无线多媒体通信网适应带宽配置在线优化算法

基于强化学习的方法,提出一种无线多媒体通信网适应带宽配置在线优化算法,在满足多类业务不同QoS(quality of service)要求的同时,提高网络资源的利用率.建立事件驱动的随机切换分析模型,将无线多媒体通信网中的适应带宽配置问题转化为带约束的连续时间Markov决策问题.利用此模型的动态结构特性,结合在线学习估计梯度与随机逼近改进策略,提出适应带宽配置在线优化算法.该算法不依赖于系统参数,如呼叫到达率、呼叫持续时间等,自适应性强,计算量小,能够收敛到全局最优,适用于复杂应用环境中无线多媒体通信网适应带宽配置的在线优化.仿真实验结果验证了算法的有效性.     

基于蓝牙的连续媒体实时传输技术的研究

由于蓝牙无线信道带宽较窄且动态变化，在其上实时传输连续媒体数据是一个巨大挑战．本文研究了其中若干关键技术．包括蓝牙通信技术、视频／音频压缩技术和自适应服务质量控制技术等．文中提出了一种基于简单网络管理协议(SNMP)的自适应服务质量控制方案．设计了蓝牙多媒体传输管理信息库(简称BMT—MIB)，通过动态监测当前蓝牙无线信道和终端系统状态，有效利用带宽等资源．文中还给出了基于蓝牙的远程监控系统原型的设计和实现。     

一种适用于宽带无线多媒体网络的上行带宽分配方案

提出了一种适用于宽带无线多媒体网络的上行无线带宽分配方案。该方案将业务数据分为3种类型,即实时恒定速率业务、恒定变速率业务、非实时业务,针对不同业务对时延和带宽的不同需求,采取不同的方法获取上行带宽,较好地解决了多业务并发时的上行带宽分配问题,较传统技术提高了带宽利用率,减少了协议开销和传输时延。在详细描述算法的基础上,建立了对应的仿真系统对算法进行了验证。     

一种基于效用最优的分层多播动态层速率分配算法

分层多播已被认为是在Internet上进行视频多播的一个解决方案．已有的分层多播协议通常在接收方执行层的适应，在发送方使用静态的层速率分配技术．首先介绍了分层多播的基本原理，讨论了接收方驱动的静态分层与发送方驱动的动态分层技术，特别地引入了一种衡量尺度“效用”对多媒体应用满意度进行度量；提出了一种效用最优的层速率分配算法ORAU，并通过推理证明得出了一个求解途径；接着给出了ORAU算法的实现；最后对ORAU算法在特定的网络环境中进行了实验仿真，并对仿真结果与其他算法进行了比较分析．实验结果表明，采用ORAU算法的多媒体多播系统能够花费较小的带宽就可以获得相对较高的系统效用，验证了算法的可行性和有效性．     

基于北斗系统的QoS保障地理位置路由算法

基于北斗定位/导航系统,研究无线多媒体传感器网络(WMSNs)定位技术在地理位置信息路由算法中的应用,根据贪婪策略和地理位置信息设计一个无线多媒体传感器网络QoS支持路由算法。该算法与SPEED算法一样,提供软时延保障。同时,优化的代价函数平衡了能耗、网络生存期和无线带宽等参数。在理论上分析该算法的软、硬时延保障及其他QoS性能,结果表明,该算法能为WMSNs的多媒体通信提供较多的QoS控制保障。     

IEEE 802.16中支持QoS的有效带宽分配机制

基于IEEE 802.16协议,研究宽带无线接入网中保障QoS的有效带宽资源分配和调度问题。首先,在PMP模式下设计一个有效率的QoS调度算法,利用参数的调整提供更具有弹性的服务质量,以利于rtPS服务支持多媒体传输;然后利用标准中所提供的QoS参数调度各种不同类型的服务业务,分配上传带宽,进而达到有效地使用网络资源。仿真实验结果表明,本方案能够在保证QoS需求的同时,有效地分配带宽资源。     

基于带宽按需分配的宽带卫星无线资源管理技术研究综述

无线资源管理技术是宽带多媒体卫星通信研究的一个重要内容。如何有效应对多媒体业务的突发性问题,以获得业务QoS与资源利用率之间的较好平衡,是无线资源管理技术面临的主要挑战。基于带宽按需分配的卫星无线资源管理机制是一个有效的解决途径与发展方向,也是目前研究的热点。在分析基于带宽按需分配的卫星无线资源管理体系结构的基础上,将其分解为5个主要功能部分,并将现有宽带卫星无线资源管理技术的研究成果分别对应到这5个功能,重点对每个功能近年来的实现算法进行了分类总结,并分析比较了各类算法的特点与存在的问题,最后就进一步的研究方向提出了建议。     

