Routing optimization of the wireless sensor network with energy and path constraints

An algorithm for routing optimization of an energy and path constrained wireless sensor network is proposed to solve the energy limitation problem which is caused by the frequent use of a single path by traditional wireless sensor network routing algorithms. By considering the load balancing and energy efficiency of wireless sensor networks, the concept of flight feasible domain is introduced to achieve efficient data transmission. Furthermore, energy and distance factors are added to ensure uniform and reasonable energy distribution among network nodes, so that the low-power and energy-efficient functional requirements of the wireless sensor network are satisfied. . Experimental results show that the proposed method can improve the network load balancing effectively, avoid the network segmentation caused by premature exhaustion of some nodes, and prolong the lifetime of the network.     

失序可控的实时多径传输负载分发模型

提出了一种用于实时多径传输的失序可控的负载分发模型.根据目的端反馈的各条路径的传输质量以及路径之间的失序信息,在源端动态更新各条路径上的负载分配份额,在满足与路径传输质量成正比的负载均衡的同时,最小化目的端的数据包失序风险.仿真结果表明,负载分发模型可有效降低目的端由数据包失序导致的丢包率.     

移动多跳无线网络中视频传输控制

为了在移动多跳无线网络中获得满意的视频服务质量,综合考虑视频信号编码与传输。提出一种基于移位的3-D SPIHT的自适应嵌入式多描述编码（MDC）,根据网络状况产生多个不同码流;引入优先级机制将码源分配至不同码流中,以保证视频的传输质量,降低网络负载。仿真结果表明,该联合算法在相同实验条件下,较传统方法有明显的优势。     

基于蚁群优化的WSN网络数据融合算法

为了减少WSN网络中数据传输量、优化无线传输距离,提出了一种基于蚁群优化的WSN网络数据融合算法.该算法构造数据融合树并根据WSN网络的传输特点改进了蚁群算法,考虑了路径偏转角对路由的影响,调整节点选择概率;同时对最优的多个路径更新信息素,以提升最优路径的全局搜索能力.在WSN网络节点能量消耗、传输延迟方面与经典算法对比,发现该算法能够有效延长网络的生命周期、降低节点能耗,并能改善网络负载均衡.     

基于局部重传和网络编码的可靠性传输机制

为推动基于网络编码的多路径路由（NCMR）可靠性传输机制的实用化,提出了一种面向无线Ad hoc网络应用的基于局部重传和网络编码的多路径路由（LR-NCMR）可靠性传输机制,在多路径路由基础上应用网络编码对数据包进行编码融合,引入重传机制在局部范围进行数据包重传. 仿真结果表明,相比于已有的NCMR可靠性传输机制,新的方式能提高网络的传输可靠性,同时降低网络中的数据包冗余度.     

MANET多路径负载均衡方法

提出了一种移动自组织网络（MANET）中均匀分配业务量、减轻网络局部拥塞的多路径负载均衡方法. 通过基于Bloom滤波器的流量检测方法获得每个节点的负载,在源节点进行负载均衡. 多路径负载均衡方法路径选择标准为链路生存时间、端到端时延和转发路径当前的负载情况. 通过仿真对其性能进行了衡量和分析,仿真结果表明,该方法在分组投递率、端到端时延和所需的控制包开销方面优于传统多路径机制,该方法适用于节点密度较小的场景.      

电力作业远程监控系统中视频的优化传输方法

针对当前电力系统现场作业监管的弊端,设计开发电力在线作业远程监控指挥系统。现场视频通过无线网络经由服务器回传至指挥中心,由于无线网络带宽的稳定性无法保证视频传输的实时性,视频图像传输存在延时长、丢帧严重等现象。为解决视频传输实时性和完整性的难题,提出一种基于帧相似度的视频优化传输方法。该方法根据H.264压缩编码方式的特点,分类标记帧间相似度参数,以区分帧重要性;同时实时监测网络带宽变化,提出基于优先级的视频帧传输调度算法Prio-Drop算法,保证重要帧的实时传输。实验表明该优化传输方法显著提高了传输视频的解码质量,并达到实时性的要求,为提升电力监管力度、强化应急指挥能力提供技术指导。     

