一种基于选择式ARQ协议的自适应反馈方案

自动重传请求(ARQ)协议对于保证通信网络的可靠传输起着关键性作用.无差错反馈环境下基于ARQ协议的网络传输性能已经得到广泛研究,但是实际环境中反馈信道不可避免的存在一定程度的干扰,尤其是无线通信环境.本文提出了一种在反馈信道不可靠状态下的自适应反馈方案,通过记录接收数据包个数自适应调整反馈周期、根据接收状态封装不同格式的应答包、简单预测反馈信道质量状况后采用发送应答包不同次数的方法,有效地保证了反馈信息的可靠性,避免了不必要的重传.对协议性能的理论分析和仿真结果表明,在一定的传输条件下自适应反馈方案能够获得较高的系统吞吐量.     

无线传感器网络中ARQ协议能量有效性分析

综合无线传感器网络节点电路能耗和信道传输能耗,建立了ARQ协议传输每比特负载数据的等效能耗数学模型和以链路最低能耗为有效性优化目标,通过MATLAB仿真计算,分析研究了高斯白噪声信道条件下,ARQ协议的能耗与传输帧长和误帧率的关系以及一定范围内电路参数对能耗性能的影响,讨论了最低能耗状态下的最佳帧长和最佳误帧率。     

基于GOP取帧和跳数的自适应协作ARQ

为给多媒体数据传输提供有效QoS保障,提出一种适用于无线多媒体传感器网络数据传输的自适应协作ARQ机制。采用跨层设计的方法,分析ARQ机制协作传输跳数与能效的规律,根据节点间通信距离自适应选取最优协作传输跳数,结合数据帧跳数,自适应调整最大重传次数,根据快进快退码率基于帧间依赖关系进行GOP取帧。分析结果表明,该机制在丢包率和端到端平均时延方面与传统ARQ相比具有较优的性能,能有效提高无线多媒体传感器网络通信的可靠性和实时性。     

无线网络中自适应调制编码联合ARQ的性能分析

自适应调制编码(AMC)利用无线信道衰落的特点,灵活调整发射速率,能有效提高带宽资源的利用率.自动要求重传(ARQ)利用错误重传来提高传输的可靠性.对自适应调制编码联合自动要求重传这一典型跨层设计问题进行了性能分析,分析了队头分组的发送过程,数学推导了队头分组的传输时间及其概率分布和平均传输时间.最后,研究了平均信噪比和多普勒频率对传输时间的影响.     

卫星链路上的SR协议性能分析

选择重传ARQ协议兼顾了停等ARQ协议可靠性高、退后N ARQ协议传输能力强、应用广泛的优势.传统的选择重传ARQ协议模型没有考虑窗口大小对协议性能的影响,导致选择重传ARQ协议模型分析能力不足.为此,通过对选择重传ARQ协议的运行进行分析,建立了与选择重传ARQ协议运行一致的数学模型,并通过仿真验证了所建模型的合理性...     

衰落信道下部分窗口多拒绝选择重传协议下的性能分析

在自适应调制和功率控制下研究了部分窗口多拒绝选择重传协议下的性能，并推导出吞吐量跟自适应调制关系的一般表达式，从理论分析和数值计算的结果都表明，结合自适应调制的ARQ系统可以对抗衰落，功率控制可以动态跟踪无线环境变化并克服由于信道环境时变造成的功率控制失误问题，降低干扰信号强度，提高能量效率和系统容量。     

一种基于网络编码的两用户自适应AF协同ARQ方案

提出了一种基于网络编码的两用户自适应放大前传AF协同ARQ(Automatic Repeat reQuest)方案。该方案选择当前信道条件较好的用户采用网络编码方式进行数据重传,能够在一定概率下节省一个重传时隙,并且能够通过协同选择分集的方式对抗衰落以降低误帧率,从而实现数据吞吐率的提升。仿真结果证明,该方案与非协同ARQ及普通AF协同ARQ相比均能够较大地提高各用户的传输吞吐率。     