一个具有链路层支持的快速Mobilee IP切换算法

由于目前流行的Mobile IP切换都假定了IP层无法得到铁路层信息，所以，只能通过周期性地广播代理广告来实现位置移动检测，因而浪费了无线带宽，延长了切换时间，降低了TCP性能．一方面随着无线网络带宽的不断增高(当前的带宽已达到2Mbps)，无线链路上的信息传输延迟将越来越小；另一方面，在移动计算环境中，如果IP层能够及时获得一些无线铁路层的信息，那么上述的缺点就能被有效地克服．本文提出了一种具有链路层支持的快速Mobile IP切换算法，分析了快速Mobile IP切换算法和三个已知切换算法的切换时间，并在我们已完成的宽带无线IP网络中对上述切换算法进行了对比实验．理论分析和对比实验均表明快速Mobile IP切换算法的延迟降低了一个数量级且极大地改善了TCP性能．     

一种自适应的健壮TCP/IP报头压缩算法

在无线IP网络中，采用报头压缩技术减小TCP／IP协议报头带来的额外开销，提高无线信道的频谱利用率．然而现有的报头压缩方案没有考虑无线信道状态，无法很好地适应无线链路的时变特性．提出并分析了一种自适应的健壮TCP／IP报头压缩算法．该算法通过使用对无线信道状态的精确估计调节报头压缩器中W—LSB编码的可变滑动窗口大小，能够实现压缩率和抗差错健壮性之间较好的平衡，可以很好适应特性经常变化的无线链路．最后，给出了实验结果，证实了该算法在无线链路上的有效性．     

改进的基于CHOKe击中历史的公平主动式队列管理

带宽公平分配问题一直是网络的热点研究问题。改进的算法New-XCHOKe自适应地根据网络拥塞程度决定分组数量并将取出分组与到达分组比较,以CHOKe击中次数来识别非适应流,并以提前丢包的方式对其进行惩罚,从而保障网络中各种流之间公平地分享带宽。NS-2的仿真实验结果显示New-XCHOKe在惩罚非适应流、维护网络带宽公平分配上性能优于CHOKe、XCHOKe等其他几种算法。     

Adaptive Call Admission Control Based on Reward-Penalty Model in Wireless/Mobile Network

A dynamic threshold-based Call Admission Control （CAC） scheme used in wireless/mobile network for multiclass services is proposed. In the scheme, each class＇s CAC thresholds are solved through establishing a reward-penalty model which strives to maximize network＇s revenue. In order to lower Handoff Dropping Probability （HDP）, the scheme joints packet and connection levels Quality of Service constraints, designing a bandwidth degradation algorithm to accept handoff calls by degrading existing calls＇ bandwidth during network congestion. Analyses show that the CAC thresholds change adaptively with the average call arrival rate. The performance comparison shows that the proposed scheme outperforms the Mobile IP Reservation scheme.     

On utility-fair bandwidth adaptation for multi-class traffic QoS provisioning in wireless networks

The ability to adjust the allocated bandwidth of ongoing calls to cope with wireless network resource fluctuations is becoming increasingly important. In this paper, we describe a utility-based bandwidth adaptation scheme for multi-class traffic quality-of-service (QoS) provisioning in wireless networks. With the proposed scheme, each call is assigned a utility function according to its adaptive characteristics. Depending on the network load the allocated bandwidth of ongoing calls are upgraded or degraded dynamically such that each call receives fair utility. The quantization of utility function by dividing the utility range into a fixed number of equal intervals is a key feature of our proposed utility-fair algorithm. Appropriate call admission control and bandwidth reservation policies are also integrated into the proposed scheme to provide QoS guarantees to the new and handoff calls. Extensive simulation experiments have been conducted to evaluate the performance of the proposed scheme compared with two other existing ones. Results show that our bandwidth adaptation scheme is effective in achieving utility fairness while keeping the call blocking and handoff dropping probabilities substantially low.     

多通道并行传输中基于收益最大化的流量分配方法

针对已有的多通道并行传输中的流量分配方法不区分业务、也未考虑资源收益的问题,分析了业务参数模型,引入业务的收益作为多通道并行传输中流量分配的效益评价函数,通过将流量分配映射为带宽分配建立了基于收益最大化的多通道并行传输流量分配模型。基于边际收益递减法则,提出了一种边际收益优先的多业务流多通道并行传输流量分配算法,该算法先根据边际收益优先的贪心策略获取最大化收益的流量分配方案,然后通过调整业务在不同通道间的流量来保证业务的最低质量要求,最后通过典型业务实例分析和仿真实验验证了算法的有效性。与基于带宽比例策略的流量分配算法相比,所提出的方法能够在保证业务质量的前提下,实现带宽资源的优化配置,提高运营商的收益。     

