导读:本文包含了无线分组论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:网络编码,无线网络,分组长度,IEEE802.11
无线分组论文文献综述
崔昊[1](2019)在《基于无线网络编码的最优分组长度建模与分析》一文中研究指出网络编码,是让中间网络节点对其收到的多个分组进行编码组合后再传输,以提升网络性能的一种技术。已有研究显示,与传统方法相比,网络编码可以显着提升网络的吞吐量、提高传输可靠性、降低投递时延。无线网络环境下,网络编码可以充分利用无线信道的广播特性,可以进一步提升无线网络的性能,在无线网络单播和组播通信方面得到了广泛关注。然而,无线信道的丢失特性极大影响了无线网络编码效率及其性能。在信道条件较差的情况下,数据包越长,分组的丢失概率越大;在信道条件较好的情况下,数据包过短又导致分组报头开销过高的问题。因此,如何结合信道状况,优化分组长度以最大化提升无线网络吞吐量,是网络编码研究中亟待解决的一个关键问题。本文针对流间网络编码和流内网络编码两种编码形式,分别考虑单播和组播两种应用场景,对不同情况的吞吐量进行建模,以求解吞吐量最大化情况下的最优分组长度,并进行仿真验证。本文的主要研究工作如下:(1)针对支持IEEE 802.11的两跳有损无线网络,研究流间网络编码情景下的最优分组长度问题。首先,针对不同分组接收情况,分析不同接收情况下的编码增益、信道广播增益和饱和信道接入收益、以及不同分组接收情况的成功接收概率,在此基础上,给出了网络吞吐量表达式,然后采用二分法求解吞吐量最大化的最优分组长度,最后,基于NS-2的仿真结果验证了分析结果的准确性。(2)针对结合随机线性组合网络编码的单跳无线组播场景,考虑均匀随机独立丢失链路模型,以组播吞吐量最大化为目标,建立分组长度与组播吞吐量的数学关系,推导得出最优分组长度,基于NS-3的仿真结果验证了分析结果的准确性。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院人工智能学院)》期刊2019-06-01)
阿德巴约(ADEBAYO,SEYI)[2](2019)在《用户体验质量分析(QoE)在分组丢失无线网络上的视频流中》一文中研究指出近年来无线网络成为各行业信息化建设所采取的必要网络架构、同时、随着网络带宽的增加、多媒体视频业务成为网络中传输的主要业务类型之一。因此、在无线网络视频传输中保障用户的QoE成为无线网络研究中的重要课题。首先、本文利用主观评估的单刺激绝对类别评级(ACR)技术评估了分组丢失、时间变化和传输分组大小对无线局域网WLAN中传输的视频流质量的影响。研究利用Linux的NetEm平台进行具有分组丢失特性的WLAN中的视频传输仿真、仿真输出视频集由20名选择的观察者进行评级打分、并采用MOS方法对评级结果进行分析、结果表明对于内容变化频率不同的视频,存在分组丢失阈值百分比PLTP的差异问题。其次、本文基于上述实验所获得的分组丢失阈值百分比(PLTP)、提出了一种选择性重传算法、该算法可以集成到客户端计算机的误差恢复系统中、以减少延迟并提高分组丢失网络中的带宽效率。本文工作的主要贡献还包括提高了传输数据包大小和时间变化对用户QoE影响关系的认知、可以为设计WLAN中视频流传输的信道编码算法时提供参考。由于智能手机、笔记本电脑和其他用户设备的增加、视频传输成为无线网络传输中主要业务类型之一。然而、视频传输存在更高的丢包率与误码率。这是因为无线网络只提供尽力而为的连接、也就是说、它不能保证延迟抖动、丢包和带宽可用性。因此、在无线网络视频传输中保障用户的QoE成为无线网络研究中的重要课题。