基于缓存管理的网络编码中继传输方案

针对中继协作无线网络中节点缓存空间有限以及传输和缓存数据包都存在开销等问题进行了研究,提出了一种基于缓存管理的网络编码中继传输方案。在传输过程中该方案以最小化系统开销为目标,考虑多流综合优化问题,利用马尔可夫链对缓存队列进行建模分析。结合编码流速率增加编码机会,获得中继处不同流的缓存阈值,更合理地实现了编码决策。分析与仿真结果表明该方案能有效权衡编码机会和开销,相比其他方案能有效降低时延且提高网络吞吐量。     

并行多路传输中数据调度算法的研究

针对传统并行多路传输中数据调度算法存在的问题,基于MPTCP协议,提出了带宽预测和前向时延的数据调度算法(data-scheduling algorithm using bandwidth estimation and forward trip-time,DA-BEFT)。该算法充分考虑子流间传输时延差较大的影响,结合性能好的重传选路策略,减轻接收端因数据乱序导致的缓存阻塞,提高整个连接吞吐量。通过仿真实验验证了DA-BEFT在子流时延差变化时能够提高带宽利用率,提高网络的吞吐量。     

通信网络中基于协作中继重传策略

针对信息包在通信网络中多播传输进行了研究,提出通信网络中基于协作中继重传策略。当信息包直传失败时,源节点协作多个中继节点对多个丢失的信息包进行编码重传。在重传阶段根据反馈机制结果采取随机接入方式优先对有机会编码的丢失信息包进行组合,然后通过牺牲之前重传过程中传输失败的节点为信息提供空间分集增益,从而减低重传次数。最后在不同信道环境下,该策略与未协作NCARQ和传统ARQ进行Monte Carlo仿真。仿真结果表明,在多中继信道条件优于源-目的信道的情况下,利用协作网络编码进行重传有效地提高网络吞吐量,且该策略利用协作空间分集降低了由于相干性而导致性能不佳的状况。     

联合车速–队列感知的路边单元分组调度随机优化

路边单元(RSU)是车联网中为其无线覆盖范围内过往车辆提供信息服务的基础设施,路边单元间的分组传输可通过移动车辆"存储–载带–转发"的方式进行,其传输过程中分组的端到端时延由源RSU缓存中的排队时延与车辆载带过程的传播时延两部分组成.为使RSU间分组传输过程中平均端到端时延最小化,本文提出一种联合车速–队列感知的路边单元分组调度随机优化方法,该方法根据源RSU缓存队列长度和经过源RSU覆盖范围的车辆速度状态作分组调度决策.通过马尔科夫决策(MDP)框架对分组传输过程中的平均排队时延和平均传播时延进行分析,建立一个非线性平均端到端时延最小化问题并求解.仿真结果表明,所提出的RSU分组调度随机优化方法可以显著降低RSU间分组传输过程中的平均端到端时延,并提高系统中分组传输的吞吐量.     

双队列缓存结构认知无线网络模型研究

提出一种双队列缓存结构认知无线网络模型。在基于频谱切换的基础上运用马尔科夫过程模型对双队列缓存结构对认知无线网络性能的影响进行研究,推导次用户的被迫中断概率以及系统阻塞率的表达式,最后探讨该策略与单队列缓存结构策略的性能比较并通过仿真来验证。结果表明,双队列缓存结构可以更有效降低次用户的被迫中断传输概率以及系统阻塞概率,对于提高系统的吞吐量以及系统传输性能的提升都是很有帮助的。     

WSN中基于中继选择的DH-MSMR-CARQ时延与吞吐量分析

为提高无线传感器网络（WSN）的时延和吞吐量性能,提出了一种两跳多源多中继协同自动重传请求（DH-MSMR-CARQ）协议。建立最大比合并（MRC）下两种不同中继选择的DH-MSMR-CARQ协议Markov链模型,分别给出状态空间。基于截短,由各自的平均分组差错率和状态转移概率矩阵推导协议的平均传输时延和吞吐量解析表达式。数值模拟结果表明,源节点数、分组长度及最佳中继节点到目的节点的分组差错率是影响平均传输时延的关键因素,采用第一种中继选择方式具有更高的吞吐量。另外,在非极端恶劣信道环境下（源节点到中继节点的分组差错率小于0.8）,DH-MSMR-CARQ协议比可直达的SSSR-CARQ、MSSR-CARQ和MSMR-CARQ协议具有更高的吞吐量。     

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。     

卫星CICQ交换系统调度算法研究

联合输入交叉点排队(CICQ)交换结构由于在交叉点引入少量缓存,可以将输入端口和输出端口进行有效隔离,降低调度算法的复杂度,并适用于大容量交换。为此,研究基于交叉点缓存的各种调度算法和基于CICQ的交换结构,提出一种基于流量控制的FCSA算法,通过OPNET仿真分析表明该算法在均匀分布和突发业务源的情况下具有较好的时延性能,并且复杂度低,吞吐量大。将该算法应用于星载交换机,结果表明,该算法可以满足星载交换机多业务突发传输的特点,易于硬件实施。     

多中继协作无线网络中基于随机线性网络编码的调度方案

为进一步提升多中继协作无线网络传输效率,本文提出一种基于随机线性网络编码的动态规划方案,以最小化重传次数为目标,综合考虑各中继节点的有效信息与链路传输可靠性,实现多中继协同转发,以提升传输有效性。在各转发链路相互独立的情况下,针对整个传输过程,自适应地选取状态转移路径,确定最优转发节点。仿真结果表明,本方案相比随机调度机制能显著提升平均吞吐量,减少重传次数。在降低对反馈信息依赖和减少反馈开销的同时,其性能皆逼近完全反馈下基于贪心算法的调度机制。     

MHWSN中保证混合业务QoS的跨层调度算法

针对中高速传感器网络中混合业务QoS（Quality of Service）要求,跨层考虑物理层和数据链路层参数,提出了一种保证混合业务服务质量的调度算法AM-LWDF。该算法同时考虑时延优先级和吞吐量优先级,在满足实时业务QoS约束的前提下,以最大化系统吞吐量为目标建立了相应的优化模型,对实时业务能够满足时延较小的要求,对非实时业务满足吞吐量较大的要求。仿真结果表明,该调度算法可以灵活地在时延和吞吐量之间取得满意的折衷,并保证不同类型业务用户间的公平性。