基于时隙调度的DTRA改进协议

提出一种基于时隙调度的DTRA改进协议——SDTRA协议。在邻节点发现阶段,通过发送时间随机抖动,减少发现过程中的冲突;在时隙调度阶段,提出基于贪婪算法的边着色法,调度节点的可用时隙,同步的时隙调度方案更好地保证了对Qos的支持。仿真结果表明,与DTRA协议相比,改进协议在邻节点发现效率、时隙利用率和吞吐量上有较大改进。

无线传感网中基于可变聚合率的时隙调度

针对任意数据聚合率模型下的时隙调度问题,研究了在不同调度周期下进行的各节点时隙分配算法的sink节点汇聚的数据信息量和网络节点能量消耗的变化情况.通过对节点调度时隙分配的优化,使其在满足sink节点汇聚的数据信息量的同时延长网络节点的寿命.仿真结果表明,在大于一跳节点最小调度周期的基础上,适当增大调度周期,并依此进行节点时隙的分配,可以使sink节点汇聚的数据信息量提高,而且网络的寿命也相应提高.

传感器网络中一种实时的自适应时隙调度算法

无线传感器网络节点数目众多,MAC协议为节点分配工作时隙面临能量利用不高、节点延时较长等方面的难题。目前基于时隙调度的MAC协议一般采用等长的时隙大小,不能适应数据流量变化大的网络且忽略与网络层的融合,没有利用路由层信息来减低时隙分配算法性能代价。提出一种基于路由转发树的时隙调度算法(ATSA),网络采用簇结构,在簇内构造一棵路由转发树,根据路由转发树形成的路径信息对节点实时获取节点每轮需要发送的数据量大小,根据节点的数据量大小来分配节点每轮需要的时隙,然后由簇头据此动态地为成员节点分配时隙,降低时隙划分的能量和时间代价,减少空闲侦听时间,避免串音。仿真表明,该算法有效地提高了网络能量利用效率,延长了网络生存周期,降低数据包的延时。

一种基于IEEE802.22标准TSS策略的跨层时隙调度方案

该文首次将跨层设计思想引入IEEE802.22标准草案里关于感知时隙调度方案的设计中。为达到提高系统整体性能的目的,采用跨层设计思想,对目前IEEE802.22草案中关于TSS(Two-Stage Sengsing)方案中的参数作了进一步研究和定义。从两方面提出一种新的关于MAC层感知时隙调度的方案。一方面,基于物理层的无线衰落信道二阶统计特性定义了快速感知时隙的调度频率;另一方面,以最大化非授权用户传输吞吐量为目标,得到细微感知的最佳持续时间。结果证明该文提出的方案使MAC层的TSS方案更加明确、有效并能适应不同传输环境变化的目的。

基于预测和优先级的时隙调度策略

为了提高数据传输的有效性和可靠性,针对不同业务的不同QoS(Quality of Service)要求,提出了一种基于预测和优先级的IEEE 802.16时隙调度策略。根据不同业务的不同优先级,预留出时隙,优先将时隙分配给优先权高的业务使用,以满足不同业务的不同QoS需求;同时对SS发出请求和BS响应请求时间段到达的数据进行预测,进一步优化时隙调度策略,改善时延特性。仿真结果验证了其有效性。

基于分布式时隙调度协议的战术互联网媒体访问控制技术

在分析现有移动无线网络TDMA时隙调度问题的基础上,根据战术互联网骨干网拓扑与业务需求,结合跳频电台的特点,提出了一种新的动态分布式TDMA时隙调度协议(DTSP),能够适应不同业务需求,支持单播、广播和组播。DTSP协议以无冲突的预留提高系统吞吐量,以渐增方式适应动态拓扑变化,动态调整的开销较小。最后,以DTSP时隙单播预留协议为例,进行了详细分析和复杂度计算。

基于平滑轮询的DVB-RCS时隙调度

将平滑轮询调度算法(SRR)应用于DVB-RCS卫星网络的时隙调度中,实现了回传信道卫星终端(RCST)用户获得的时隙位置在调度表中均匀分布。首先按权值降序对RCST用户排序,采用向量来表示权值的二进制编码。以这些权值向量作为行向量来表示权值矩阵,同时根据权值向量的维数来构造权值扩展序列。结合权值矩阵,通过遍历权值扩展序列来确定RCST用户的调度顺序。仿真结果表明与轮询(RR)调度算法相比,基于SRR的时隙调度算法缩小了业务包时延的变化范围,降低了包时延标准差。