无线视频流已经取得了一些成就、例如视频压缩标准(MPEG Ⅱ和H.264)、它可以获得令人印象深刻的效率来提高良好的QoE。但是、由于网络依赖性损伤、最终用户可能仍会经历一定程度的退化。因此、无线网络中的视频传输会严重降低用户QoE。许多研究人员已经提出了减轻VoIP和视频中数据包丢失的方法、他们主要提出交错、空间冗余和重传技术、但不幸的是、在大多数情况下、这些恢复技术会增加抖动和消耗带宽。因此、需要知道在视频质量变得对观看者来说难以忍受之前可能丢失的分组的百分比、以避免恢复对视频质量没有影响的分组。这有助于防止延迟抖动和可避免的带宽消耗。数据包丢失网络中影响用户QoE的另外一个因素是视频的时间特性。时间方面/变化是视频帧间差异、指随时间变化的传输视频中帧间的变化率(颜色或移动)。具有轻微帧间差异的视频被认为是低时间变化、而具有更多时间变化的视频是高时间变化。一个序列随时间变化的时间信息(TI),即视频元素的动态性可以表示为:Mn(i,j)= Fn(i,j)-Fn-1(i,j)(1-1)Tln =stdSpace[Mn(i,j)](1-2)TIscene=maxtime(TIn)(1-3)其中,Mn像素平面是由从第Fn帧的亮度分量中移除帧Fn-1的亮度分量引起的。而TIn帧的TI级是Mn.的标准差,空间信息(SI)是视频序列元素的复杂性,可以表示为:SIn =stdpspace[Sobel(Fn)](1-4)SIscene =maxtime(SIn)(1-5)视频编码在空间和时间上都应用压缩、并且当视频要通过分组丢失网络实时传输时、例如、在无线局域网中、低编码比特率通常通过对视频信号的时间变化进行下采样来减少每秒帧数(fps)来实现。因此、为了提高WLAN中压缩算法的效率、研究用户对具有不同时间变化的视频的质量感知是很重要的。为了评估分组丢失下传输视频中时间级别的影响、我们选择了叁个具有不同帧变化率的参考视频数据集通过再模拟的无线网络中进行传输并对接收的视频进行评价、以得出在有数据包丢失的无线网络中、用户的QoE取决于视频的时间变化。包丢失伪影影响了所有的研究视频;然而、与其他两种变化(即中间时间变化(ITV)和高时间变化(HTV))相比、低时间变化(LTV)视频显示出最佳的MOS。本文的分析结果表明:视频帧的时间变化越小、视频质量越好。本项目采用UDP协议、因为其速度优于TCP协议、并且它不会引入由于建立连接而导致的时延。与TCP相反,UDP是一种无连接协议,它以“即发即忘”的方式传输数据包而无需任何重传,因此非常适合实时应用。在TCP中,如果丢包并且下一个数据包成功传输,内核将“保留”该成功数据包,直到重新传输先前丢失的数据包为止,因此,TCP的重传和速率控制机制都己结束结束延迟和其他不适合流式传输的功能。视频流的简单思想是在流媒体服务器处将压缩视频分成数据包、然后连续传输这些数据包、这使得流媒体客户端能够在数据包传送时解码和回放视频。在这项工作中、这些数据包在流服务器的传输层分割并通过eth0输出;这是由Linux路由器的eth1接收的、它通过随机丢弃一定比例的数据包(研究中使用的丢包百分比是:0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、2.0%、4.0%、6.0%、8.0%和 10%、其中0%代表源视频)来模拟WLAN。然后、路由器通过其eth0输出剩余的数据包、并由流客户端接收。图3-3说明了这个过程。为了模拟WLAN,本文使用了一个名为NETEM的基于Linux的流量整形工具。流量整形是一种计算机网络流量管理技术,它延迟,丢弃或重新排序某些或所有数据包,使其满足指定的流量要求或满足某些指定级别的性能QoS。它也称为数据包整形。一些可用于流量整形的应用程序是:NetEm,NIST Net和DummyNet。