Traffic Scheduling in WDM Passive Optical Network with Delay Guarantee

IntroductionWDM passive optical network (PON) is an at-tractive solution for future broadband access net-work in that it offers the potential of large capaci-ty, network security and data transparency[1]WDM PON connects the optical line terminal( OLT ) with multiple optical network units(ONU) through a splitter. The OLT has an arrayof m fixed-tuned transceivers, each tuned to a dif-ferent wavelength. Each ONU is equipped withone fixed transmitter (control channel) and onetunable trans…     

轨道交通中异构智融车载网络发展综述

从蜂窝无线接入技术、非蜂窝无线接入技术、异构智融车载网络接入技术三方面，分析了国内外轨道交通车载网络的研究现状；针对非蜂窝无线接入技术和蜂窝无线接入技术的问题，阐述了协同利用轨道交通周边异构无线资源进行网络融合、协同通信的优越性；从网络模型、网络架构两方面论述了异构智融车载网络的融合方案；结合智能轨道交通业务需求，从可靠性和资源利用率两方面对现有的异构智融车载网络研究进行了系统性的归类梳理；从人工智能、安全性和云边结合三方面提出未来异构智融车载网络的发展趋势。研究结果表明:异构智融车载网络可靠性分为网络架构的可靠性和数据传输的可靠性，其中在网络架构可靠性方面，主要研究了通过冗余网络架构、车云传输架构、软件定义网络构架和智慧协同网络架构4种方式提升可靠性，在数据传输可靠性方面，主要研究了通过多路径传输、网络编码和切换算法降低传输过程中的丢包率；异构智融车载网络资源利用率分为无线接入的资源利用率和链路调度的资源利用率，其中在无线接入资源利用率方面，主要通过信道状态预测、频谱划分、频移补偿3种方式增加网络吞吐量，提高资源利用率，在链路调度的资源利用率方面，主要通过调度算法、接收缓存算法和拥塞控制算法来减少异构链路对数据传输的影响，降低数据重传次数，提高网络资源利用率。      

一种无线通信网中的跨层分组调度方案

提出了基于未来无线多媒体通信标准下的一种跨层分组调度方案,在调度时,首先对多媒体混合业务进行了合理分类,即实时性业务和非实时性业务;在调度优先级的确定过程中,利用跨层优化的思想估算优先级公式中的相关参数,由此给出了跨层分组调度方案的具体算法流程.仿真结果表明,与传统经典的比例公平调度算法（PFS）相比,该方案在实时性、数据吞吐量、信道利用率等方面具有更好的性能.     

基于遗传算法的道路车辆自组织网络源路由机制

在当前基于交叉路口的城市车辆自组织网络(VANETs)路由协议中，道路上数据包传输大多采用基于地理位置的贪婪转发策略，当数据量较大时，个别节点负载较重，极易引起传输延迟增大乃至丢包的情况.本文提出了一种基于遗传算法的源路由机制，通过记录单体车辆的驾驶信息而非传统方法中的车流均值数据，来预测道路上车辆网络的连通情况，并借助遗传算法，首次基于道路连通性、节点负载和连接跳数这3 点综合考虑，计算得出道路上最佳的源路由节点序列.仿真实验结果表明，在传输率与延迟时间上，性能均优于传统的贪婪路由机制，尤其在车流量为250 veh· lane-1· h-1时，传输率提升约13%.该研究可为智能交通信息通讯提供可靠助力.     

基于遗传算法的道路车辆自组织网络源路由机制

在当前基于交叉路口的城市车辆自组织网络(VANETs)路由协议中，道路上数据包传输大多采用基于地理位置的贪婪转发策略，当数据量较大时，个别节点负载较重，极易引起传输延迟增大乃至丢包的情况.本文提出了一种基于遗传算法的源路由机制，通过记录单体车辆的驾驶信息而非传统方法中的车流均值数据，来预测道路上车辆网络的连通情况，并借助遗传算法，首次基于道路连通性、节点负载和连接跳数这3 点综合考虑，计算得出道路上最佳的源路由节点序列.仿真实验结果表明，在传输率与延迟时间上，性能均优于传统的贪婪路由机制，尤其在车流量为250 veh· lane-1· h-1时，传输率提升约13%.该研究可为智能交通信息通讯提供可靠助力.     