基于链路选择因子的高速无线个域网自适应时隙调度算法

本文提出了一种基于链路选择因子的高速无线个域网自适应时隙调度算法。在利用服务曲线对网络QoS需求进行建模的基础上,结合由链路质量获得的实时最优帧长,算法可以得出各个链路的选择因子。同时,选择因子的控制参数k能够决定调度算法的偏重点是链路质量还是业务QoS。仿真结果表明,该算法能在保证网络公平性的基础上有效地提高系统吞吐量。

大跨度天基数据链的TDD时隙调度分析与优化

针对天基数据链系统卫星间的传播时延较大且节点间距离变化较大等特点,提出了一种提高时频资源利用率、提升系统容量、减小时延的方法。在时分多址与空分多址相结合的接入方式下,进行了时隙调度的分析与优化,利用卫星星座的空间复用与大跨度传播时延特性,采用时隙编排、收发状态调整、帧格式优化等手段,将信道利用率和系统容量提升了1倍,将卫星节点在某一方向获得服务的平均等待时间缩短为原来的1/4,提高了天基数据链系统的服务质量。

基于多碰撞区域水声网格拓扑时隙调度研究

针对水声半双工传感器网络中能够实现广域通信的网格网络节点不满足单碰撞域的假设,导致网络吞吐量的下降问题.利用大传播时延的TDMA水声MAC协议原理出发,以Super-TDMA协议作为框架进行建模,而该协议都是对固定碰撞域的假设下研究网格拓扑的时隙调度.对此在可变碰撞域的条件下,理论推导水声网格传感器网络在可变碰撞域的假设下时隙调度的吞吐量上限.并使用启发搜索算法设计了达到吞吐量上限的时隙调度矩阵.该算法是根据节点传输的约束条件得出各节点无干扰传输的时隙调度矩阵.通过仿真结果表明,在一定理想约束条件下,设计的时隙调度矩阵可以达到理论吞吐量上限.

基于确定时隙调度的列车以太网卡的设计与实现

目前基于以太网的列车网络控制系统中的以太网卡普遍采用软件的方式实现通信功能,但在收发列车实时数据协议(TRDP)报文时存在实时性差和不确定性高的问题。文中从报文处理角度详细分析了该缺陷的来源,针对性地提出了一种基于确定时隙调度的列车以太网卡设计,介绍了其硬件和软件设计方案并完成了实现。搭建测试环境进行比对测试,验证了该以太网卡对TRDP通信实时性和确定性的改善。

基于TSCH的工业无线网络流量自适应传输调度机制研究

当今LLN网络设备要满足低功耗要求的同时必须支持多种业务数据的传输,所以需要一种动态调度算法提高网络的可靠性。虽然基于IEEE 802.15.4标准的时隙信道跳变(TSCH)技术可以满足LLN的需求,然而现有的TSCH调度算法缺少灵活性。为了解决这一问题,本文提出了基于TSCH的流量感知自适应调度改进算法(Enhanced Adaptive Transmission Scheduling Mechanism,EATSM)。本文通过自相似性采样方法采集各链路流量信息,在准确获取各个邻居链路流量之后进行按权按序为每个邻居链路分配时隙数量与位置,保证传输可靠性的同时又能做到调度灵活性。通过理论分析与实验数据对比,本文提出的EATSM调度算法设计相比较于主流自适应调度算法,数据包投递率为99.57%,提高了0.26个百分点,节点运行占空比为0.34%,减少了0.88个百分点。

主用户干扰约束下的机会频谱接入感知-传输时隙优化调度

提出一种基于主用户干扰约束的机会频谱接入感知-传输时隙调度优化方案。首先,推导切换机制下认知系统的吞吐量和主用户干扰率,建立感知时间和感知周期联合优化模型;然后,在主用户干扰率和次用户感知质量双重约束下,推导了可最大化认知系统吞吐量的最优感知时间和感知周期的闭合表达式;最后,阐述了时隙优化调度方案并计算了认知系统可获得的最大吞吐量。仿真结果表明,所提出的时隙调度方案可以为认知系统提供更高的吞吐量,并更好地适应主用户干扰率和感知质量约束的变化。

基于节点-时隙调度的WSN传输性能提升策略

针对无线传感器网络在传输过程中存在的吞吐量不足、时延较大、能耗过高等服务质量(QoS)问题,将动态顶点染色算法进行改进并和差分进化算法结合,提出基于动态节点染色的时隙调度算法.在信息种群的传输过程中,依据节点信息的重要程度为节点划分优先级;通过顶点染色将优先级不同的节点标注,为不同优先级种群预留时隙;通过对节点-时隙的动态调度完成对网络性能的提升和优化.在Matlab平台上进行对比仿真试验,结果表明:和现有的方法相比,此方法能让网络的吞吐量最多提升44.5%,时延最多减少12.5%,能耗最多降低20.8%,有效提升了无线传感网络的传输性能.

