标LQI(Link Quality Indication)也作为考虑因素。在簇成员与簇头通信时,采用了多跳可靠通信方式。利用MATLAB对该机制进行了仿真。仿真结果表明,该机制降低了网络平均丢包率,减少了网络能量消耗,降低了网络时延。     

基于NS2的水声通信信道的扩展与仿真

研究水下信道通信优化问题,由于水下传感器网络在海洋数据采集有广泛的应用。水声信道具有高延迟、低带宽等复杂特点,影响信道通信质量。传统信道模型对网络仿真的效果比较差。为解决上述问题,对水声信道进行了建模,考虑了实际环境中各类噪声以及水温、盐度等因素对声信号传播的影响,并结合NS2进行了水声通信信道的扩展,最后在水声通信信道的基础上建立了一个多节点环境,对水声信道模型与实际水下环境的相似程度采用上述模型进行了仿真。仿真结果验证了信道模型的合理性,并反映出了水下环境中网络通信效果良好。     

无线簇树网下的GTS时隙调度算法

研究了无线传感器网络簇树结构下的超帧调度机制,针对无线簇树网络中的通信冲突和暴露节点问题展开研究,提出了一套分析理论和判定准则,并在此基础上给出了一种基于区分服务的GTS统筹调度算法。利用NS2软件进行仿真实验,结果表明：算法能够充分利用信道,合理分配时隙,避免不必要的通信冲突,在提高吞吐率、减少丢包率和稳定网络时延方面都具有明显的效果。     

工业无线网络Krylov子空间估计与动态信道选择

在工业无线传感网络中,信道性能要进行估计,工作信道要进行选择,以保证通信的可靠性。以分析工业环境噪声为基础,建立Krylov子空间频率选择接收信道模型,并分析信道中接收信号的时空性能。根据信道估计分析,提出使用时延判断信道的优劣的动态信道选择方法。实验数据表明,该方法能提高有效通讯距离2 m左右,减少丢包率30%以上。     

基于扰动特征分解和前馈调制的网络波动跳变信号抑制算法

在网络切换和数据通信中,会产生一种网络波动下的时频跳变谐振信号,需要对这种网络波动跳变信号进行抑制,以提高网络稳定性。提出一种基于扰动特征分解和前馈调制的网络波动跳变信号抑制算法,构建网络波动跳变信号谐振数学模型,采用射线模型对网络跳变单频脉冲中的波动信号进行传播损失估计,基于多普勒频移算法提取扰动特征,利用混响慢变包络切片把波动跳变信号的能量聚集在扰动方向,在希尔伯特空间上对网络波动跳变信号进行扰动特征分解。设计前馈调制滤波器,实现对网络波跳变信号的前馈调制抑制。仿真结果表明,该算法能有效抑制网络波动跳变中的谐振信号,避免了信息损失,数据传输丢包率得到降低,实时性好,解决了大规模混合组网中启动滞后、服务器负载、颤抖等问题。     

Application-driven,energy-efficient communication in wireless sensor networks

Several sensor network applications based on data diffusion and data management can determine the communication transfer rate between two sensors beforehand. In this framework, we consider the problem of energy efficient communication among nodes of a wireless sensor network and propose an application-driven approach that minimizes radio activity intervals and prolongs network lifetime. On the basis of possible communication delays we estimate packet arrival intervals at any intermediate hop of a fixed-rate data path. We study a generic strategy of radio activity minimization wherein each node maintains the radio switched on just in the expected packet arrival intervals and guarantees low communication latency. We define a probabilistic model that allows the evaluation of the packet loss probability that results from the reduced radio activity. The model can be used to optimally choose the radio activity intervals that achieve a certain probability of successful packet delivery for a specific radio activity strategy. Relying on the probabilistic model we also define a cost model that estimates the energy consumption of the proposed strategies, under specific settings. We propose three specific strategies and numerically evaluate the associated costs. We finally validate our work with a simulation made with TOSSIM (the Berkeley motes’ simulator). The simulation results confirm the validity of the approach and the accuracy of the analytic models.     

