一种适用于可扩展AdHoc网络的动态时隙分配算法

针对现有基于固定分配时隙的ad hoc网络MAC协议时隙利用率低,不能适应突发网络业务的局限性展开研究,并在此基础上提出了一种适用于规模可扩展的ad hoc网络的动态时隙分配算法(DTDMA).该算法利用较少的控制开销,通过节点间控制帧的交互,实现在网络负载较重的情况下,可以有效保证多个节点无冲突的接入信道,并针对不同优先级的网络业务提供相应优先级的时延保证.QualNet网络仿真环境中的仿真实验证明该算法能创建一个规模可扩展的无线自组织网络,且当网络中存在突发流业务时大大提高了网络吞吐量,减小了平均端到端时延,并实现了区分优先级服务.     

IEEE 802.15.4中信道利用率的分析与改进

在分析IEEE 802.15.4网络中为时延敏感应用提供的保护时隙(GTS)分配策略后,指出GTS分配中信道利用率低等不足。为此,对IEEE 802.15.4中的GTS进行改进。将GTS时隙再次划分为微时隙,与标准GTS申请命令不同,节点无须指定所需的GTS长度,而是提供需要发送的数据数量和数据长度,通过协调节点来决定所分配的GTS长度。仿真实验结果表明,改进后协议能提高信道利用率和网络吞吐量。     

IEEE 802.15.4 MAC协议能耗与时延均衡的GTS调度新算法设计

简述了IEEE 802.15.4 MAC协议中超帧结构和保护时隙(GTS)分配机制,分析了星状网络中信标使能模式下设备节点利用GTS方式通信时超帧结构中各参数对能耗与时延性能的影响.在此基础上设计了一种GTS调度新算法,该调度算法对时延期限小的节点优先进行GTS分配并在满足其时延要求情况下,根据业务量调节超帧结构中的超帧序号SO与信标序号BO,使设备节点能耗降到最低,从而实现星状网络中各节点的能耗与时延均衡,并用NS2仿真评估了调度新算法性能,其研究可为无线传感网络的实时应用系统提供参考价值.     

IEEE802.15.4多时隙下GTS性能分析及配置优化

IEEE802.15.4标准的保障时隙(GTS)机制可分配多个时隙,用于保障实时性数据的传输。针对非竞争接入期多时隙下GTS性能分析的不足,利用网络微积分法分析时延和吞吐量服务曲线及其与能耗的关系,改进IEEE802.15.4传感器节点模型,建模仿真研究GTS参数对网络性能(时延、吞吐量及能耗)的影响。仿真结果表明：根据高低突发性数据率的情况,最优化配置下的GTS可以满足实时性数据的传输。     

多宿点无线传感器网络时分多址时隙优化分配算法

针对单宿点无线传感器网络的时延大、容易出现传输瓶颈等问题,提出了多宿点无线传感器网络模型以及该模型的基于遗传算法(GA)的时分多址(TDMA)时隙分配算法。该算法根据宿点的数量以及位置将整个传感器网络划分成多个小传感器网络,并采用遗传算法对时隙分配结果进行优化。仿真结果表明,基于遗传算法的多宿点无线传感器网络TDMA时隙分配算法得到的时隙分配结果在时隙分配帧长度、数据包平均时延以及节点平均能耗方面均要优于图着色算法。     

民航桥载设备运行监测网络吞吐量优化设计

民航桥载设备(包括桥载电源和桥载空调)运行监测网络辅助采用物联感知网IOT(Internet of Things)对影响航空安全的桥载设备工作参数和状态进行采集和传输。对于重要数据的低时延传输要求,采用保证时隙GTS(Guaranteed Time Slot)机制保障传输实时性。但在利用GTS传输用户数据过程中存在不同程度的GTS时长浪费、网络带宽利用率低和吞吐量小等问题。针对这些问题,采取对时隙进行细分且利用背包问题的求解方法对GTS申请进行合理响应,使得GTS带宽得到更好地利用,同时提高GTS时段内的吞吐量。仿真结果表明,采取时隙细分且按背包问题求解GTS的分配策略,在保证网络原有的竞争访问时长、低时延和低功耗性能的情况下,提高GTS网络带宽利用率和网络吞吐量。     

WiMAX Mesh网络中一种分布式时隙分配算法

提出了一种基于资源预留的WiMAX Mesh网络支持QoS的微时隙动态分配算法。通过区分数据流优先级的方式将业务分为高优先级业务和低优先级业务两类,对高优先级的业务在每帧中预留一定的微时隙作为分配高优先级业务的时隙,预留时隙大小可以根据网络时隙使用状态动态地进行调整。仿真表明该算法在满足高优先级业务QoS的同时兼顾业务的请求失败率与时隙的利用率,降低了分组的平均时延。     

采用渐进式预留机制的Ad Hoc网络MAC协议

实时业务传输的服务质量(QoS)保障问题一直是限制Ad Hoc网络发展的瓶颈.在分布式网络环境下,分组冲突十分普遍,节点很难在限定的时间内成功接入信道.现有很多算法(如FPRP)虽能很好的消除冲突,却需要非常多的控制分组,同样造成过高的接入时延.在研究动态时隙分配类MAC协议的基础上,设计了一种采用渐进式预留机制的MAC协议,协议通过分级预留、协同竞争和空闲时隙的时隙重构来达到分组冲突的充分化解,信道资源的高效利用,以及不同优先级业务的有效接入.仿真表明,与现有时隙类协议相比,新协议可以显著减少分组冲突,提高信道利用率,实现较低的分组接入延迟,并且能够较好的支持数据报业务.     

基于IEEE 802.15.4民航地面设备监控网络时延优化

机场地面设备(包括地面电源和地面空调)计量系统利用IEEE 802.15.4协议无线传感器网络WSN对地面设备的许多参数进行监测,这些数据因采集的位置不同,其重要性也不同,对实时传输和大量数据快速传输上有不同的等级要求。利用IEEE802.15.4 GTS机制,在原有的先来先服务FCFS算法的基础上,在PAN节点维护GTS请求队列,对GTS分配采取按终端节点数据重要性进行优先级抢占分配GTS,同时针对GTS请求和GTS响应的特点,对GTS Allocate请求采取保留的方式,直至GTS Deallocate到来,以保证重要数据的优先传输。仿真结果表明,采用GTS优先级调节和GTS请求保留相对于FCFS算法在数据传输快速性能上有明显的提升。     

数据中心网络中基于传输速率分配算法的TCP协议

传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)是数据中心网络中常用的传输协议。然而,同一个网络环境下,由于TCP协议的公平共享原则,TCP无法保障不同优先级业务的服务质量。针对该问题,提出了基于传输速率分配算法的TCP(Transmit Rate Allocation based TCP,TRA-TCP)。汇聚节点实时监测记录不同优先级业务的数据传输速率,并为不同优先级的业务流分配不同的传输速率,以保障高优先级业务的QoS。实验表明,与已有协议相比,TRA-TCP协议最高能够将高优先级业务的吞吐量提升50%,并且将高优先级业务的时延保持在0.1秒以下。