关于多跳链路负载均衡的拓扑控制算法

拓扑结构是无线传感网络(WSN)的基础,通过对网络拓扑结构的控制,可使网络资源得到合理高效的利用.本文在经典邻近图算法的基础上,考虑到链路通信能耗最小化和均衡性的问题,提出一种新的基于本地信息的公平选择机制.通过分析多跳链路的结构特点,得出节点间相互选择的权值参数,并将节点的初始能量和剩余能量计入权值,使节点选择的数据链路传输节点是自己的逻辑邻节点.对比K-邻近图算法,实验结果显示,本文算法可使网络能量消耗更加均衡,能够延长网络生存周期.

无线多跳链路选频通信

加入无线中继节点构成多跳传输链路,可以实现较长距离的无线通信。本文在已有文献的基础上,重点研究救灾机器人和遥控终端间的选频建路协议,在链路各节点间按照选频通信的方式搭建传输链路;并在"全节点比例定时交替传输协议"基础上加入选频通信,设计选频传输协议,避免数据包间的相互碰撞。经仿真测试,设计的协议按照选频通信方式搭建了传输链路并实现了数据的无碰撞双向传输。

工业无线多跳多信道通信链路优化研究

工业无线技术推广应用的主要瓶颈是通信可靠性难以满足要求。多跳无线通信中,各子链路通信质量都直接影响端到端可靠性,可靠通信面临更多挑战。针对这种情况,研究了多跳多信道通信链路,通过优化时隙和信道资源提高端到端可靠性。建立了工业无线通信多跳多信道链路模型,研究了实时性约束下链路端到端可靠性最大化问题,提出了优化模型;将优化问题转化为资源调度问题,进而用贪婪算法进行了求解,从而提供了一种易于现场应用的轻量级优化算法。开发了相应的半实物仿真平台,验证了算法的有效性。

基于动态帧结构的多跳中继链路的资源分配

在基于TDMA传输方式的多跳再生中继链路中,通过引入动态的帧结构设计使该链路上的每一跳传输所占用的时间可以进行调整。提出了在这种帧结构下多跳再生中继链路的资源分配算法,目的是在保证用户QoS需求的前提下使整个链路总的发射功率达到最小。仿真结果表明,相对于采用固定帧结构的资源分配算法,该算法能够降低总发射功率,同时能够降低用户不满意的概率。

生物无线传输链路的研究

经自组织网的方式,将采集的脉搏、血压、温度等传感器信息,传输到汇聚节点,通过低功耗的无线收发模块转发到达基站,构成多跳传输链路,并提出一种转发控制算法,分析了模块的传输速率,实现比例可调的上下不对称双向传输。

多跳虚拟MIMO系统中随机接入的MAC方案

针对多跳虚拟多输入多输出系统及其动态资源分配进行研究。基于信道模型构建多跳虚拟多输入多输出系统的传播和连接模型,并提出一种分布式MAC方案。通过一个帧ALOHA协议把时间轴分割成帧(每一帧由给定数量的时隙构成),将时隙资源独立分配给每一跳,多跳链中的每个虚拟天线阵列随机选择一个时隙,实现在每一跳上的节点独立选择无线资源;对基于帧ALOHA协议的系统性能进行详细分析,得到它们的解析表达式。仿真结果表明,所提方案有较好的系统性能,优于集中式资源分配方案。

基于STK的海上卫星通信链路建模与仿真

文章对海上远距离航行船只卫星通信链路连通性进行了研究,在理论分析卫星通信系统组成、天线和信道模型基础上,基于STK/Comm通信分析模块和软件集成的发射机和接收机模型、大气吸收模型、雨衰模型,完成链路参数设置,构建包括星间链路的卫星通信链路仿真环境,利用软件动态处理能力完成三维态势可视化显示,生成了详细海上卫星通信多跳链路性能报告,并对可能存在的干扰进行分析,为海上卫星通信链路的设计提供重要参考。