一种无线多跳网络业务性能跨层优化方法

为满足无线Mesh网络和Ad Hoc网络业务不同性能的要求,提出了一种跨层优化算法,给出了保证业务平均误包率的自适应调制编码的实现方法,并结合信道、冲突、缓冲区和业务要求等分析了业务性能.在此基础上,提出了调节误包率、优化业务吞吐率,并通过加权以满足业务不同吞吐率和延迟要求的优化算法,优化综合了物理层、MAC层、链路层和业务要求的影响.为验证算法的正确性,进行了仿真分析.结果表明,在给定的参数下,与未优化相比,丢包率约减小35.3%,延迟约降低65.6%.     

基于分组的宽带CDMA网络呼叫接纳控制方案

以宽带CDMA网络为研究对象，结合3种主要业务类型（话音、视频、数据）的精确建模，提出了用户连接接纳控制与用户分组接纳控制协作的CAC机制，以及基于优先级的改进CAC方案．该方案根据无线分组网络中以分组为最小资源管理单位的特点，结合系统剩余容量以及不同类型业务的特点，为不同业务设置不同的接入准则．优先接纳对实时性要求高的用户连接和分组，同时尽可能地保证实时性要求较低业务的服务质量．仿真结果表明，所提出的策略有效降低了业务接人的阻塞率和平均接纳延时，同时提高了系统资源利用率．     

自供电路侧单元能量-时延均衡分组调度策略

考虑了自供电路侧单元在分组传输过程中能量收集、车辆到达与车速的随机性, 基于受限马尔科夫决策模型建立分组调度系统模型, 研究了分组平均传输时延与能量消耗; 分析了在能量队列约束下最小分组平均传输时延的优化问题, 提出了自供电路侧单元能量-时延均衡分组调度策略, 通过仿真试验分析了最优分组调度策略性能, 并与贪婪中继方案和Q-learning算法进行对比。仿真结果表明: 该分组调度策略具有双门限结构, 系统通过自供电路侧单元的能量队列状态以及到达车辆的车速状态确定决策变量, 使系统可以在考虑能量利用效率的前提下降低监测数据分组的平均传输时延, 保证自供电路侧单元在能量存储不溢出不耗尽的同时, 最小化系统分组平均传输时延; 在单分组发送模型中, 提出的分组调度策略的平均传输时延相比贪婪中继方案降低了15.7%, 相比Q-learning算法降低了13.5%;在批量分组发送模型中, 其分组平均传输时延相比贪婪中继方案降低了20.4%, 相比Q-learning算法降低了11.5%。      

一种分布式Ad hoc网络广播算法

在无线Ad hoc网络中,广播作为一种重要的通信方式被许多单播和多播协议用来完成其路由建立和维护工作.文中假设网络中所有的移动节点共享信道,并且节点不知道全局网络拓扑信息.因此网络中每个节点只能通过洪泛进行通信.但是采用洪泛方式广播,由于每个节点都要向其相邻节点转发报文,协议效率低、通信代价昂贵,而且还会带来广播风暴问题.为避免由于洪泛造成的广播风暴问题,文中提出一种分布式Ad hoc网络广播算法.该算法无需任何控制报文.算法简单易行,适合移动无线网络环境.仿真实验结果表明新的算法与现有算法相比更加有效和健壮.     