在WLAN仿真中使用流量整形来研究分组丢失,延迟,分组损坏和重复对数据传递的影响。在本文中,网络仿真器(NetEm)用于模拟WLAN的正常动态行为,因为它报告了其他仿真器的准确性。它是Linux网络仿真器模块,是标准Linux内核版本2.6.7及更高版本的一部分]。其功能还包括通过模拟广域网的属性来测试协议。在这个项目中使用了叁个计算机系统,即流媒体服务器和流媒体客户端,它们都在Windows操作系统和NETEM上运行,后者在Linux内核上运行。要为WLAN仿真准备流量整形器,首先通过在Linux内核上运行以下命令来启用NETEM功能:$ sudo capt-get install iproute2//安装 iproute2包安装iproute2后,必须启用内核IP转发。内核IP转发是Linux内核的一个特性,它是路由的同义词。当用户想要使他们的计算机充当路由器,网关,DMZ,VPN路由器或互联网连接共享时,它是必需的。它使Linux能够将从其接口 1(eth1)进入的数据包转发到其接口 0(eth0),最后转发到流客户端的目标接口 0(eth0)(图3-3)。$ sudo sysctl net.ipv4.ip_forward//检查IP转发状态此命令用于检查是否已启用或禁用IP转发。Ip_forward = 0表示禁用,而ip_forward=1表示启用。默认情况下禁用IP转发,并使用以下命令启用它:$ sudo sysctl net.ipv4.ip_forward = 1//启用IP转发$ sudo nano/etc/sysctl.conf//永久配置IP转发永久启用IP转发后,数据包丢弃如下:#tc qdisc add dev eth0 root netem loss 0.2%//为eth0添加规则如果之前没有规则,则首先使用上面的命令将规则添加到接口 eth0。此命令用于建立规则。#tc qdisc change eth0 root netem loss 0.2//丢弃0.2%的数据包#tc qdisc change eth0 root netem loss 2.0%//丢弃2%的数据包#tc qdisc change eth0 root netem loss 4.0%//丢弃4%的数据包#tc qdisc change eth0 root netem loss 6.0%//丢弃6%的数据包#tc qdisc change eth0 root netem loss 10%//丢弃10%的数据包上述命令会导致某些指定的数据包丢失,并且每个连续的概率取决于最后一个的四分之一。在开始流式处理之前,发送了一条ICMP消息,以确保系统中没有先前配置的数据包丢失。#tc qdisc del dev eth0 root//删除规则以添加新规则#tc-p qdisc ls dev eth0//显示接口上的当前规则(eth0)此外,作为逻辑测量点的Wireshark v1.12.2安装在Linux路由器系统中,用于测量通过路由器系统的eth1进入的数据包的数量,并将其与通过出口接口 eth0离开的数量进行比较。这有助于监控丢包合规性。eth1上安装了一个100MB/s的LAN适配器,而eth0是NETEM计算机的内置Broadcom NetXtreme千兆以太网适配器1000MB/S。在流媒体服务器上,安装了 DrTCP独立软件,将数据包的最大传输单元(MTU)调整为512,1024和1500字节,下面的命令用于确定更改:netsh interface ipv4 show subinterface//列出所有网络接口netsh interface ipv4 set subinterface“LAN”mtu=1024 store=persistent netsh int ip show int//显示配置的Max Transmission Unit(MTU)值为了能够将视频从流媒体服务器流式传输到流媒体客户端,VLC软件安装在两台计算机上。