Congestion prevention in broadband wireless access systems: An economic approach

While the demand for mobile broadband wireless services continues to increase, radio resources remain scarce. Even with the substantial increase in the supported bandwidth in the next generation broadband wireless access systems (BWASs), it is expected that these systems will severely suffer from congestion, due to the rapid increase in demand of bandwidth-intensive multimedia services. Without efficient bandwidth management and congestion control schemes, network operators may not be able to meet the increasing demand of users for multimedia services, and hence they may suffer an immense revenue loss. In this paper, we propose an admission-level bandwidth management scheme consisting of call admission control (CAC) and dynamic pricing. The main aim of our proposed scheme is to provide monetary incentives to users to use the wireless resources efficiently and rationally, hence, allowing efficient bandwidth management at the admission level. By dynamically determining the prices of units of bandwidth, the proposed scheme can guarantee that the number of connection requests to the system are less than or equal to certain optimal values computed dynamically, hence, ensuring a congestion-free system. The proposed scheme is general and can accommodate different objective functions for the admission control as well as different pricing functions. Comprehensive simulation results with accurate and inaccurate demand modeling are provided to show the effectiveness and strengths of our proposed approach.     

WiMAX系统中的一种最优化准入控制方法

WiMAX正逐渐成为"最后一公里"无线宽带接入的主要解决方案,在WiMAX系统中,准入控制(AC)起着很重要的作用。目前关于AC策略最优化的研究主要考虑服务提供商的利益,即收益最大化,而很少考虑用户的要求。AC策略在收益最大化的基础上增加了关系用户利益的两个约束条件,即阻断率和带宽利用率。实验结果表明,该方法在收益、阻断率、带宽利用率三方面都有良好的性能,兼顾了服务提供商和用户的利益。     

A pricing approach for bandwidth allocation in differentiated service networks

We present a decentralized auction-based scheme for bandwidth allocation and pricing in a differentiated service-based network. Different classes of clients provide their own expected bandwidth price and required amount of bandwidth. A service provider decides the admission price and differentiated service provided for each class of clients. We introduce mathematical formulations and provide a solution approach to maximize the service provider's revenue. For a single bottleneck link case, a polynomial-time algorithm is developed to obtain an optimal solution. For a multiple bottleneck link case, a heuristic algorithm is developed to solve the problem. The effectiveness of our solution approach is validated by simulation results, which compare our algorithms against the traditional flat-rate pricing approach.     

弹性光数据中心网络中收益最大化的带宽分配算法

弹性光数据中心网络中的带宽分配需要兼顾云服务提供商收益和用户连接请求性能,对此提出收益最大化的带宽分配算法,其以子载波为基本单位将光纤带宽有效地分配给多个用户连接请求。首先,基于收益模型和虚拟子载波的概念建立带宽分配问题的整数线性规划模型;接着提出一种基于动态规划的带宽分配算法以及一种启发式的带宽分配算法,前者致力于获得最大的分配收益,后者则力求获得更好的时间效率;最后,通过仿真实验对所设计的带宽算法的性能进行验证。实验结果表明,相较于已有的弹性光数据中心网络中的带宽分配算法,设计的两种算法均能在带宽分配中获得更高的系统收益。     

Utilizing call admission control for pricing optimization of multiple service classes in wireless cellular networks

In this paper, we utilize admission control algorithms designed for revenue optimization with QoS guarantees to derive optimal pricing of multiple service classes in wireless cellular networks. A service provider typically adjusts pricing only periodically. Once a “global” optimal pricing is derived, it would stay static for a period of time, allowing users to be charged with the same rate while roaming. We utilize a hybrid partitioning-threshold admission control algorithm to analyze a pricing scheme that correlates service demand with pricing, and to periodically determine optimal pricing under which the system revenue is maximized while guaranteeing that QoS requirements of multiple service classes are satisfied.     

一种改进的无线网络TCP拥塞控制算法

传统基于有线环境的传输控制协议(TCP)技术无法适应链路质量相对较差的无线环境。为此,提出一种改进的对数增加自适应减少(NewLIAD)算法。在慢启动阶段根据带宽确定最优拥塞窗口,在网络拥塞阶段动态减少拥塞窗口,以保证系统的整体吞吐量。仿真结果表明,该算法有较好的发送速率平滑性,能减少数据抖动,提升无线网络的TCP性能。     

一种新的码率控制算法

传统的码率控制算法不适合于无线环境中转码器的码率控制。在随机最优控制理论的基础上,提出了一种自适应的码率控制算法。该算法能在传输的实时性和播放的连续性之间进行平衡,力图取得最好的综合性能,同时能很好地适应带宽变化,并尽可能地提高带宽资源利用率。