高QoE的低时延智能网络数据传输调度算法

面向低时延、稳定传输、高用户体验质量(quality of experience, QoE)的网络实时传输需求场景,提出一种低时延智能网络数据传输调度算法。该算法由数据块排队控制策略和拥塞控制策略两部分组成。数据排队控制策略提出了综合数据块的创建时间和有效时限(effective time)的性价比模型,有效地解决了传输时间约束下的信息传输不均衡问题;拥塞控制策略提出了基于使用耿贝尔分布(Gumbel distribution)采样重参数化与混合经验优先级模型改进后的深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient, DDPG)方法,解决了深度确定性策略梯度不适用于离散网络动作空间拥塞控制的问题,并通过学习自适应调整发送参数显著提升了网络拥塞控制质量。实验结果表明,实时传输场景下使用本文提出的排队算法能够有效提升QoE,采用改进后的DDPG进行拥塞控制能大幅降低传输时延。同样场景下,将提出的智能网络数据传输调度算法与排队策略及拥塞控制策略相结合,与传统的网络数据传输调度算法相比,能够更好地兼顾低时延和稳定传输,提供更高的数据传输质量。     

一种适用于无线网络流媒体传输的改进TFRC协议

大多数无线网络的TCP友好拥塞控制算法都是利用单向时延ROTT的值判断网络状态的,但这种方法ROTT抖动对算法的影响很大,并且无法区分无线误码丢包和拥塞丢包,使得网络吞吐量大大降低,造成发送速率极不稳定.为保证无线网络中多媒体数据的传输质量,本文提出了一种适用于无线网络的流媒体传输的改进TFRC机制,采用方差机制确定网...     

密集网络下基于Self-Backhaul感知的用户接入负载均衡算法

针对密集异构网络自回程场景中带宽分配不合理引起的负载不均衡问题,提出一种基于self-backhaul感知的用户接入负载均衡方案.首先根据密集异构网络下各个小基站接入与回程资源的负载状态提出一种用户接入负载均衡策略;其次利用Q-Learning算法对各个小基站带内无线接入与回程带宽分配进行学习,用户在不同带宽分配因子下,根据用户接入负载均衡策略进行重新接入,得到不同接入情况下的系统效用,进而得到最优带宽分配策略,保证负载均衡性的同时实现系统效用最大化.仿真结果表明,该方案在密集异构网络自回程场景中提高了网络负载均衡性,同时提升了用户速率体验.     

基于电池电量感知的移动流媒体QoE优化策略

为了提升移动流媒体应用用户的体验质量（QoE）,提出了基于剩余电量的用户QoE模型（PSQM）,模型参数包括剩余电量、初始延迟、暂停事件、切换事件.在PSQM基础上,提出了基于移动设备剩余电量和网络环境的码率控制策略（PBCS）,避免了客户端不断请求高质量视频片段而不考虑设备剩余电量而影响用户QoE的问题.在移动设备不同电量状态下,PBCS能够实现视频质量和电量的权衡,提高用户QoE.     

负载均衡的多接入选择算法

针对异构无线分组网络进行多接入选择方法设计时,仅考虑已接入用户数及系统容量将存在缺陷的问题,提出了一种新的异构无线分组网络中的接入选择算法,在多接入选择时考虑了分组业务QoS和链路自适应机制（(链路层重传及自适应调制）)因素,来正确估计分组业务在接入后平均消耗的资源量以及分组网络当前的负载情况。最后对算法性能进行了仿真评估,并与传统多接入选择方法进行了比较,结果表明提出的算法优于传统多接入选择算法,能在保证分组业务QoS的基础上,同时达到不同网络间负载均衡的目的。     

基于能量均衡的n分多路径路由算法

对于Ad hoc网络,多路径路由协议能够均衡负载,延长整个网络的生存时间.提出一种基于能量均衡的n分多路径路由算法,通过引入路径延迟因子、节点能量因子、评价因子,综合路由跳数、节点的剩余能量、路径拥塞度等因素来选择有效的多条路径转发数据.仿真结果表明：本算法能使网络中各节点能量均衡消耗,最大化网络的生存时间.     

稀疏移动网络中时延软约束的低能耗路由算法

针对稀疏移动网络中能量高效的数据传输问题,提出一种满足时延软约束的路由算法.将多个时隙的静态网络拓扑建模为虚拟的空时图模型.该空时图模型既包含网络拓扑在每一时隙的连通信息,也包含由移动性引起的链路变化信息.重新定义端到端的路由问题为寻找一条低能耗空时路径,并满足时延软约束.根据重新定义的路由问题,提出一种满足时延软约束的低能耗路由算法.仿真结果表明,该算法可以实现能量消耗与传输时延的权衡.     

