面向水下移动汇聚节点的媒体接入控制协议研究

针对水下移动传感网络(underwater mobile sensor network,UWMSN)中使用自主移动节点进行数据收集存在的拓扑结构不断变化、传输不可靠的问题,提出一种动态退避发送数据帧的自适应媒体接入控制(media access control,MAC)协议,通过将协议划分为控制阶段与数据阶段周期性地更新可建立通信的节点信息,根据当前周期获得的节点距离信息调度各节点数据传输顺序,利用水下环境的大传播时延计算各节点的回退发送数据帧的时间,使用数据重传机制提高传输的可靠性。采用OPNET网络仿真模拟器对提出的协议进行仿真和对比分析。仿真结果显示,协议在密度较低的小范围水下传感网络中可保证较高的投递成功率和较低的端到端时延,增大了网络吞吐量,提高了网络性能。

定向接收低冲突率水声网络媒体接入控制协议

在全向水声通信网络场景中,较大的传播时延和较高的数据包碰撞率严重影响了网络性能。相比全向接收技术,声矢量传感器的声压和振速通过线性加权组合可以形成单边指向性,实现定向接收某个方向上的信号,进而提高网络的空间复用率。该文首先分析了声矢量传感器定向接收模式下的网络中断概率,验证定向接收技术网络应用的可行性。然后,提出了定向接收低冲突概率媒体接入控制协议(DRLCP-MAC)。该协议利用指向性接收波束握手机制建立稳定的数据传输链路,通过状态转移策略构建多对并行通信链路,缩小虚拟载波监听范围,提高网络的空间复用度。仿真结果表明,与水下冲突避免多址接入协议(MACA-U)和时隙地面多址接入协议(Slotted-FAMA)相比,DRLCP-MAC协议使信道接入成本降低了约50%和60%,网络吞吐量提升了约60%和400%,端到端时延降低了约50%和85%。

高通量卫星随机接入控制技术研究

为提升高通量卫星随机接入成功概率,提出了一种高通量卫星通信系统下的随机接入控制技术。高通量卫星多波束间存在重叠覆盖区域,可通过对重叠覆盖区域的用户接入进行管控,优化各波束的负载,提升系统吞吐率。通过对串行干扰消除算法的误包概率进行推导分析,得出了不同误包概率要求下的最大系统负载,根据该负载值,设计了自适应接入控制策略。当系统负载未超过最大负载时,可通过接入控制策略均衡各波束负载;当系统负载超过最大负载时,可通过限制用户接入方式控制系统负载。

CR-RSMA网络接入控制策略研究

针对多个次用户的速率分割多址接入技术辅助的认知无线电(CR-RSMA,cognitive radio-inspired rate splittingmultipleaccess)网络设计了一种接入控制策略,在主用户实现与正交多址接入(OMA,orthogonal multiple access)相同的中断性能并满足次用户通信服务质量(QoS,quality of service)需求的前提下,让更多的次用户接入主用户频段,并在此基础上最大化次用户吞吐量之和。该策略考虑次用户QoS约束,联合优化次用户发射功率分配因子和接入次用户集合,推导出最优功率分配因子的闭合表达式,进而求得次用户最大通信速率和最小通信时间,在此基础上利用贪婪搜索算法确定最终接入的次用户,最后通过优化时间资源实现所有接入次用户吞吐量之和的最大化。仿真结果表明,该策略相比于非正交多址接入技术辅助的认知无线电(CR-NOMA,cognitive radio-inspired non-orthogonal multiple access)网络在接入用户数和吞吐量方面均表现出更优越的性能。

基于EVM测量算法的移动终端接入控制技术

针对移动终端接入用户和数据的特征难以准确判定,影响移动终端接入控制精准度的问题,提出一种基于EVM(Error Vector Magnitud)测量算法的接入控制技术。考虑到环境中噪声和其他干扰因素影响,以Qos(Quality of Srvice)条件为用户的初始接入条件,计算满足该条件的用户或数据的特征,将特征值转换为权重因子作为接入控制参照。采用EVM测量算法计算终端信道内外信号间的差值,结合用户权重因子推导得到移动终端的接入门限,求解不同用户门限值与控制数值间递增和递减函数,按照函数的优先级顺序,实现移动终端接入的精准控制。实验数据证明,所提方法接入控制精准度高,控制后终端传输时延、阻塞率得到了明显的改善,数据到达率也有明显提升。