一种自适应的高精度可用带宽测量算法

针对现有可用带宽测量技术在突发背景流及多跳链路下测量精度较低的问题,提出了一种自适应的高精度可用带宽测量算法FPU-ABM(Five-Packet-Unit for Available Bandwidth Measurement);该算法采用五包结构构成探测单元,结合TTL值设置,分别测量瓶颈链路前后的探测包间隔,提高了在多跳链路下带宽测量精度;算法根据反馈包的间隔自适应地调整探测速率,加快了测量速度且减小了探测流对网络的入侵度,增强了算法的适应性;仿真表明,在多跳链路下TFP-ABM算法的测量精度可达到10%以内,相比现有算法,TFP-ABM响应速度快、测量精度高、适应性好。

公交数据驱动的城市车联网转发机制

在城市车联网中,由于交通状况复杂多变和出行路线多样性等特点,网络拓扑动态变化,车辆之间通信链路不稳定,影响着车联网数据传输性能.作为城市中重要的公共交通设施,公交车具有固定的行驶路线和发车时间,且公交线路广泛覆盖城市街道.与私家车相比,公交车是更好的数据携带者和转发者,有助于实现更可靠的车车通信.为此,提出公交数据驱动的城市车联网转发机制,简称BUF,旨在通过分析公交线路数据,选择合适的公交车做为转发节点,提高城市车联网数据传输效率.首先构建公交站点拓扑图,以目标场景中所有公交站点为顶点,在公交线路连续通过的站点之间连边,依据2个站点之间的预期公交车数量和距离计算边权值,进而使用迪杰斯特拉算法计算由源站点到目的站点的最优传输路径.为保证数据沿最优路径传输,优先选择与最优路径的后续站点重合度大于零的邻居骨干公交做为转发节点,且重合度越大越优先转发;当不存在骨干公交时,选择后续将经过期望的下一站点的邻居公交为转发节点,称为候补公交.针对不存在骨干公交和候补公交的场景,利用私家车建立多跳链路来寻找合适的公交转发节点,从而加速数据转发.使用北京市真实路网和公交线路数据的实验结果表明:与其他方案相比,BUF机制实现了更高的数据传输率和更短的传输时延.

矿井救灾机器人通信系统设计

为实现救灾人员与机器人间的遥控以及数据(包括视频、音频等)的采集和传输,设计一个实用、可靠的通信平台.该平台能同时利用光纤和无线电波两种传输媒质实现双向通信,以提高系统可靠性和灵活性.具体讨论了通信系统的功能和构成,设计了接口电路,完成了数据复接和分接.该研究提出的无线多跳链路的全节点按比例定时交替传输方法,能实现传输速率比例可调的双向不对称传输.

基于非液体流模型的可用带宽测量精度

现有的可用带宽测量技术大多基于单跳链路和液体流模型,在突发背景流及多跳链路下测量精度较低。因此,分析了更符合网络实际的非液体流模型,提出了一种参数设置方法,减小了探测包长、探测速率、背景流速率及背景流包长等因素对测量精度的影响。在此基础上,改进了探测包对结构,该结构结合生存时间(TTL)值设置减小了探测包对间隔的测量误差,增强了带宽测量算法在多跳链路环境下的健壮性。仿真表明,基于非液体流模型的参数设置方法及改进的包对结构提高了可用带宽测量精度。

一种基于M/D/1排队模型的可用带宽测量算法

由于液体流模型不能反映实际背景流的突发性及包长分布,基于液体流模型的可用带宽测量技术在突发背景流及多跳链路下测量精度较低。因此,提出了一种基于M/D/1排队模型的高精度可用带宽测量算法FPU(five-packet-unit for available bandwidth measurement)。该算法采用五包结构构成探测单元,结合探测包TTL值设置,分别测量瓶颈链路前后的平均探测包间隔,并基于M/D/1排队模型计算可用带宽,减小了背景流的抖动及多跳链路带来的测量偏差。探测时,大部分探测包在瓶颈链路前后被丢弃,减小了探测流对网络的入侵度。仿真表明,相比现有算法,FPU算法具有更高的测量精度和更好的适应性。