基于无线网络编码的速率自适应协作MAC协议

传统无线网络编码协议在单播传输模式中较少考虑速率自适应对网络性能的改善作用,而利用RTS/CTS握手信号进行信道估计的速率自适应机制则存在开销大、网络吞吐性能差等缺陷。为此,提出一种基于网络编码的速率自适应协作介质访问控制协议RACNC。该协议使用网络编码模型和基于ACK帧的速率自适应机制,当源节点传输的原始数据帧未被成功接收时,选取中继节点对原始数据帧进行编码处理,然后转发编码数据帧,在保证数据帧可靠传输的同时减少其在网络上的传输次数。同时利用改进的ACK帧进行速率反馈,避免在估计信道质量时发送多余的RTS/CTS控制帧。仿真结果表明,与基于网络编码的NCAC-WTC协议相比,RACNC协议可有效减小平均端到端时延,提高网络吞吐量。     

联合动态聚合帧长机制的速率自适应算法

在IEEE 802.11n协议中引入帧聚合机制能够提高无线局域网MAC层的效率,但会增加速率自适应算法对信道变化的反应时间,降低网络吞吐量。针对该问题,提出一种改进的速率自适应算法JodaRA。引入权重思想统计聚合帧的发送情况,设计基于子帧丢失加权和的速率选择方案。采取混合型速率选择策略,利用发送端的RSSI与接收端的传感器信息进行链路状态感知,根据链路状态选取合适的速率选择方案并动态设定聚合帧的最大长度,以提高算法的实时性与准确性。仿真结果表明,在不同的节点移动状态下,与RRAA、MinstrelHT和SampleLite 3种算法相比,JodaRA算法的平均UDP吞吐量分别提高90%、57%和22%。     

基于802.11的多信道MAC协议性能分析

为了改善无线网络中信道带宽的利用率,提高网络的吞吐量性能,已有研究提出了采用多信道MAC协议的方法,将单个信道分割成控制子信道和数据子信道进行联合使用.针对基于802.11DCF的该类型MAC协议,采用离散Markov链对DCF的退避机制进行建模分析,研究了多信道下两种MAC机制的饱和吞吐量性能与信道带宽分配比例的关系,分析了网络节点数、数据分组大小和DCF竞争窗口等对优化多信道带宽分配的影响,并将多信道MAC机制下的网络性能与单信道MAC机制进行了对比.分析和仿真结果表明,采用优化的信道带宽分配,多信道的MAC机制可以一定程度上提高网络的吞吐量性能.但是,当允许控制帧以最大信道速率传输时,多信道MAC机制吞吐量性能并不比单信道MAC机制好.     

降低控制开销的太赫兹无线个域网双信道MAC协议

针对现有的太赫兹无线个域网双信道媒体访问控制(Medium Access Control, MAC)协议在节点需要双向通信时采用半双工通信方式和对于已通信过的节点再次通信且位置未发生改变时信息控制开销较大而影响网络性能的问题,提出一种低控制开销的太赫兹无线个域网双信道MAC协议(Low Control Overhead dual-channel MAC protocol, LCO-MAC).LCO-MAC协议通过在通信双方节点同时有向对方发送数据的需求时,采用点对点全双工通信机制通过一次信息控制帧的交互完成信道预约和自适应省略允许发送帧/测试帧机制,降低信息交互过程的控制开销,提高吞吐量来提升网络性能.仿真结果表明,与TAB-MAC协议和EF-MAC协议相比,本文所提出的协议信息控制开销降低了至少12.6%、网络吞吐量和信道利用率提升分别不少于11.3%和12%.     

基于加权丢帧率的可调门限速率自适应算法

为了在IEEE 802．11无线网络中根据信道的动态变化恰当地选择传输速率,提出基于加权丢帧率的可调门限速率自适应算法。该机制加权计算丢帧率,自适应调整门限,能克服随机丢帧造成的误判,避免速率频繁波动,使速率选择更准确。仿真结果表明,该机制在Rayleigh信道和Ricean信道中均表现稳定,与其他速率自适应算法相比,吞吐量较优。     

延迟抖动在TFRC拥塞控制策略中的应用

研究在多媒体实时业务中得到广泛应用的基于速率控制的TCP友好性拥塞控制机制TFRC,分析其基本工作流程、吞吐量模型和关键参数的计算。针对实时业务对于网络传输的要求,提出将延迟抖动作为网络拥塞的预警信号应用于TFRC的拥塞控制中,并采用自适应抖动阈值和调整因子来改进TFRC的速率调整机制。仿真实验结果表明,该方法在实时业务的网络传输中能够取得较好的效果,其友好性和平滑性均得到一定程度的改善。     

一种无线传感器网络的拥塞避免机制

针对无线传感器网络(WSN)的拥塞问题,本文提出了一种WSN的拥塞避免机制API_DR.该机制将中间节点和源端相结合,中间节点引入自适应PI主动队列管理算法,以适应WSN的动态环境;源端采用区分丢包的速率调节策略,综合当前拥塞状况和WSN高误码特性调节发送速率,避免源端误启动拥塞控制机制带来的能量消耗和吞吐量的降低.NS2仿真表明,API_DR既能较好地控制队列长度,提高吞吐量和降低丢包率,又能有效地避免拥塞,使源节点发送速率相对稳定.     