ALOHA机制下VLC系统接入控制算法

为提高可见光通信(VLC)系统的资源利用率,实现系统的高效服务,设计一种ALOHA机制下VLC系统接入控制算法。首先,针对VLC系统建模具有多包接收(MPR)能力的ALOHA服务机制,采用泊松过程刻画数据包到达过程。然后,结合有效容量和有效带宽理论,计算服务质量(QoS)约束下系统可支持的到达强度。构建以到达强度最大化为目标的优化问题并采用灰狼算法(GWO)求解。将灰狼算法与粒子群算法(PSO)进行仿真对比,可以得出灰狼算法的寻优效果好,全局搜索能力强。最后,利用Matlab仿真分析终端数量、未被遮挡概率、多包接收能力对接入到达强度的影响。仿真结果表明,算法可以为VLC系统的接入控制提供一定的指导,提高系统资源利用率。

一种能量有效的无线传感器网络轮询接入控制协议

周期性休眠的PCF机制虽然较好地解决了无线传感器网络的能耗问题,但没有考虑节点的负载状态,降低了系统性能,也增加了系统的查询能耗.以限定(K=1)服务为基础,提出了一种改进的PCF轮询控制协议,即具有混合服务策略的无线传感器网络轮询接入控制协议PCF-SS.该协议在保障公平性的前提下,能够根据节点状态动态调整优先级并改变服务K值,中心服务器AP则根据各节点的服务K值在每轮服务时对节点的下一轮服务时间进行预估计,并采用统一的服务时间表唤醒节点,达到节能的效果.仿真实验表明系统的平均等待时间、平均排队队长等性能指标比周期性休眠的PCF机制要好,能量的有效利用率更高,具有更长的生命周期,适合作为无线传感器网络的MAC控制协议.

多速率业务的一种无线接入控制方案

结合多码CDMA随机接入系统的信道特点,针对上行链路中多速率业务并行传输的问题,提出了一套综合业务接入控制方案。

异构无线网络中基于非合作博弈论的资源分配和接入控制

对异构无线网络中无线资源分配和呼叫接入控制进行研究.基于非合作博弈理论,提出了不同无线资源的带宽和连接数量分配的理论模型.结合网络连接的效用函数,对非合作博弈的无线资源分配中的纳什均衡点的存在性和唯一性进行论证.而且,进一步对业务量与阻塞率之间的关系进行分析,提出了能够保证通信可靠性的接入控制算法.仿真结果表明,基于非合作博弈论的无线资源分配机制能够有效地解决带宽和连接数量的分配问题,并能在整体上保证分配的合理性和公平性.接入控制算法根据需要能够动态地调整在某一区域分配的连接数量,从而保证通信的可靠性.

SDFAC:软件定义的流接入控制机制

SDN控制平面与数据平面分离的体系架构为实现细粒度的流管理以及灵活的中心化控制提供了基础。基于此,提出了一种软件定义的流接入控制机制SDFAC。首先从流的粒度对接入控制进行建模分析,给出了实现细粒度流接入控制所需要满足的条件;其次描述了SDFAC的基本框架和工作原理并设计了一种支持SDFAC功能的流鉴别协议;最后基于原型系统验证了SDFAC的可行性和可用性。

基于认知无线电的接入控制研究

研究认知无线电网络(CRN)中CR用户机会式占用频谱的接入控制。阐明CR用户与授权用户合作接入控制策略,针对实际网络环境分析CR用户基于Markov模型和具有预测机制的透明接入控制策略。对于CR用户不同业务需求以及网络中存在的各种干扰,总结了基于功率控制的透明接入控制策略。提出基于CRN的接入控制进一步研究的关键问题。

基于终端移动与业务到达认知的自适应无线接入控制机制

在未来移动互联网中,异种网络之间的密切合作将为用户提供无缝的业务链接.终端移动与业务到达的突发性造成了网络负载在时空域的不均衡分布,成为影响网络性能的重要因素.自适应的无线接入控制机制是均衡异种网络负载、提高无线资源利用率的有效途径.首先,本文提出了一种新的基于终端移动与业务到达认知的动态负载均衡策略.然后,根据业务到达的统计分析结果,通过终端分类与移动建模,创建了一种基于用户小区驻留时间的自适应无线接入控制机制.最后,仿真结果验证了该机制的有效性.

