一种基于双无线网卡的广义AP间切换算法

由于目前还不能实现快速自主的AP间切换,限制WiFi在车载Internet等方面的进一步发展和应用。为此,本文基于双无线网卡设计一种广义AP间切换算法TTBC,采用嵌入式系统和Linux开源代码自主研制车载通信网关,并组建狭义和广义AP间切换实验床对该算法进行详细的实验研究与分析。实验结果表明:算法TTBC不仅显著减少甚至消除AP间切换导致的网络中断时间,同时对数据传输带宽也影响甚少,并且可支持车载移动环境下快速自主的AP间切换。

传感环境下一种基于局部信息的反监控算法

研究传感环境下移动对象的反监控问题,提出了最小安全圆等概念,并基于最小安全圆的特性提出了一种基于局部信息的最小风险路径发现算法。理论分析和实验结果表明,与已有相关研究工作相比,新算法具有更好的反监控性能和更低的计算复杂度,从而能使得移动对象更快速发现并沿着风险更小的路径到达目标点位置。另外,由于算法只要求移动对象知道其侦测半径之内的局部信息,因此算法是完全分布式的,具有良好的实用性。

一种Linux内核CFS调度器的仿真分析系统

最新的Linux2.6.23内核推出了CFS进程调度器。为提高采用该调度器进行嵌入式Linux系统开发的效率,迫切需要设计一种适合该调度器的调度性能分析方法。为此,建立了一种Linux进程调度器仿真系统的形式化模型,并在此基础上设计并实现了一个Linux进程调度器仿真系统,最后基于此仿真系统对CFS调度器进行了深入的仿真实验。仿真实验结果表明,该仿真系统可为嵌入式Linux开发提供事先的调度性能评估,并指导相应的调度策略设计以满足不同应用系统对吞吐量和响应时间等个性化的需求。

无线传感器网络中的动态对偶密钥建立算法

基于密钥预置技术,提出了一种新的传感器网络动态对偶密钥建立算法。该算法中节点在部署前首先被预置一个全局初始密钥;在部署之后,邻节点之间将基于预置的全局初始密钥来动态生成一跳的对偶密钥。理论分析与实验结果表明,由于该算法是完全分布式的,且节点间的对偶密钥是在节点部署之后动态生成,能保障节点间具有很高的直接和间接对偶密钥建立概率,更有效保障传感器网络的通信安全。

一种基于榕树型拓扑的铁路无线Mesh网络结构

旅客列车Internet应用的需求日趋强烈,而铁路沿线的无线宽带覆盖是实现旅客列车Internet应用的必要条件,也是当前的研究热点。基于这个研究方向,本文提出榕树型拓扑、多跳无线链、节点失效危险度、破坏因子等概念。设计榕树型拓扑的动态最小生成树算法,在此基础上,探讨了榕树型拓扑的网络健壮性;然后基于榕树型拓扑设计一种多出口总线的铁路无线Mesh网络结构和多模Mesh节点结构,设计了微蜂窝部署方案和混合频道复用方案,并就其传输延迟和传输带宽进行探讨和分析;最后基于本文提出的方法,对一段300km长的铁路线进行实例部署规划。理论分析和实例部署规划表明,榕树型拓扑具有较低的传输延迟、较高的传输带宽和较强的网络健壮性,符合铁路无线宽带覆盖的要求。另外,榕树型拓扑只要求在铁路沿线部署若干个有线网络出口,且结构调整灵活,具有很好的可实施性。

旅客列车Internet应用的现状及研究进展

介绍国内外旅客列车Internet应用(IAPT)的研究现状和发展趋势,总结第一代IAPT所采用的窄带通信技术与移动IPv4技术的不足,说明其难以为越来越多的旅客提供有质量保证的Internet应用服务。随着无线宽带网络技术和下一代互联网技术的日益成熟,国外已经开始第二代旅客列车宽带Internet应用研究,并着手在高速行进的列车上为旅客提供商业化的Wi-Fi热点服务。通过分析比较国内外旅客列车Internet应用研究的差距,根据我国铁路信息化总体规划的要求,建议我国进行旅客列车的宽带Internet应用研究。最后基于无线宽带网络和下一代互联网技术并结合我国旅客列车Internet应用的特点,提出符合我国铁路国情的旅客列车宽带In-ternet应用技术体系的结构。