无线视频通信跨层资源分配及性能优化

提出了一种联合物理-链路-应用层资源分配和性能优化方案. 在资源和时延约束下, 通过在物理层、链路层和应用(视频编码器)层等跨层参数自适应调整, 最大化整体视频质量或尽量最小化端到端的视频失真. 即在能量约束下模拟和控制视频编码的率失真行为, 分析视频数据包在链路层的排队行为, 研究因时延约束违反引起的包丢失对端到端视频失真的影响. 通过解析和实验证明, 所提出方案能够找到在延迟约束下视频编码和无线传输之间的最优能量折衷, 利用链路层的延迟作为一个系统的资源, 取得了显著的性能增益.     

受限带宽下医疗机器人视频自适应传输的实现

本文针对受限带宽下,医疗机器人视频传输存在的问题,在分析已有算法的基础上,提出了一种基于端到端消息反馈的自适应码率视频传输算法.算法根据接收端反馈的网络状况因子,判断当前网络状况,从而自适应调整发送端的视频传输码率.实验结果表明,算法能够保证视频在受限带宽下进行传输时,仍具有较高的视频质量和较低的丢包率,而且解决了消息延迟的隐患,可应用于受限带宽下的实时视频通话.     

面向LEO卫星通信网络基于时间尺度的负载均衡组播路由算法

为了在全球覆盖的低地球轨道(low earth orbit,LEO)卫星通信网络下,获得较小开销的组播树,而非仅仅是降低树开销或最小传输时延,提出一种面向LEO卫星通信网络的基于时间尺度的多度量负载均衡组播路由算法(load balancing multicasting algorithm based on timescales for LEO satellite network,LBMT),通过获取星间链路(intersatellite links,ISL)的状态信息并通过设计的评价链路状态"比对开销",建立较小"比对开销"组播树.已提出的面向LEO卫星网路的组播路由算法通常目标为最小化组播树的树开销或传输时延,然而LEO卫星网络的全网流量并非均匀分布,已提出的组播算法通常无法主动避让繁忙链路,在高负载情况下导致网络状况恶化.仿真结果表明:算法能在高负载状态下降低数据丢失率,而仅仅微小增加了传输时延.LBMT算法建立的组播树能有效避让繁忙链路并选择位于不发达地区上空的空闲链路,充分利用网络的空闲链路,使网络流量更加均衡.     

业务量驱动的区域化无线接入网自主节能机制

为了实现无线接入网的高效节能,提出了一种业务量驱动的自主节能机制,包括基于业务量的节能时间域划分方法、阶段式的节能触发算法和节能恢复算法. 为了评估机制的有效性,提出了无线接入网能耗模型和评估方法. 基于现网的拓扑场景,对提出的自主节能机制进行仿真验证,结果表明,该机制能在保证区域业务质量和实现有效覆盖补偿的基础上,至少达到17.5%的节能效果,相比其他节能机制,能在均衡各方面性能的基础上达到很好的节能效果.     

基于场景模型的联合信源信道编码的视频网络传输

提出了一种基于场景统计模型的联合信源信道编码和网络拥塞控制的无线视频网络传输系统．采用MPEG-4分级编码将所有的层划分成几类,由码流对网络拥塞和重建视频质量的影响将其分成几个传输优先级队列,并对其进行不等差错保护．在传输过程中,依据网络状态反馈信息进行自适应的联合信源信道码率分配优化．实验数据表明,该方案对不同特性码流提供较好的保护,针对不同无线网络条件具有较好的适应性,能够明显地提高重建视频质量．     

虚拟化光无线融合接入网多路径可靠传输机制

针对融合网络局部过载及网络设备故障造成大量业务中断问题,提出一种适用于光纤无线融合网络的虚拟化多路径可靠传输机制．通过建立虚拟化分层模型,利用虚拟化网络资源集中管理及网络全局视角优势,采用多路径并行传输机制,设计了故障后恢复方案以保障网络可靠传输．结果表明,所提机制性能优于全备份及共享备份算法,在实现网络负载均衡、提高资源利用率的同时最小化备份资源,保证了网络的可靠性．