计及接入控制策略的宽带电力线OFDM系统跨层资源分配

针对宽带电力线资源分配中的Qo S需求保证及用户间公平性问题,提出了一种计及接入控制策略的宽带电力线OFDM系统跨层资源分配算法。首先建立了多用户跨层资源分配系统模型;其次通过公平因子约束实现整体算法的公平性,并提出一种接入控制策略,在某一个或几个用户信道质量较差而需要消耗大量系统资源的情况下,通过拒绝这些用户的接入来保证系统的整体性能;最后,在典型电力线信道的环境下,对该算法及对比算法进行了仿真,仿真结果证明所提算法相对于对比算法可以更有效地满足Qo S及公平性需求,提升系统性能。

应用于分布式无线网络支持语音/数据业务的媒体接入控制协议

针对分布式无线网络提出了一种支持语音/数据业务的多信道媒体接入控制协议.该协议基于竞争的CSMA/CA机制,具有动态的信道分配并且信道数目不依赖于网络拓扑结构的特点.协议改进了IEEE802.11标准中的退避算法,并采用不同的帧间隔以保证实时语音业务的性能.

SEEL:无线传感器网络下自适应、低延迟的节能媒质接入控制协议

无线传感器网络有着广泛的应用前景,然而由于传感器节点能量有限,因此传感器网络上运行的协议必须具备能量有效性以获得较长的生命周期.而媒质接入控制子层是节点能量消耗的主要所在,因此无线传感器网络设计的关键问题之一是媒质的接入控制.提出了一种自适应低延迟的节能MAC协议——SEEL协议,根据当前的网络负载自适应地调节竞争窗口的大小,从而减小节点数据传送的碰撞几率和由于碰撞而导致的能量消耗;采用了快速退避机制,减少了节点在退避过程中的空闲监听时间;扩展了RTS/CTS消息机制,可减少节点在每帧活动阶段的时间以及减小数据的延迟,两者都能节约能量的使用.实验结果显示,SEEL协议具有比S-MAC和TEEM协议更好的性能.

分布式虚拟群小区中的接入控制

分布式多天线结构的虚拟群小区系统成为未来无线系统的一种解决方案。该系统具有灵活的组织结构,在增加频谱效率、提高通信质量上具有巨大潜力,并且能为各种新技术的采用提供广阔的发展空间。该文采用Markov链逼近的方法分析多天线情况下虚拟群小区系统的系统性能,对于基于干扰的接入控制策略下的系统阻塞率,切换失败率等给出了数值结果。研究结果表明分布式多天线系统有效地提高了上行系统性能。

移动Ad hoc网络轮询接入控制协议

该文对Ad hoc网络的MAC层协议进行了研究,通过对无线令牌环协议(WTRP)进行改进,提出了一种新的具有QoS保障的无竞争的分布式并行无线轮询访问协议(DPWPAP),并采用嵌入Markov链和概率母函数的分析方法,用限定服务规则进行了系统建模,在系统模型的基础上得到了系统的平均排队队长以及平均等待时间的解析结果。理论分析和仿真结果是一致的,表明该协议的排队等待延迟和平均等待队列长度均比WTRP有很大降低, 稳定性大大增强,更加适用于对时延要求较高的业务。

云计算环境中SaaS的接入控制和调度策略研究

SaaS是一种基于网络的软件应用模式,是服务提供商将应用软件统一部署在自己的服务器上,用户根据自己的实际需要,通过互联网向服务提供商订购并支付自己所需的服务。在未来,SaaS模式是占主导地位的云服务模型。文中阐述SaaS的基本概念,介绍了SaaS的参考结构以及服务流程,分析概括了不同类型的服务要求的接入控制策略,总结了不同性能要求作业的调度策略,最后结合已有的云计算环境下的SaaS接入控制和调度策略研究成果,展望了未来的研究方向和亟待解决的关键问题。

无线移动通信系统中的呼叫接入控制

呼叫接入控制是无线移动通信系统中无线资源管理的重要部分,它直接关系到系统中用户服务质量是否能够得到保证,同时呼叫接入控制算法的有效性决定了系统资源的利用效率。文中综述了各种呼叫接入控制算法及其特点,并指出在无线移动通信系统中它们的重要性。

基于现场可编程门阵列战术数据链中自适应轮询接入控制协议的设计与实现

在战术数据链系统中,战术单元随时都有可能被摧毁而引起网络拓扑结构动态变化,导致系统服务效率降低。为了解决这一问题,基于动态调整轮询顺序的思想,提出一种自适应轮询接入控制协议(APACP)。采用概率母函数的方法和嵌入式马尔可夫链理论对系统进行建模,得到系统平均排队队长和平均轮询周期的解析解;利用数学软件MATLAB和现场可编程门阵列仿真验证协议的正确性。仿真结果表明,APACP能够根据战术数据链网络拓扑结构的动态变化自动调整轮询顺序,明显降低系统平均排队队长和平均轮询周期,克服传统轮询接入控制协议中空轮询的问题,节约了服务时间,提高了服务效率,改善了系统性能。