流星余迹通信网络的路由算法

流星余迹通信是一种重要的应急通信方式。其通信网络具有传输延时长和链路间歇中断的特点,适用于这种特殊网络的路由算法具有明显的针对性,有待深入研究。文中在研究流星余迹网络拓扑结构的基础上,基于OPNET仿真软件构建流星余迹组网模型,结合适用于DTN(Delay Tolerant Network)网络的ED(Earliest Delivery)算法和EDLQ(Earliest Delivery with Local Queue)算法的特点,分析通信时延模型,提出一种改进的OED(Optimistic Earliest Delivery)算法。基于已建立的模型对数据传输成功率和网络吞吐量进行仿真。仿真结果表明,OED算法在组网网络的数据吞吐量和数据传输成功率方面优于ED算法和EDLQ算法,能够避免因队列溢出导致的数据包丢失;通过增大节点容量,OED算法的数据通过率相对于ED算法和EDLQ算法分别提升了20%和8%;路由算法的选择不影响流星余迹节点间链路的平均持续时间和平均中断等待时间。OED算法在流星余迹网络中具有较强的适应性,能够为流星余迹组网的建设提供参考。     

基于Gilbert模型的网络丢包仿真

丢包问题是网络应用研究中重点关注的问题,但目前缺少一种科学有效的方法来验证各种丢包解决方案的有效性。该文在Gilbert丢 包模型基础上建立了一个丢包仿真系统,使之成为一个验证各种丢包解决方案的仿真平台,利用该系统对一些丢包解决方案进行了计算机仿 真实验,并取得了很好的效果。     

基于平均变化率和空闲长度的丢包概率模型

针对RED队列丢包概率模型在计算丢包概率时精确性不足且未考虑网络流量的自相似性问题,提出了基于数据包入队速率平均变化率和队列空闲长度的队列丢包概率模型（DRED）,给出了相应的实现算法。DRED将网络流量状态引入到丢包概率的计算过程中,丢包概率随着网络流量状态的变化而变化,克服了RED队列丢包概率模型在平均队列长度大于队列最大阈值小于队列最大长度时直接将到达的数据包全部丢弃的弊端。实验结果表明,与RED相比,DRED丢包概率的计算更加精确,丢包率有所降低,吞吐量相对提高,端到端时延虽稍有增大,但时延抖动较小,网络的整体性能有一定提高。     

基于改进Dijkstra算法的配用电通信网流量调度策略

针对配用电通信网中数据汇聚易产生拥塞的问题,提出了一种复合边权值流量调度路由算法。首先,依据跳数建立节点分层模型;然后,划分配用电业务优先级和节点拥塞等级;最后,以跳数、流量负载率和链路利用率为综合指标计算边权值,对需要流量调度的节点根据改进的Dijkstra算法进行路由选择,同时对重度拥塞节点按照配用电业务优先级进行调度。与最短路径（SPF）算法和贪婪背压算法（GBRA）相比,在数据生成率为80 kb/s时,所提算法紧急型业务丢包率分别减少了81.3%和67.7%,关键型业务丢包率分别减少了79%和63.8%。仿真结果表明,所提算法能有效缓解网络拥塞,提高网络有效吞吐量,降低网络端到端时延和高优先级业务的丢包率。     

改进的实时流媒体中流量自适应控制机制

为了提高实时多媒体通信的服务质量,在综合考虑网络延迟和网络抖动对实时流媒体的影响下,定义了基于RTT的综合标志量。在此基础上,提出了一种改进的实时流量自适应控制机制。仿真结果表明,与基于丢包率和仅考虑延迟的RTT算法相比,该机制有效提高了数据流的平稳性和带宽的利用率,有更高的自适应性。     

基于模型预测控制的网络控制系统设计

网络随机时延和数据包丢失问题,直接影响了网络控制系统的性能指标.针对上述问题,提出了一种基于模型预测控制的网络控制设计方法,根据网络数据传递次序重新设计了DMC的控制时序,使其更适用于网络环境下的实时控制.仿真结果表明了该方法的有效性.