最小化网络总时延启发式遗传算法

路由选择算法是用于决定计算机网络每个结点输入的信息包应当从哪一个输出线路发送出去,以便使得某种指定的费用最小。提出了一种新的有效启发式遗传路由算法,以使网络总时延最小。该算法采用了启发式遗传路由方案,从而获得近似最优解。采用遗传算法的方法可以减少网络路由算法的运算规模,实现逐步求解。与其他已知类似算法相比较,该算法具有较小的时间复杂性。     

列车通信以太网周期数据时态约束调度方法

针对工业以太网调度方法以报文截止期为唯一约束的局限,提出了一种基于时态约束的列车通信网络周期数据调度表生成方法.首先基于时间触发机制改造列车以太网的通信与消息模型;其次利用网络设备通信参数与数据报文参数,提出周期数据通信的时态约束有向图量化模型;最后设计了基于可满足性模理论的调度表生成算法,求解单播及广播业务的周期数据调度表以验证算法有效性,并在实际列车通信网络的拓扑条件下进行调度性能测试及分析.实验结果表明:该调度算法能够解决部分传统算法不能调度的通信任务,满足更细化的周期数据调度需求并提升调度灵活性;调度性能测试中最大链路负载超过80%,可调度周期数据业务量达到1 000项.      

Two Bandwidth Packing Algorithms for the Centralized Wireless Network and Their Average-case Analysis

This paper presents a detail analysis of two bandwidth packing algorithms, used for processing connection requests in the centralized wireless network. Each call comes with a specific bandwidth request. A request can be satisfied only if there is sufficient bandwidth available during resource scheduling and allocation. Unsatisfied requests were held in a queue. The metric of bandwidth utilization ratio was used to quantify the performance of our algorithms. By theoretical analysis, our algorithms can improve the average bandwidth usage ratio significantly, about 8%~10% without adding much computation complexity. Moreover, our algorithms outperform next fit with fragmentation (NFF) algorithm when the bandwidth resource is scarce. In this paper, the contributions follows: Introducing bandwidth packing problem into wireless network; Proposing two new bandwidth packing algorithms for wireless network where the complicate scheduling algorithms are prohibited; Studying the average performance of our algorithms mathematically, which agree well with the simulation results.     

In-home power line communication media access control protocol based on collision resolution

Most existing media access control (MAC) protocols in power line communication (PLC) networks just discard the colliding data packets when collision occurs. The collision deteriorates throughput and delay performance of system under high traffic conditions. This article presents a novel media access scheme with fast collision resolution for in-home power line networks. It works by first recognizing the colliding stations through detecting the inserted unique ID sequence ahead of data packets, then the source nodes retransmitting their packets immediately after the collision slot. The proposed protocol maintains the benefits of ALOHA systems. It needs no scheduling overhead and is suitable for bursty sources, such as multimedia data packets. Computer simulations have demonstrated that this approach can achieve high throughput due to its ability of resolving collisions.     

一种新型环型局部网络的研究

本文提出了一种基于后补路径算法策略的单环双向局部网络。获得令牌的主控站可以选择最短的路径方向发送数据报文,同时沿相反方向传送含有主节点路径信息的控制报文,使得上述路径以外的各站在一定区间并行地传输报文。从而提高了通道利用率、吞吐量和网络可靠性。文中给出了性能模拟分析。     

面向智能内河航运通信的无线信道测量与典型信道特征

为了明确新一代移动通信技术服务智能内河航运的作用机理，基于内河航运无线通信发展现状和通信环境特殊性，搭建了4G和5G临时无线通信网络，分别对以长江武汉段为例的典型内河通信场景开展了实际信道测量活动，以探寻内河航运无线通信特性的影响因素；利用高精度无线信道测量仪采集了信道传输函数、信号接收强度、时延等信道参数；基于无线传播理论和抽头延迟线模型，提取了传输路径损耗、功率时延分布、时延扩展、多普勒扩展等典型无线信道特征；基于信道典型特征参数，预测了4G和5G无线传播信号在内河场景下的有效覆盖范围及信号传输速率，探究了内河航运无线通信的多径来源和时延分布。测量和分析结果表明:内河航运无线通信中，桥梁、岸边建筑、过往大型船舶等均为无线传播信号多径效应的主要来源；桥梁可以造成最大18.0 dB的衍射损耗，岸边建筑和过往船舶遮挡会分别造成25.0、10.6 dB的能量衰减；4G无线通信的最大测量速率为95.32 Mb·s-1，而5G通信测量速率最高可达0.72 Gb·s-1；大型过往船舶还会造成均方根时延扩展增大约754.94 ns。可见，根据内河通信特殊环境构建合适的新一代移动通信专网，可以更好地为智能航运提供通信保障服务。      