IEEE 802.11a移动应用性能仿真研究与优化

IEEE 802.11a移动应用是当前的研究热点问题之一。通过系统仿真,定量分析了802.11a在视距/非视距、不同多径传输、不同移动速度、不同信噪比条件下的系统性能,总结了802.11a移动应用的受限条件;在通过分析不同数据帧长、不同发送速率对系统性能影响的基础上,提出了802.11a移动应用的4种优化策略。研究还发现,经优化后的802.11a移动应用系统在受限条件下可以为120km/h的快速移动用户提供约10Mb/s的MAC层实际传输速率。

传感器网络中层次簇模型的数据压缩算法

提出一种传感器网络中层次簇模型的分布式数据压缩算法。将传感器网络映射成一个层次簇,基于低级簇内节点部署的相对规则性和超级簇内节点部署的相对不规则性,分别采用不同的小波变换模型来进行数据压缩。理论分析和实验仿真结果表明,该算法有较好的逼近性能,能对传感器网络中的数据进行有效压缩,可更大程度地降低传感器网络中的数据传输量,从而进一步延长整个网络的生命周期。

基于传感器网络的城市智能运输系统的构建

基于传感器网络构建城市智能运输系统,实现对城区交通的智能控制.设计了智能运输系统专用的传感器节点和相应的硬件结构,并编制了相应的软件,建立了一个城市交通系统的智能控制模型,实现道路交通流实时动态信息的采集、处理和发布,及路段的规模协调控制.使用M atlab软件对控制模型中的交通信息的处理进行了仿真,表明该智能运输系统模型能够投入交通控制的实际应用.与当前普遍采用的基于GPS技术构建的ITS系统相比,本系统具有更高的性价比、灵活性和控制效率.

建立我国城市无线宽带综合信息服务系统的设想——无处不在的城域互联网接入

本文重点讨论了应用无所不在(Ubiquitous)的城市互联网的理念,使"数字城市"的虚拟成为现实的思路,提出了建立集成无线宽带信息服务系统(IWBIS)的设想,并探讨了实现IWBIS的若干关键问题。

一种支持车-地宽带互联的广义AP间切换模型

针对旅客列车车-地宽带互联的AP(Access Point,接入点)间切换不仅要求切换执行快速、而且要求切换判决迅速的特点,研究如何实现车载通信网关自主快速的AP间切换。为此首先提出狭义和广义AP间切换的概念,以描述车载通信网关自主地从一个AP切换到下一个AP的完整过程,并根据旅客列车宽带Internet应用的需求与特点建立车-地宽带互联的广义切换模型。为实现该模型的AP间切换性能,进一步设计基于RSM的切换判决模型和基于多无线模块的快速AP间切换算法TTBC。研究表明,基于车-地宽带互联的广义切换模型及其切换判决模型,结合快速AP间切换算法TTBC,不仅可将网络中断时间减少至毫秒级,并且可保证切换前后的通信质量,从而实现车载通信网关随旅客列车在不同AP间快速移动时自主快速的AP间切换。

基于WLAN快速移动接入仿真研究

IEEE802.11(WLAN)无线局域网标准原本是为提供室内外固定接入网络服务而设计的,由于大范围无线服务应用的推动,其在快速移动环境下的接入应用需求也随之产生。通过Matlab仿真工具,对WLAN快速移动接入进行了仿真分析,研究了移动速度、数据发送速率、接收信噪比等因素对移动接入性能的影响,分析得出WLAN的移动接入应用关键是在高移动速度与高数据速率之间做出优化选择,最后提出了WLAN移动接入应用方案。

基于WebGIS技术的智能公交乘换查询系统设计

针对Dijkstra算法在公交乘换应用领域存在计算量大、实时性不高、网络负载压力大、滞留时间长且乘换不经济等缺陷,基于WebGIS技术提出一种改进型智能公交乘换模型,将乘换次数和乘车前后总站数优先考虑,从而构造出中转站及其线路对应的路线-站点换乘矩阵,获得最优公交换乘线路。

基于交换系统的CDR话单准确性稽核模型研究

收入保障系统的建设已经成为国际电信业运营管理的一个目标和方向。本文基于交换机成对下单原理,结合国内电信企业的实际情况,提出了一种适合国内电信运营及支撑现状的基于交换系统的CDR话单准确性稽核模型。湖南某大型电信企业基于该稽核模型进行了工程实施试点,结果表明:本文提出的稽核模型具有良好的可操作性,能有效地发现交换机CDR话单生成过程中所存在的收入漏洞。