混合ARQ机制的性能分析

高速无线数据服务的需求的增长,要求下一代无线网络显著提高其吞吐量。文章研究了自动重发请求(ARQ)机制,来满足这些新的要求。针对基于速率兼容纠错码的速率自适应I类混合ARQ机制和增量冗余重传II类混合ARQ机制,提出了一种系统框架,并对其在无线瑞利衰落信道上的性能进行了分析。数值结果表明,增量冗余重传(IRR)II类HARQ机制与速率自适应(RA)I类HARQ机制相比,有较高的吞吐量,而RAI类HARQ机制的延迟较小。     

一种CDMA2000链路层自适应重传算法

TCP协议应用在3G无线网络中时，其传输性能受到了无线网络物理层帧差错率的严重影响。链路层重传技术可以大大改善TCP数据传输性能因无线信道误码率大而下降的情况。主要研究了CDMA2000中链路层重传技术对无线TCP数据传输的影响，并结合TCP层重传超时机制，提出了一种新的自适应链路层重传算法，提高了TCP在无线链路的数据传输性能。最后对该算法进行仿真，验证了此算法可以显著提高TCP吞吐率。     

一种基于新型RB-HARQ技术的安全传输技术

在物理层安全编码中,将LDPC码和基于可靠度混合自动重传(Reliability-Based Hybrid ARQ,RB-HARQ)技术相结合可以有效地实现安全可靠传输。RB-HARQ技术将译码后的比特后验概率对数似然比作为评价可靠度的标准,利用其自身特性,提出一种根据可靠度门限自适应选择重传比特数目的算法来实现安全可靠传输。针对不同信道情况,利用可靠度门限表达式设置合适的动态门限,根据设置的门限值有效地将所需码字比特挑选出来,反馈给发送端请求重传,弥补了传统RB-HARQ重传比特数目固定且选择方法复杂的缺点。在实际仿真中采用基于误比特率的方法来评估系统的安全可靠性能。仿真结果表明,所提的方法与传统的RB-HARQ技术相比,提高了对信道环境的适应性,进一步增大了系统的安全可靠区间。     

ARM的嵌入式以太网通信分析与实时性改进

为了避免以太网通信中大量短帧数据包引起通信阻塞问题,LwIP 协议栈采用了 Nagle 算法和延迟 ACK 策略提高以太网通信效率.嵌入式以太网通信以短帧数据包为主,Nagle 算法和延迟 ACK 策略大大降低了通信的实时性,这在单向数据传输的应用中尤为明显.本文将 LwIP协议栈中的延迟 ACK定时器独立出来,并提出了一种基于数据统计的自适应延迟 ACK定时算法,该算法可以根据上位机发送数据包的周期自主修改延迟 ACK 定时器周期.最后设计了通信实时性测试实验,证实了延迟 ACK定时周期可以在1 s 左右跟踪上位机的数据发送周期,自适应的定时周期约为发送周期的80%~100%,且通信延迟小于1 ms,该改进在保证 ARM使用效率的前提下提高了以太网通信的实时性.     

基于Vegas协议的包错误检测机制

为解决无线或异质网络中TCP拥塞控制性能不稳定的问题,提出一种基于Vegas协议的包错误检测机制。该机制扩展了TCP Vegas头部选项并允许接收端返回一个发生包错误的特殊ACK给TCP发送端,保留TCP Vegas机制端对端的语义,无须修改基站或中间节点。NS2模拟实验表明,该机制可区分包丢失的原因,能较好避免由包错误产生的超时重传,提高传输性能。     

基于Nak-Only握手协议的WUSB系统的设计

在WUSB系统的设计中,针对ACK等短数据包在物理层是定长数据包时会浪费带宽的问题,提出了一种Nak-Only握手协议,其主要思想是通过一种消极等待机制来代替ACK的传输,从而节省了过长握手包造成的带宽浪费。这种方案在实现中需要WUSB物理层的收发转换延迟具有良好的稳定性,但在收发转换延迟跳动较大的情况下,也可以用发送端缓存3个数据包的方法来避免数据包丢失。通过仿真验证了Nak-Only握手协议会对WUSB带来吞吐率上的提升,效果可以接近物理层支持理想变长数据包时的性能。     

