收藏本站
《中南大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于网络演算的无线Mesh网络QoS性能研究

漆华妹  
【摘要】: 无线Mesh网络(Wireless Mesh Networks, WMNs)是一种高容量高速率的分布式网络,不同于传统的无线网络,可以看成是一种WLAN和Ad Hoc网络的融合,且发挥了两者的优势。具有可靠性、自组织性和自愈性等特点。随着人们对网络通信需求的增加,人们对无线Mesh网络的要求越来越高,并且希望能够提供QoS保障。因此,无线Mesh网络的QoS性能研究显得越来越迫切和重要。然而,无线Mesh网络的无线多跳通信以及带宽受限等特点,都使得在无线Mesh网络中QoS的研究困难,给广大研究人员提出了挑战。研究提高无线Mesh网络性能,有效实施网络QoS控制,避免网络拥塞,具有重要的研究价值。 本文以无线Mesh网络的QoS性能问题为主要研究对象,在对无线Mesh网络的流量特征进行深入分析的基础上,针对无线Mesh网络中无线链路不稳定、信道误码率高以及流量的统计性等特点,利用网络演算(Network Calculus)理论系统地研究了基于网络演算的无线Mesh网络QoS性能模型。本文的主要研究成果和创新点如下: (1)基于随机/统计网络演算理论,构建了无线Mesh网络流量模型WgSBB(Wireless generalized Stochastically Bounded Burstiness)。 在总结分析目前国内外网络流量模型主要研究成果的基础上,基于随机/统计网络演算理论,提出了一种适合于无线Mesh网络的业务流的流量模型WgSBB,该模型采用队列长度进行统计描述,构造了无线Mesh网络单节点和多节点的WgSBB流量模型,其突发函数受限于一个最小加卷积函数,表明其具有较严密的边界函数;阐明了它的求和特性和输出流量特征及其输入输出关系,从理论上证明了每个资源的流量特征,研究表明该模型能正确地描述无线Mesh网络业务流量特征的实际情况。 (2)基于随机/统计网络演算理论,提出了适应于无线Mesh网络网关通信量的贪婪分形漏桶整形器(Greedy Fractal Leaky Bucket, GFLB),推导了GFLB的性能。 基于随机/统计网络演算理论,给出了适应于无线Mesh网络网关通信量控制的贪婪分形漏桶整形器GFLB的一般数学模型,并推导了GFLB的输出特性、队列长度与延迟等性能,讨论了GFLB的引入对网络端到端延迟以及数据丢失总量的影响,并得出GFLB的引入并不增加系统端到端延迟上界、不增加缓存容量需求等结果。这些分析工作和所得结果对于基于GFLB的业务流控制方案的评价和如何有效地调节和控制网关节点通信流具有实际意义。 (3)基于随机/统计网络演算理论,推导了基于GFLB的无线Mesh网络网关节点QoS性能随机/统计上界模型。 网关是无线Mesh网络的性能瓶颈,网关节点的缓存区队列长度上界、延迟上界以及延迟抖动上界在网络规划、设计及配置中具有重要意义。基于已有研究成果,引入GFLB对传输到网关的网络业务流进行整形,运用公平的带宽分配策略,分析了网关节点的QoS性能随机/统计上界模型,给出缓存区队列长度随机/统计上界、延迟随机/统计上界和延迟抖动随机/统计上界。数值分析结果表明:基于GFLB的网关可用带宽能公平地分配给各会话流,并隔离不同的会话流,各会话流互不影响;基于GFLB对网关流量整形,结合公平的带宽分配策略,能为无线Mesh网络网关业务流QoS提供性能上界保证;利用网络演算理论计算基于GFLB的网关QoS性能边界问题具有简单性和实用性。 (4)基于随机/统计网络演算理论,推导了网关与Mesh路由器端到端QoS随机/统计上界模型。 网关与Mesh路由器之间端到端QoS性能,其上界能否得到保证将直接影响拥塞和接纳等网络控制算法与策略的有效性。在对网络端到端QoS性能研究方面,利用随机/统计网络演算理论计算网关到Mesh路由器之间端到端通信流QoS性能上界,推导出基于缓存队列共享的无线Mesh网络单节点的队列长度随机/统计上界以及端到端队列长度随机/统计上界、单节点的延迟随机/统计上界、端到端延迟理想随机/统计上界、端到端延迟近似随机/统计上界、端到端延迟抖动随机/统计上界。证明了基于端到端有效服务曲线的无线Mesh网络通信量端到端延迟随机/统计上界具有更好的紧致性。数值分析结果分析表明,基于有效服务曲线和网络演算理论能很好地对无线Mesh网络通信流端到端随机/统计上界进行计算。这对无线Mesh网络环境中提供随机/统计的服务保证的有效控制、调度和管理具有参考价值。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN929.5

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 张大卫;胥良;漆华妹;杨亚彪;李海雁;;基于优化DSR协议的WMNs端到端QoS性能研究[J];昆明学院学报;2012年06期