无线多媒体传感器网络QoS路由博弈算法

由于传感器网络节点采用电池供电,单个节点能量的过度消耗会导致网络的失效,因此传感器节点可能因为能量限制而拒绝转发数据.正是因为传感器节点存在这种潜在的自私行为,传感器网络路由问题可以描述为一个减少节点能量消耗而获得最大网络效益的博弈问题.文中提出了一种无线多媒体传感器网络QoS路由博弈模型,并证明了纳什均衡的存在性.同时,给出了一种基于混合纳什均衡的无线多媒体传感器网络QoS路由算法.     

Robust buffer management mechanism in quality of service routers

Active queue management (AQM) is essentially a router buffer management strategy supporting TCP congestion control. Since existing AQM schemes exhibit poor performance and even instability in time delay uncertain networks, a robust buffer management (RBM) mechanism is proposed to guarantee the quality of service (QoS). RBM consists of a Smith predictor and two independent controllers. The Smith predictor is used to compensate for the round trip time (RTT) delay and to restrain its negative influence on network performance. The main feedback controller and the disturbance rejection controller are designed as proportional-integral (PI) controller and proportional (P) controller by internal model control (IMC) and frequency-domain analysis respectively. By simulation experiments in Netwrok-Simulator-2 (NS2), it is demonstrated that RBM can effectively manage the buffer occupation around the target value against time delay and system disturbance. Compared with delay compensation-AQM algorithm (DC-AQM), proportional-integral-derivative (PID) algorithm and random exponential marking (REM) algorithm, the RBM scheme exhibits the superiority in terms of stability, responsiveness and robustness.     

AN OPTIMIZED SCHEME FOR FAST HANDOFF IN IP-BASED CDMA WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS

IntroductionMobility as an essential characteristic of wire-less network has received considerable attention inrecent years.A number of system- specific solu-tions have been developed for2 G( such as GSM)and 3G( such as UMTS) wireles networks.Fromthe Internetpointofview these solutions can be re-garded as layer- 2 solutions for wireless access net-works working transparently to the layer- 3 ( IPlayer) [1] .The evolution of wireless network is be-ing strongly influenced by mainly two compo…     

七种因素对NCS性能的影响

在建立NCS仿真系统的基础上，用TrueTime工具箱，分析了时延、扰动、丢包率、采样周期等不确定性因素以及网络通信模式、调度算法等对NCS性能的影响，实现了对网络控制系统的实时仿真，给出了仿真结果和相关结论，从仿真结果可以看出TrueTime工具箱对网络控制系统的实时仿真的有效性，对深入理解和研究NCS有一定的帮助．     

复合可重构Ad Hoc网络

随着众多无线通信网络标准的不断涌现,如何解决不同Ad Hoc网络之间互操作性差这一问题逐渐引起了各界的重视,此方面现有研究成果大都集中在重新设计MAC层协议或是链路选择协议上.本文提出了一种新的Ad Hoc网络结构,并解释了这一网络结构所采用的分簇算法、利用可重构终端实现优选物理链路的实现方案,用于解决互操作性差的网桥机制.针对这种全新的网络结构,文中还给出了基于Matlab的仿真平台的实现方法.仿真结果显示,这一新的网络结构可以在小幅增加网络平均时延的代价下提高全网络的数据包投递率.