WLAN跨层链路自适应机制

针对IEEE 802.11无线局域网（WLAN）标准并没有给出速率自适应机制的问题,提出了联合物理层与MAC层的跨层链路自适应机制CLLA。该机制在考虑信道干扰、区分碰撞丢失和噪声干扰丢失的前提下,分别对物理层和MAC层进行了数学描述,建立了以吞吐量为性能指标的两层参数之间的函数关系,自适应地选择发送速率以提高系统的吞吐量。仿真实验及与现有链路自适应机制的比较表明,提出的跨层链路自适应机制CLLA不仅能适应噪声干扰与信道的变化,而且明显地提高了系统的吞吐量。     

高效快速的太赫兹无线个域网双信道MAC协议

针对现有的太赫兹无线个域网络中太赫兹辅助波束赋形媒体访问控制（MAC）协议（TAB-MAC）存在数据传输时延较大以及信道利用率低问题,提出了一种高效快速的太赫兹无线个域网双信道MAC协议（EF-MAC）。通过目的节点向源节点发送测试帧机制来减少一个确认帧,从而减少控制开销和测试时延;采用自适应取消节点位置信息的收发机制,源或目的节点通过之前的请求发送帧/允许发送帧（RTS/CTS）帧交互过程已获得对方节点的位置信息且对方节点的位置没有发生改变,可以省去RTS或CTS中的位置信息,减少控制开销。理论分析与仿真结果表明,与TAB-MAC协议相比,所提协议能够有效减小数据传输时延,提高网络吞吐量。     

多速率IEEE 802.11b网络控制包速率调整

针对IEEE802．11b无线自组网中控制帧使用的速率较低、降低网络性能的问题,提出1种速率调整策略,其中心思想是使用AARF（Adaptive Auto Rate Fallback）算法自动调整RTS（Request to Send）和ACK（ACKnowledge）与DATA包的速率,使其速率一致,但不调整CTS（Clear to Send）以减少控制帧占用信道的时间．仿真结果表明改进后的速率调整策略能使IEEE802．1lb无线自组网的吞吐量显著提高．     

基于OMNeT++的Ad Hoc网络跨层协议栈仿真

针对OMNeT++的MFW组件中物理层和MAC层模块的错误进行修正和功能改进,实现基于RBAB的IEEE 802.11b协议速率自适应数据传输,建立移动Ad Hoc网络跨层协议栈模型的网络仿真框架,实现将Ad Hoc网络MAC层的速率自适应机制与其路由协议联合优化设计的仿真。结果表明,在移动环境下,采用跨层设计的网络协议栈能大幅提高Ad Hoc网络系统的性能。     

IPv6无线传感器网络低功耗路由算法

为满足IPv6无线传感器网络低功耗的要求,采用适配层路由,在LOAD路由协议基础上提出一种简化的按需式路由算法。本算法采用精简的路由控制报文、路由表和路由请求表,简化了路由发现过程,优化了路由维护机制。仿真实验表明,该算法能有效的降低IPv6无线传感器网络的功耗。     

基于改进的YOLO与GMM相结合的地铁行人检测算法

针对目前已有的行人检测算法存在的误检率高、实时性差等问题,首先基于Yolov3-tiny网络模型进行算法改进,提出一种Ped-tiny网络模型。通过采用深度可分离卷积层替代部分原始网络中的传统卷积层来适当加深特征提取网络,同时增加一尺度的预测层,保证各个尺度的行人目标被精准检测到;其次结合GMM(混合高斯模型)的运动目标检测算法,该算法能有效利用目标运动时所产生的运动信息对行人目标进行检测、定位;最后将两算法的目标框进行对比,并对目标框进行修正。实验结果表明,在应对不同地铁场景、不同行人姿态和不同遮挡等情况时,文中方法具有更低的误检率,更高的检测精度并能满足检测的实时性要求。     

A cross layer rate adaptation solution for IEEE 802.11 networks

Optimizing the performance of wireless networks for emerging network applications is a highly challenging issue. Cross layer solutions offer promising possibilities of joint optimization across the protocol suite. This paper proposes a cross layer framework for rate adaptation in 802.11× networks. Previous approaches for rate adaptation mainly focused on the factors related to the wireless medium. However, the applications’ demands and timing constraints of the underlying protocols were not considered. The solution proposed in this paper tackles these shortcomings with a novel approach by performing rate adaptation according to the changing channel conditions, application preferences and timing constraints of the underlying protocols. The proposed rate adaptation is based on a loss differentiation mechanism which identifies the real cause of channel variations and takes an appropriate action thereafter. The design provides flexibility of tuning various parameters according to application type and offers minimal complexity. The simulation results assert considerable improvements over the previous solutions in terms of the algorithm response to application requirements and dynamic adjustment with variation in underlying protocol performance.     