2 高卓云;;宽带IP网络中综合数据通信的关键技术研究[J];黑龙江科技信息;2014年07期
3 赖明星;王高才;柴明;;具有自相似到达流的无线Mesh网络流量模型[J];小型微型计算机系统;2012年11期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李焕忠;基于随机网络演算的性能分析技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 徐雷;OFDM无线网络资源分配技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 何晔;AFDX航空通信网络协议研究及FPGA实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 柴明;基于ETS的自相似网络QoS性能评价[D];广西大学;2012年
3 彭小秦;无线网络中QoS驱动的资源分配研究[D];重庆大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 薛小平;李欣;张思东;;基于路由生存时间的Ad Hoc QoS路由[J];北京交通大学学报;2007年02期
2 傲丹,方旭明,马忠建;无线网格网关键技术及其应用[J];电讯技术;2005年02期
3 尹首一,林孝康;无线Mesh网络流量自相似性研究[J];电信科学;2005年04期
4 吴昱静,孙海荣,李乐民;长期相关过程的自相关对排队性能的影响[J];电子学报;1999年06期
5 王子君;许维胜;王中杰;吴启迪;;控制网络的确定性延迟演算理论研究[J];电子学报;2006年02期
6 唐宇波;段金蓉;刘玉嘉;;基于网络演算的测控局域网时延性能分析方法研究[J];飞行器测控学报;2006年06期
7 张连明;陈志刚;黄国盛;;网络演算理论及应用研究[J];计算机工程与应用;2006年27期
8 胡晓娅;朱德森;汪秉文;;基于网络演算的交换式以太网实时特性分析[J];计算机工程与应用;2008年01期
9 张信明;;聚集业务流特性与QoS性能界限的研究[J];计算机科学;2004年12期
10 王楠,侯紫峰,陈军,宋建平;基于分形理论的无线链路性能分析[J];计算机学报;2003年09期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 孙伟峰;基于802.11无线—有线结合网络的QoS研究[D];中国科学技术大学;2007年
2 张连明;基于网络演算的自相似网络性能上界模型研究[D];中南大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈一飞;;移动自组网络拓扑发现算法综述[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年01期
2 梁慧锋;;泡菜中亚硝酸根含量测定[J];安徽农业科学;2010年03期
3 熊严军;;水和废水中化学需氧量的测定研究[J];现代农业科技;2010年09期
4 侯继人;燃烧碘量法测定硫滴定终点判断新方法[J];鞍山科技大学学报;2005年02期
5 张晓娟;黎永秀;王胜碧;;分析化学教学改革初探[J];安顺学院学报;2011年02期
6 索鎏敏;华宁;韩英;康雪雅;;氧化沉淀法制备纳米级Mn_3O_4粉体及影响因素[J];微纳电子技术;2009年01期
7 熊轲;裘正定;张煜;郭宇春;张宏科;;QTNPOSS网络最大延时性能分析(英文)[J];北京交通大学学报;2011年02期
8 周立;赵然;于航;熊华钢;;航空电子WDM网络的实时性能分析[J];北京航空航天大学学报;2009年11期
9 穆向荣 ,张秀林 ,章守华 ,张弘 ,沈功田;双相钢的巴克好森效应[J];北京钢铁学院学报;1988年02期
10 张勇;蔡杰;宋梅;宋俊德;;多速率无线Mesh网络中节点吞吐量分析模型[J];北京邮电大学学报;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蒋富;彭军;闫军;刘伟荣;LIN Kuo Chi;;WMN中一种分期协同调度的分布式公平队列算法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
2 赵建利;刘教民;王震洲;孙祎;;智能变电站报文处理时延的不确定性研究[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
3 刘立龙;刘斌;文鸿雁;;移动基准站GPS快速求解整周模糊度的研究[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
4 肖云;夏哲仁;王兴涛;孙中苗;;一种改进的卫星重力测量数据处理方法-基线法[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