VLC的配置如图3-7至图3-10所示,本研究中使用的VLC流服务器的各种参数如表3-3所示。本文提供了与观众认为的丢包相关的一些相关问题(如下所列)的答案:》观察员认为数据包丢失对流视频有何影响?》在视频质量变得无法容忍之前,可以丢失多少百分比的数据包?》视频时态变化对数据包丢失网络中的QoE有何影响?》传输数据包大小是否会影响蒸汽视频质量?首先、本文利用主观评估的单刺激绝对类别评级(ACR)技术评估了分组丢失、时间变化和传输分组大小对无线局域网WLAN中传输的视频流质量的影响。为了研究无线连接中视频流中的分组丢失、时间变化和传输分组大小的影响,分辨率为CIF(352X288)的叁个视频以及低、中、高的时间变化;使用NETEM作为WLAN仿真器流式传输512字节、1024字节和1500字节的数据包大小。仿真输出视频集由20名选择的观察者进行评级打分、并采用MOS方法对评级结果进行分析。两种统计方法:均值和方差用于分析通过问卷收集的意见的结果(附录B)。本文使用这些细节来计算针对数据包丢失和传输数据包大小的平均意见得分(MOS)。其中两名观察员是技术工人,其余十八名是学生。其中10人为男性、另外10人为女性、均在23-35岁之间。观察者属于叁个种族群体(黑人,蒙古人和高加索人),他们被放置在距离电脑屏幕60-100厘米的观察距离内。观察者都没有先前的主观视频质量评估经验,也没有视频信号处理方面的专业知识。使用了一台笔记本电脑,每位观众轮流对已处理视频的质量进行评级。共播放了20个没有音轨的视频,观看条件符合ITU-R Rec BT.5005推荐。MacBook Laptop Pro LED-背光光面显示屏使用了以下功能:分辨率:1280x800,尺寸:13.3英寸,宽高比:16:10和图形:Intel HD Graphics 3000 512MB。结果表明对于内容变化频率不同的视频、存在分组丢失阈值百分比PLTP的差异问题。如表5-1中记录的那样、视频丢失率会随着丢包率的增加而降低。由于MOS平均范围在4.0到2.5之间、观察者尤其对于新闻和瀑布视频而言,视频丢失0%到0.6%的视频损失并不明显、尽管如此、除了新闻(低时间变化)视频、2%的数据包丢失低于“公平”视频类型、因此0.8%是足球和瀑布的丢包阈值点(PLTP)、而新闻视频的PLTP是4%。10%的数据包丢失非常糟糕、所有视频的QoE都非常烦人、如图5-1所示、它给出了图5-0的放大图、以便更清楚地观察不同数据包丢失的影响。QoE的丢包率为0%、2%和10%。为了研究时间变化的重要性、在该实验中使用了叁类视频媒体:分组大小为1024字节的低、中和高动态视频。这背后的目的是使用主观视频质量评估(S-VQA)研究时间冗余对分组丢失伪像的质量矩阵的影响。视频的特征如表3-1所示。图5-5显示观察者所感知的QoE取决于视频的时间变化。网络工件影响了所有研究的视频;尽管如此、与其他两种变化(即ITV和HTV)相比、低时间变化(LTV)视频显示出最佳MOS。为了研究分组大小对流视频质量的影响,在叁个不同的视频上使用了512个、1024个和1500个字节的3个传输分组大小。图5-3、5-4和5-5分别是瀑布、足球和新闻视频的数据包大小分析。结果清楚地表明、在分组丢失的无线网络中、与其他两种大小相比、传输分组大小1500提供了更好的视频质量、如图4.1-4.8所示。这意味着数据包大小越大、MOS越好。因此、若有任何损失、较大的数据包大小仍将保持视频质量高于较小的大小。.