基于概率估计的分层视频传输算法

针对可扩展视频编码在无线网络中的自适应传输问题,提出一种基于概率估计的分层视频传输算法。通过分析前一帧的实际传输速率,预测后一帧可能的传输速率,从而选择合适的层进行传输,以达到在有效利用网络带宽的同时减少丢帧的目的。仿真结果表明,该算法能保证传输视频具有较高的图像质量和较低的丢帧率。     

基于目标驱动的多层MLLR自适应算法

本文在对语音识别中基于自适应回归树的极大似然线性变换(MLLR)模型自适应算法深刻分析的基础上,提出了一种基于目标驱动的多层MLLR自适应(TMLLR)算法。这种算法基于目标驱动的原则,引入反馈机制,根据目标函数似然概率的增加来动态决定MLLR变换的变换类,大大提高了系统的识别率。并且由于这种算法的特殊多层结构,减少了许多中间的冗余计算,算法在具有较高的自适应精度的同时还具有较快的自适应速度。在有监督自适应实验中,经过此算法自适应后的系统识别率比基于自适应回归树的MLLR算法自适应后系统的误识率降低了10% ,自适应速度也比基于自适应回归树的MLLR算法快近一倍。     

LTRES: A loss-tolerant reliable event sensing protocol for wireless sensor networks

Many Wireless Sensor Network (WSN) transport protocols proposed in recent studies focus on providing end-to-end reliability as in TCP. However, traditional end-to-end reliability enforcement is energy and time consuming for common loss-tolerant applications in WSNs. In this paper, a Loss-Tolerant Reliable Event Sensing protocol (LTRES) is proposed based on the particular reliability requirements for dynamic event observation in WSNs. According to the application-specific requirements, a reliable event sensing threshold at the transport layer is determined by the sink. A distributed source rate adaptation mechanism is designed, incorporating a loss rate based lightweight congestion control mechanism, to regulate the data traffic injected into the network so that the reliability requirements can be satisfied. An equation based fair rate control algorithm is designed to improve the fairness among the traffic flows sharing the congestion path. The performance evaluations show that LTRES can provide event-based loss-tolerant reliable data transport service for multiple events with short convergence time, low loss rate and high overall bandwidth utilization.     

Joint In-network Video Rate Adaptation and Measurement-Based Admission Control: Algorithm Design and Evaluation

The important new revenue opportunities that multimedia services offer to network and service providers come with important management challenges. For providers, it is important to control the video quality that is offered and perceived by the user, typically known as the quality of experience (QoE). Both admission control and scalable video coding techniques can control the QoE by blocking connections or adapting the video rate but influence each other’s performance. In this article, we propose an in-network video rate adaptation mechanism that enables a provider to define a policy on how the video rate adaptation should be performed to maximize the provider’s objective (e.g., a maximization of revenue or QoE). We discuss the need for a close interaction of the video rate adaptation algorithm with a measurement based admission control system, allowing to effectively orchestrate both algorithms and timely switch from video rate adaptation to the blocking of connections. We propose two different rate adaptation decision algorithms that calculate which videos need to be adapted: an optimal one in terms of the provider’s policy and a heuristic based on the utility of each connection. Through an extensive performance evaluation, we show the impact of both algorithms on the rate adaptation, network utilisation and the stability of the video rate adaptation. We show that both algorithms outperform other configurations with at least 10 %. Moreover, we show that the proposed heuristic is about 500 times faster than the optimal algorithm and experiences only a performance drop of approximately 2 %, given the investigated video delivery scenario.     

流媒体网络传输中基于速率的控制方法

介绍了一种新的基于速率的拥塞控制方法，重点讨论了速率控制方法在流媒体网络传输中的具体应用。该方法通过监测网络状态变化和客户端缓冲区状态，动态调整服务器端的发送速率，以提高服务质量。研究表明，相对于传统的基于窗口型拥塞控制方法，速率控制方法在流媒体网络传输中可取得更好的效果。     

基于GM(1,1)模型的自适应链路层ARQ控制策略

提出了一种用于无线实时流媒体传输的自适应链路层ARQ控制策略,用以提高接收方的播放质量。该策略采用跨层设计的方法,基于GM（1,1）模型预测当前的网络状态,考虑GOP可解码帧数的特性,自适应地调整ARQ参数Nmax;另一方面,在应用层采用自适应FEC策略,在视频源数据和冗余数据之间动态分配网络带宽。数学分析和仿真验证均表明,该策略能使接收方获得最大的可播放帧率,有效地提高了流媒体传输的可靠性和实时性。