一种支持车-地宽带互联的WiFi移动应用优化方案

本文研究如何改进WiFi协议及其算法以优化其移动应用性能,从而支持不间断的旅客列车车-地宽带互联。为此,本文首先探讨并建立802.11a移动应用的系统模型,然后基于802.11a移动应用仿真系统深入分析802.11a移动应用在不同多径传输、不同移动速度和不同信噪比条件下的性能,并通过不同的系统配置,研究不同数据帧长、不同发送速率对802.11a移动应用性能的影响。研究发现,802.11a在受限的多径传输环境下可以支持移动应用,但信道估计周期不能超过信道的相干时间,并且6 Mbit/s1、2 Mbit/s和24 Mbit/s这3种发送速率更适合于移动应用。最后针对旅客列车车-地宽带互联,提出WiFi移动应用方案TGI@11a,不仅将802.11a移动应用的误码率由高于5‰下降到低于0.4‰,同时将有效发送速率由最高6 Mbit/s提高到20 Mbit/s。

一种优化WLAN上下行公平性的MAC机制

IEEE 802.11 DCF主要基于载波检测/碰撞退避多址接入协议和时隙制退避算法。因此,往往在基础架构模式中,AP与用户站在随机竞争信道过程中并无优势,并且DCF应用于多速率WLAN,各站点之间的竞争并不均匀(时间不均),存在吞吐量异常和严重不公平性问题。通过建立三维Markov链模型,对非饱和状态下802.11 MAC协议上下行带宽公平性进行了分析,由此提出基于下行链路优先的DPMAC协议,其核心思想是:AP享有优先访问信道的权利,并且可以根据下行链路状态动态调整占有信道的时间,各用户站竞争信道仍然采用原有的DCF访问方式。通过仿真证实DPMAC协议能很好地实现上下行链路公平性,达到满意的效果。

铁路无线Mesh网络数据包转发策略的设计与实现

铁路无线Mesh网络不仅要求用户数据包按照确定的无线多跳链进行数据转发,而且需要根据节点故障概率的动态变化进行自适应的调整。为此设计了用户/管理数据包选择性转发策略,并基于Linux开源代码进行了具体的功能实现。实验结果表明,基于用户/管理数据包选择性转发策略的铁路无线Mesh网络能正确而高效地进行数据转发,同时可根据Mesh节点故障概率的动态变化进行自适应的转发路径调整。

铁路无线Mesh网络多跳传输性能研究与分析

由于铁路无线Mesh网络的无线跳数多,承担的数据回传任务重,必须解决多跳传输难题。本文基于Linux开源代码构建铁路无线Mesh网络实验床,对其多跳传输问题进行了深入的实验研究与分析。研究结果表明,采用多模Mesh节点结构、混合频道复用方案和非对称带宽分配机制的铁路无线Mesh网络不仅有效地改进了多跳传输时带宽急剧下降问题,而且大幅提高了无线骨干回传链路的基准带宽。

采用多无线模块的AP间硬切换的实验研究

在车载Internet等快速移动应用环境下,由于障碍物遮挡等原因,当前通信链路可能突然与当前AP失去连接,如何实现快速的AP间硬切换成为基于WiFi的车-地互联系统的关键技术之一。为此,可采用一种基于多无线模块的方法将主从两块无线网卡捆绑为一块虚拟网卡,当检测到主链路失去连接后迅速切换到从链路以实现快速的AP间硬切换。为验证该方法的有效性,建立了AP间硬切换实验床,通过改变当前AP的工作状态以触发主从无线模块的硬切换进程,从而系统地研究和分析AP间硬切换导致的网络延迟和带宽变化。实验结果表明,该方法的AP间硬切换延迟仅为300～400ms,网络带宽基本不受影响。

基于实验方法的移动IPv6切换性能研究

移动IPv6标准比移动IPv4在移动性、安全性、扩展性和路由效率等很多方面有了明显改进,成为解决移动IP潜在的最优方案之一。而切换是移动IPv6的关键技术之一,透明、平滑、快速的网络切换是保证移动节点在移动过程中保持不间断网络连接的基础。该文基于Linux系统建立了移动IPv6实验床,对其MAC层、IP层切换做了一系列实验研究。根据对比实验研究,得出无线网络ESSID和频道等因素对切换性能的影响。通过对实验数据的统计分析,得到各主要切换步骤的时延分布,提出了改进切换性能的几种方法。