原因是因为处理后的视频帧的质量取决于对来自I帧的P帧和B帧的有效解码,并且I帧中的分组丢失可能导致误差传播,因此如果视频序列是小包、这意味着I帧更多地处理分组丢失、这将导致错误的广泛传播、从而导致较差的视频质量。图5-7显示了如果数据包大小很小、由于数据包丢失导致的损坏的I帧如何影响整个GOP。无论时间变化和分组大小如何、所研究的视频中存在与分组丢失伪像相关的相关性。在所有考虑的情况下、分组丢失的增加导致MOS的减少、因此导致视频质量低的分组丢失率低于20%。如图5-8所示、高时间变化的足球视频具有最低的方差、在10%的分组丢失时趋于0;这种意见的融合意味着大多数观察者的感知评级都认为视频质量令人讨厌。这是因为视频是高动作的、因此容易使损伤变得明显。相反、新闻视频(低时间变化)的意见分歧不仅在10%的数据包丢失、而且从0.4%向上。这表明观察者由于其低时间变化而检测到视频中的任何损伤是多么困难。通常、我们对整个数据包丢弃的方差水平低于1、这可能意味着观察者对视频有一定的相互感知感。对于所有传输分组大小和视频类型、0%和0.2%分组丢失的差异是低的、而对于至少一种视频类型、分组丢弃的差异为0.4%至10%(方差>0.6)。这是因为数据包丢失效应尚不明显、但随着数据包丢失增加了意见分歧。其次、本文模拟了无线局域连接、以研究数据包丢失、时间变化和数据包大小对用户体验质量的影响。研究发现、对于慢动作视频、在QoE变得烦人之前可以容忍的最大丢包阈值是4%的数据包丢失、而对于高和中等运动视频;丢包阈值为2%。本文基于上述分析所获得的分组丢失阈值百分比(PLTP)、提出了一种选择性重传算法、该算法可以集成到客户端计算机的误差恢复系统中,以减少延迟并提高分组丢失网络中的带宽效率。更重要的是,正如已经证明的那样、时间变化(即视频帧中随时间发生的差异)也会影响分组丢失连接中的视频质量。低时间视频的MOS被评为最佳、其次是中间时间视频(ITV)、然后是高时间视频(HTV)。第叁,本文提出的研究问题的答案如下:研究问题1:根据分析结果、本文发现数据包丢失对观察者所感知的视频质量有直接的影响。数据包丢失百分比的增加会导致高视频质量损害。此外、方差分析表明观察者的意见趋同、随着分组丢失百分比的增加、体验质量下降。研究问题2:此外、工作的最大成就之一是给出了一种重传算法、算法中用于慢动作视频的数据包丢失阈值百分比(PLTP)计算为4%、而快速运动视频的数据丢失阈值百分比(PLTP)为0.8%,可以有效地集成到流式客户端错误恢复系统中。该算法提供智能重传,因为低于PLTP的分组丢失将被忽略,因为它们对用户的QoE没有可察觉的影响、因此最小化了由于用于纠错的往返时间(RTT)的带宽消耗和延迟。研究问题3:为了回答第叁个研究问题、分组大小为1024字节的叁个不同时间变化(低,中和高)的视频受到分组丢失条件的影响。图5-6显示低时间变化(LTV)视频具有最佳MOS,其次是中间时间变化(LTV)、最后是高时间变化(HTV)。因此、在丢包情况下、视频帧的时间变化越小,QoE越好。研究问题4:同样,发现传输包大小对流视频有影响。对于所有视频类型、大数据包大小(例如1500字节)具有比较小数据包大小(512字节)更好的MOS等级。对此的最佳解释是大的传输分组大小比小分组大小更有效地防止错误传播。本论文的第6部分详细考虑了这种解释。本论文的结果可以用于电信行业、为服务提供商提供面向不同网络伪像确定其视频集工作边界的能力并、且还可以通过降低时间分辨率用于编码器优化、以便实现良好的视频质量。此外、结果还可以激发研究人员在设计用于通过分组丢失网络的视频流的联合源-信道编码算法时考虑时间变化和传输分组大小。