5 吴晓燕;车登科;戴芳;;影像与矢量结合的道路自动提取及变化检测[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
6 徐永书;张黎;夏定辉;;重庆市GPS综合服务系统的网络建设[A];重庆市测绘学会第三届优秀论文评选获奖论文暨2005-2006年度学术交流会论文选编[C];2008年
7 万奇灵;;区域土地利用总体规划中土地利用结构的优化设计[A];重庆市测绘学会第三届优秀论文评选获奖论文暨2005-2006年度学术交流会论文选编[C];2008年
8 秦昆;孔令桥;许凯;;智能空间信息处理课程体系研究[A];2009`中国地理信息产业论坛暨第二届教育论坛就业洽谈会论文集[C];2009年
9 王于丁;潘进;张晓芳;崔强;;无线Mesh网络安全协议的研究与改进[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
10 王瑾;张茹;;基于ECC的Ad hoc网络密钥协商方案[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(上册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 程军娜;基于形态学多尺度图像分析的海藻细胞图像分割及特征提取[D];中国海洋大学;2010年
2 孟涛;农村环境管理权均衡配置研究[D];中国海洋大学;2010年
3 姜登钊;中药百部归经的研究及其在海洋中药研发中的应用[D];中国海洋大学;2010年
4 邢坤;层状氢氧化镁铝的改性与成型及其对磷/氮阴离子的吸附脱除性能[D];中国海洋大学;2010年
5 倪丽萍;基于分形技术的金融数据分析方法研究[D];合肥工业大学;2010年
6 张龙冲;青藏高原东部地区马先蒿属植物繁殖特征和种子萌发研究[D];兰州大学;2010年
7 胡平平;多屏同步三维显示技术的研究和实现[D];中国电力科学研究院;2010年
8 史海莹;双排桩支护结构性状研究[D];浙江大学;2010年
9 邓睿;多源遥感数据和GIS支持下的台风影响研究[D];浙江大学;2010年
10 蒋廷臣;星载宽幅合成孔径雷达干涉测量形变监测理论与应用研究[D];武汉大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋天斌;油浸式变压器绝缘在线监测系统研究[D];华中农业大学;2010年
2 吕媛媛;基于本体的物流信息集成系统的研究[D];山东科技大学;2010年
3 林政文;基于NS2的Ad Hoc网络性能仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 白喜朋;基于作业的钢铁企业成本分析[D];大连理工大学;2010年
5 丛戎;基于跨层设计的无线信道分配策略的研究[D];大连理工大学;2010年
6 赵泓;聋人大学生身份认同与社会适应的关系研究[D];辽宁师范大学;2010年
7 戈宁;东北民歌女性角色演绎的“新探”[D];辽宁师范大学;2010年
8 汪泉;基于中国国情的城市公共交通换乘枢纽的分布模型研究[D];安徽农业大学;2010年
9 常志达;粉煤灰制备聚氯化铝工艺研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 王彬;砂性土路堤内部含水率变化规律室内试验研究[D];长沙理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周立;赵然;于航;熊华钢;;航空电子WDM网络的实时性能分析[J];北京航空航天大学学报;2009年11期
2 孙建设;;关于伽玛函数和不完全伽玛函数单调性的注记[J];纯粹数学与应用数学;2007年01期
3 杨云志;罗通俊;黄进武;;我国大型飞机航空电子系统的发展与思考[J];电讯技术;2007年04期
4 石锋;;航空电子全双工交换式以太网编址方案设计[J];电讯技术;2009年09期
5 钟杰;何民;王怀胜;郑力;;AFDX构架及协议分析[J];电讯技术;2010年01期
6 尹首一,林孝康;无线Mesh网络流量自相似性研究[J];电信科学;2005年04期
7 谌黎明;CAN总线技术特点及在DeviceNet现场总线中的应用[J];低压电器;2000年05期
8 王子君;许维胜;王中杰;吴启迪;;控制网络的确定性延迟演算理论研究[J];电子学报;2006年02期
9 季薇;郑宝玉;;无线传感器网络中基于NDMA的跨层协作多包接收[J];电子学报;2007年05期
10 杨卫东;马建峰;裴庆祺;;有限负载下802.11 DCF的性能分析及优化[J];电子学报;2008年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 辛建波;基于以太网的变电站自动化系统时延不确定性研究[D];华中科技大学;2005年
2 张连明;基于网络演算的自相似网络性能上界模型研究[D];中南大学;2006年