时间感知整形调度技术研究

IEEE时间敏感网络TSN(Time Sensitive Network)工作组专门致力于在标准以太网上增加实时传输能力,并于2016年公布了IEEE802.1Qbv标准,提出了时间感知整形TAS(Time Aware Shaper)方案,引起学术界广泛关注。TAS虽然隔离了普通流对时间敏感流的影响,但是在每个节点,TAS为这些流分配了同一个缓存队列,然而标准没有讨论如何隔离同一队列中时间敏感流之间的影响。本文针对多条时间敏感流缓存于同一队列导致的时延抖动问题,分析了采用边界条件限制的解决方案存在的扩展性问题和带宽利用率问题,提出了采用多队列缓存的TAS问题模型,并进一步阐述了TAS问题研究思路。

基于OMNeT++的大规模确定性网络仿真实践

时间敏感网络(TSN)和确定性网络(DetNet)是确定性网络整体解决方案的重要组成部分,目前产业界还缺少这两种技术在大规模联合组网方面的研究。在OMNeT++仿真平台基于时隙调度实现了TSN和DetNet联合组网的确定性转发,并打通了控制器和仿真系统的通道,实现了转控协同的确定性仿真网络。重点介绍了对于仿真系统的改造,以及基于此的大规模跨域场景下确定性业务的端到端时延和抖动性能研究。结果表明,在大规模跨域场景下,时隙调度的机制可以提供端到端的确定性业务保障。

控制与数据分离的工业无线传感器网络设计

现有无线传感器网络主要工作在分布式系统下,难于管控。为了解决无线传感器网络在工业应用中所面临的挑战,基于Wireless Hart工业无线传感器网络标准提出集中控制的思想,研究设计适合工业无线传感器网络系统控制与数据转发分离的网络架构,并且设计实现符合Wireless Hart标准的TDMA时隙调度算法。文中提出的网络构架和时隙调度算法可以根据工业应用的业务需求灵活分配通信资源。从而减轻节点设备的处理压力,提高节点的灵活快速响应能力,实现可靠实时的工业无线传感器网络。

基于簇的无线传感器网络实时负载的研究

针对传感器网络处于不同的负载环境下,动态地分析每轮需要的时隙大小,针对节点处于非连续的单跳同构网络,节点数据量变化较大,提出一种基于簇的传感器网络流量负载时隙调度算法(CTRSA)。算法采用簇结构,每轮时序周期内,簇首节点实时地采集成员节点数据量的信息,据此决定成员节点的时隙。实验分析和仿真表明其能够显著提高WSN的能量有效性,延长网络的寿命。

基于TOF技术的煤矿井下精确定位系统设计与实现

针对煤矿井下精确实时定位的需求,提出了一种基于TOF技术煤矿井下精确定位系统的设计与实现方案,通过分析矿井巷道的一维线性空间特点,采用主、辅读卡器实现精确定位和方向判断,并采用时分方式解决无线信号冲突问题,极大地提高了系统容量和定位精度。测试结果表明该系统定位精确达到了5 m以内,能够实时提供井下人员或设备的准确位置及活动轨迹。

两跳中继TDD-CDMA蜂窝网络容量分析

为了增加传统TDD-CDMA蜂窝网络的上行链路容量,采用了两跳中继方式.在两跳中继蜂窝网络模型的基础上,提出了2种时隙调度方法:时隙同步调度与时隙反转调度.分析这2种方法下中继站和基站的小区内和小区间干扰情况,分别得到其在目标小区中的总干扰功率.通过数值计算,获得两跳中继TDD-CDMA蜂窝网络的上行链路容量闭合表达式,并讨论了2种调度方法对系统性能所产生的影响.实验结果表明,采用时隙同步调度方法时,目标小区内部区域可容纳更多用户;采用时隙反转调度方法时,目标小区外部区域可容纳更多用户.因此,时隙同步调度方法适用于小区内部区域负载较高、外部区域负载较低时的情况,而时隙反转调度方法则适用于小区内部区域负载较低、外部区域负载较高时的情况.