最后提出了以下潜在研究方向、通过进一步的深入研究能够在未来完善本文的研究内容:只有当被忽略的丢包不是Ⅰ帧的一部分时,所提出的(PLTP)重传算法才能有效工作(因为Ⅰ帧分组中的少量丢失会导致错误的广泛传播)。同时、因为分组丢失不是随机的、而是依赖于先前的损失,因此需要识别和保护Ⅰ帧携带向量并对其进行优先级排序。因此、未来的工作将是CODEC优化、从而增强Ⅰ帧到客户端的有效传输。此外、将所提出的算法嵌入到客户端计算机错误恢复系统中以进行测试将是未来一项有趣的工作。最后、这项工作中使用的视频数据集是无音频的。研究数据包丢失对视听同步的影响及其对用户体验质量的影响将是未来需要考虑的一个有趣领域。(本文来源于《中国矿业大学》期刊2019-05-01)
高仁政[3](2019)在《IEEE 802.11ah无线局域网基于分组技术的信道接入机制研究》一文中研究指出无线局域网具有低成本、高吞吐、产业成熟、应用普及等优势,逐渐成为支撑互联网和物联网发展的重要承载技术,但智能医疗、智能电网、智慧交通等物联网应用的快速发展,也给无线局域网技术带来了新的挑战,IEEE 802.11ah技术应运而生。IEEE 802.11ah技术是一种能够在1GHz以下免许可频段上支持工作的无线局域网技术,它覆盖距离半径可达1千米,具有很强的穿墙能力,另外它具有低功耗、支持终端数多等特性。在此背景下,本论文以IEEE 802.11ah基于分组技术的信道接入机制作为研究对象,分析评估IEEE 802.1 1ah平均分组技术和随机退避接入信道机制的性能,找出IEEE 802.11ah存在的隐藏节点和竞争冲突问题,然后对基于信道接入机制的分组技术和退避技术提出改善方案,主要研究内容包括如下叁个部分:1.研究了 IEEE 802.11ah无线局域网基于分组技术的信道接入机制,即RAW技术的性能。IEEE 802.11基于竞争的信道接入机制在节点数较多的密集网络中会引发较高的包冲撞率和严重的隐藏终端等问题。针对上述问题,IEEE 802.11ah信道接入机制引入了业务指示图(Traffic Indication Map,TIM)技术,目标唤醒时间(Target Wake-up Time,TWT)机制和限制接入窗口(Restricted Access Window,RAW)技术。利用OPNET仿真工具,借助于仿真实验的手段,研究了网络数据传输速率、RAW时长和节点流量大小对IEEE 802.1 1ah信道接入机制性能的影响。由此发现IEEE 802.11ah无线局域网络的平均分组技术无法解决隐藏终端问题,其信道接入技术RAW所采用的随机退避机制容易造成冲突碰撞,并且提出了改善方案。2.针对IEEE 802.11ah无线局域网络中存在的隐藏节点,提出一种可缓解隐藏终端的HNCC(Hidden Node Culling Clustering,HNCC)分组技术。HNCC 分组技术利用网络节点通信距离有限的特性,通过反复迭代,将形成的分组中存在的隐藏节点排出,然后对隐藏节点进行再次分组,使形成的分组中不存在隐藏节点。对该分组技术进行模拟仿真,将所提分组技术与IEEE 802.11ah无线局域网的平均分组技术相比,根据实验结果,分析该技术在隐藏节点引起的冲突碰撞问题方面,对网络传输性能的影响。3.针对IEEE 802.11ah无线局域网在基于RAW技术的信道接入机制中,节点利用随机产生的退避计数器竞争接入信道,容易造成冲突碰撞的问题,提出了一种可缓解竞争冲突的自适应退避机制。在IEEE 802.11节能模式中,网络中节点会有活跃和休眠两种模式,结合在BI开始时存在大量活跃节点,而在BI后期大量节点进入休眠状态,以及IEEE 802.11分布式协调功能随机选择退避计数器竞争信道的事实,本文提出一种自适应竞争窗口退避机制。主要是利用最优竞争窗口值,对退避过程中的竞争窗口值进行自适应调整。本文通过模拟仿真实验,根据网络吞吐量、信道接入延迟和网络节点平均重传次数的仿真结果图,将所提方案与RAW技术的退避机制相比较,分析所提方案能够有效缓解节点竞争冲突,改善网络的性能。(本文来源于《扬州大学》期刊2019-04-01)