3 胡晓娅;基于交换式以太网的网络控制系统研究[D];华中科技大学;2006年
4 侯华;跨层无线资源管理算法研究[D];中国科学技术大学;2008年
5 陈京文;基于统计型演算论的网络服务性能分析[D];华中科技大学;2007年
6 刘健;下一代无线网络的跨层优化MAC协议研究[D];山东大学;2008年
7 唐志华;OFDM系统资源分配和调度策略研究[D];中国科学技术大学;2009年
8 邓凯;无线通信MIMO中的频率同步技术研究[D];电子科技大学;2009年
9 张然然;下一代无线通信系统的自适应传输技术研究[D];北京邮电大学;2009年
10 任娟;无线Mesh网络的资源分配及拥塞控制算法研究[D];北京交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴瑾;基于ARINC429通信的混合飞机驾舱实验系统[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 梁恩志;自相似及其对网络性能影响的研究[D];电子科技大学;2003年
3 邱春荣;端到端QoS控制策略研究及其在SHM中的应用[D];湖南大学;2005年
4 陈亚军;自相似网络流量的产生与研究[D];武汉科技大学;2005年
5 王峥;IP网络下的自适应区分服务体系研究[D];西北大学;2005年
6 马克刚;工业以太网在网络控制系统中的应用研究[D];合肥工业大学;2005年
7 李明辉;基于网络演算的网络建模方法研究[D];西南交通大学;2007年
8 钟伟胜;基于网络的实时调度策略研究[D];湖南师范大学;2009年
9 陈凯;自相似网络流量仿真与性能分析[D];北京交通大学;2009年
10 司文;网络流量自相似性分析与预测研究[D];天津大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 陈昕;徐彤;向旭东;万剑雄;;具有并行信道的认知无线网络性能评价研究[J];计算机研究与发展;2013年10期
2 陈越洋;顾平;张超;;基于SP调度策略的簇树型无线传感网络QoS上界研究[J];计算机与现代化;2014年07期
3 邱春荣;胡伏湘;;基于随机网络演算的WMSNQoS性能分析[J];长沙民政职业技术学院学报;2013年04期
4 袁哲;;基于遗传-蚁群混合算法的农产品物流信息平台的研究[J];数字技术与应用;2014年01期
5 袁哲;;农产品物流信息平台的负载性能测试研究[J];数字技术与应用;2014年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 冯权友;大规模众核微处理器互连网络体系结构及性能分析研究[D];国防科学技术大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尹桂杰,卢建川,邓洁;无线局域网关键技术与发展综述[J];电讯技术;2002年02期
2 李远建,冯玉珉;未来无线通信的关键技术——OFDM的原理及应用[J];当代通信;2003年04期
3 孙海荣,李乐民;具有自相似特性的业务及其对ATM网络性能的影响[J];电路与系统学报;1997年02期
4 于川;无线局域网技术及其在移动通信中的应用[J];电信技术;2002年09期
5 吴昱静,孙海荣,李乐民;长期相关过程的自相关对排队性能的影响[J];电子学报;1999年06期
6 王重钢,隆克平,龚向阳,程时端;分组交换网络中队列调度算法的研究及其展望[J];电子学报;2001年04期
7 舒炎泰,高德云,王雷;无线ad hoc网络中的多径源路由[J];电子学报;2002年02期
8 魏进武,邬江兴,陈庶樵;网络流量的联合多重分形模型及特性分析[J];电子学报;2004年09期
9 龙图景,李春文,孙政顺,姜培刚,刘金华;一种基于瑞利分布的VBR视频流的小波模型[J];电子学报;2005年04期
10 王子君;许维胜;王中杰;吴启迪;;控制网络的确定性延迟演算理论研究[J];电子学报;2006年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 袁琦,段世惠;Diffserv机制的研究及其仿真[J];电信网技术;2003年02期
2 邓大鹏,赵峰,解东宏,景琦;混合RFA/EDFA与EDFA的QoS性能比较[J];光通信技术;2005年10期
3 张蕾;苏锦海;张永福;;OPNET环境下DiffServ机制的仿真[J];计算机工程;2007年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 马涛;中国电信IP网管系统QoS子系统的研究和实现[D];北京邮电大学;2006年
中国知网广告投放
相关机构
>北京邮电大学
相关作者
>马涛
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026