一种基于节能的无线传感器网络MAC协议

无线传感器网络中节点能量十分有限,为了进一步提高能量的利用效率,提出了一种基于节能的改进型媒体接入控制(MediumAccess Control,MAC)协议.该协议结合了BASIC算法与自适应S-MAC协议的优点,采用一种简单易行的算法根据节点实际分布情况调节RTS、CTS、DATA、ACK四种帧的发送功率,从而达到节省能量的目的.协议中采用的自适应侦听机制不仅可以减少数据的传输延迟,而且可以避免由于在S-MAC协议中引入功率控制策略时带来的一些问题.协议与S-MAC算法相比节省了能量,减少了时延,同时并没有降低无线传感器网络的其他性能.     

移动Ad Hoc网络中基于ID的信道预约多址接入协议

为了在移动ad hoc网络中有效利用无线信道资源,提出一种基于ID的信道预约(ID-based channel reservation,简称IDBCR)多址接入协议.该协议在公共信道上发送Request-To-Send/Clear-To-Send(RTS/CTS)分组实现握手,采用基于节点ID的信道选择方案选择无冲突的业务信道传输数据分组,目的节点成功接收完数据分组后在另一个公共信道上回复acknowledgment(ACK)分组,有效避免了暴露终端问题.最后,仿真实现了IDBCR协议,并与CAM-MAC(cooperative asynchronous multi-channel MAC)多信道协议比较.结果表明,在总信道利用率、平均信道利用率和平均分组延迟性能上,IDBCR多址接入协议明显优于CAM-MAC协议.     

ACK报文拥塞对网络性能影响的研究

为了提高网络性能和安全、设计更有效地队列拥塞控制算法,通过研究现有的一些主动队列拥塞控制算法发现:大多数的拥塞控制算法的实现是基于队列长度或平均队列长度,这使得算法在提高网络整体性能上具有局限性。本文在现有的网络队列拥塞控制算法的基础上,将ACK信息确认报文传输状态引入到队列拥塞控制算法研究的系统中,通过仿真实验发现:ACK数据报文的传输状态在很大程度上影响着网络的吞吐量、数据包的传输延迟等。     

无线视频传输中MPEG-4自适应分包算法

MPEG-4视频流在无线信道中传输时，视频数据必须符合一定的结构，以便当信息丢失和比特错误时，能够进行差错控制。将视频净载荷按一定结构进行适当分组的处理称为打包或者分包。该文对分包的理论模型进行了分析，提出了一种兼顾封装效率和图像质量的自适应分包算法，并利用实时传输协议在GPRS无线信道中进行传输，取得了理想的视觉效果。     

适用于异构网络的改进TCP协议研究

在有线网络中,网络丢包主要是网络拥塞造成的,而传统的TCP协议主要是针对有线网络设计的。对于无线网络,链路错误的随机丢包成为其主要的丢包,传统的TCP已不再适用。为了使TCP适用于有线-无线的异构网络中,提出一种改进的TCP协议(命名为TCP-Ackflag)。此协议通过接收端判断分组数据的相对延迟趋势来判断网络拥塞情况,并在接收端反馈给发送端的ACK包中定义一个拥塞标志位。接收端在接收ACK包中,记录这个拥塞标志位。为了使网络能达到最大吞吐量,发送端只有在发现产生网络丢包现象后再立即对记录的拥塞标志位的值进行检测,通过检测到的拥塞标志位的值来判断网络拥塞情况,最终决定是进入网络拥塞处理过程还是简单地快速重传过程,从而保证了有线-无线异构网络的传输性能。仿真结果表明,此方案对网络拥塞判断准确性和灵敏性都有极大提高,并在此基础上保证了网络传输性能。     

一种基于成组确认的滑动窗口协议改进算法

提出了一种基于成组确认的滑动窗口协议改进算法，该算法规定接收方根据发送方要求对一组数据报文进行统一确认。同延迟确认相比，大大减少了ACK数量，并消除了延迟ACK对传输效率的影响。仿真试验结果表明，该算法减少了滑动窗口协议对网络系统的开销要求，并保持了良好的TCP传输效率。     

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.