史衍振,陈永波,胡合堂[4](2019)在《基于无线双工通信系统分组数据传输的探讨》一文中研究指出随着当前社会经济的进步,我国信息通讯传输行业发展极为迅速,基于无线双工通信系统分组数据传输的实现和推广应用,使整个数据传输效率得以保障同时,也提升了数据传输期间的稳定性和安全性;但与此同时,在实际实践期间由于其受各方外界因素影响较多,往往造成整个数据传输效果无法达到预期的情况出现,这也对整个信息通讯传输行业发展造成一定负面影响。接下来本文将对基于无线双工通信系统分组数据传输,进行一定探讨分析,并结合实际对其做相应整理和总结。(本文来源于《中国新通信》期刊2019年06期)
鲁聪聪,刘洪武[5](2019)在《基于分组内时间切换的无线信息与功率中继传输》一文中研究指出研究了采用译码转发机制的无线供电中继网络的能量与信息传输。与常规译码转发中继网络不同,本文在能量受限的中继节点上配置能量收集单元和可充电电池。在进行信息转发之前,中继节点对收集到的能量进行累积。同时,提出了一种基于分组内时间切换的收集—传输—存储模式,在每一传输分组内进行基于时间切换的无线能量与信息传输。通过将有限容量电池的能量水平建模为具有两步状态转移的有限状态马尔科夫链,给出了收集—传输—存储模式在Nakagami?m衰落信道下的中断概率闭合式。仿真结果表明:相比未采用分组内时间切换的收集—传输—存储模式,本文所提机制极大地提高了中断性能和成传速率。(本文来源于《数据采集与处理》期刊2019年02期)
张占贵[6](2019)在《通用分组无线业务在张家口水文系统中的应用》一文中研究指出在不同种类的水情智能化监控体系创建过程中,水情数据远程传送是数据通信流程中极为关键的一步。实现水情数据远程传输的通信手段有很多种,目前国内水利系统管理单位使用的数据传输手段主要是超短波通信、有线PSTN通信、光纤通信、GSM通信以及卫星通信等方式。近几年,GPRS通信技术在洪水实时情况监测中的使用越来越受欢迎,为抢洪救灾策略提供了及时有效、正确无误的水情资讯。本文探讨了通用分组无线业务在张家口水文系统中的应用,以期为水文监测提供参考。(本文来源于《现代农业科技》期刊2019年03期)
涂朴,赵全军,李斌[7](2018)在《无线自组织网络的改进MGD分组调度算法》一文中研究指出随着无线自组织网络研究和应用的发展,人们对它提出了更高的要求.该文在原有MGD(modified Galois field design)算法的基础上提出了一种改进算法,并对改进算法的最小吞吐量、最大时延进行了理论推导,对改进算法的性能参数进行了数值计算分析.分析结果显示:改进算法在吞吐量、时延等方面都具有较好的优越性,为实际系统的设计和未来网络研究提供参考.(本文来源于《首都师范大学学报(自然科学版)》期刊2018年04期)
申栋,孙子文[8](2018)在《异构无线传感器网络密钥管理节点分组部署方案》一文中研究指出针对异构无线传感器网络中密钥管理方案中的安全连通性差、节点抗攻击能力不强、存储开销大等问题,采用了一种基于节点分组部署的异构无线传感器网络密钥管理的方案.该方案将部署区域划分为六边形分组,对各个分组分别部署密钥,以提高节点的安全连通率;不同分组区域内节点存在共享密钥概率减小,增强节点的抗捕获能力;簇头节点之间共享密钥建立采用Hadamard矩阵密钥预分配方案,使相同存储开销下,任意两个簇头节点之间都存在共享密钥,以实现安全通信.通过仿真实验表明,本文方案能够有效提高节点的安全连通率,增强节点的抗捕获能力,减小存储开销.(本文来源于《小型微型计算机系统》期刊2018年06期)
王鑫鑫[9](2018)在《基于分组的无线传感器网络路由协议研究》一文中研究指出近年来随着数字电路、传感器技术、无线通信技术、微电子技术等技术的发展,无线传感器网络技术随之应运而生。无线传感器网络在一般情况下采用电池供电,通常情况下不能及时补充能量,所以能量利用率在无线传感器网络中非常重要,它影响了整个网络的使用寿命。无线传感器网络的能耗和能量利用率成为很多学者研究的主要方向,而无线传感器网络路由协议能有效的降低网络的能耗、延长整个网络的使用周期、增加采集的数据量。首先,对无线传感器网络研究所面临的问题、研究意义、国内外研究现状、网络特点、关键技术,应用领域等进行了分析总结。然后分析了经典的平面路由协议和分簇路由协议的特点,并总结了对各个路由协议优点与所面临的问题。主要分析了经典的分簇路由协议低功耗自适应集簇分层协议在实现过程中所面临的优缺点。然后,针对LEACH协议存在的每个节点能耗不均衡、簇的大小随机性强、簇间采用单跳的方式向Sink传输数据等缺点作出改进。基于LEACH算法的基础上,提出了新的算法LEACH-G(LEACH-Grid)算法。首先通过虚拟网格划分的方法将整个监测区域划分为若干个小区域,每个监测区域内选择的簇头为本区域内能量消耗比最小的节点。将采集的数据通过多跳的方式从簇头传输到基站,并对Dijkstra算法进行了改进,改进的算法的权值结合节点的剩余能量、节点之间的距离、无线通信能耗公式等参数。规划出合理的簇间传输路径,通过改进的算法规划的路径将数据从监测区域以多跳的方式传输到Sink节点。用MATLAB仿真软件对改进的协议进行仿真,仿真主要包括叁个方面:网络的生命周期、基站接收的数据总量、每个节点的平均剩余能量。仿真表明改进的算法有效地均衡了网络的能量消耗,网络的稳定周期得到了延长,延长了节点的使用寿命,增加了Sink节点接收的数据量。最后,针对平衡网络中的能量消耗,节省节点的能量,提出了基于能量和角度的随机路由协议,结合了节点的当前能量、偏移角度、距离和无线通信能耗等参数对传输路径进行了规划,根据能耗公式可以选择信息传输的最小跳数,以节省节点的能量。通过MATLAB仿真表明,能有效地平衡网络各个节点的能耗,有效地增强节点能量利用率,延长网络的稳定周期和生命周期。(本文来源于《太原科技大学》期刊2018-05-01)
刘继彦[10](2017)在《基于ARM与通用无线分组业务的自动抄表终端设备设计与创新应用》一文中研究指出本文主要通过无线通信的形式,使用现如今较为成熟GPRS通信方式,构建出一套基于ARM与通用无线分组业务的自动抄表终端设备,该设备融合了当今先进的计算机和通信技术,具有成本低、数据传输稳定、能够适应复杂环境的优势。本系统能够最大限度提高传统人工抄表方式中存在的效率低下、精度较差等问题,在节省人力物力资源,提高整工作效率的同时,能够为错峰电力调度等提供更加真实的原始数据,便于电力部门进行管理,并且在现有抄表的基础上,提出新型四表合一的抄表方式,将水表、热表、燃气表与电表的数据统一采集,集中反映,实现跨行业新型集中采集与处理。本论文研究并开发了基于ARM与通用无线分组业务的终端抄表设备,主要使用的技术是GPRS网络通信技术、嵌入式技术等,设计了系统整体硬件结构,并且分析其基本的工作原理。本系统硬件模块主要包含:电源电路模块、STM32F103主控模块、显示电路模块、存储单元模块、RS-485通信模块、时钟电路模块、采样电路模块、数据采集模块、GPRS电路模块等。本系统的软件功能主要包含:GPRS传输、设备参数更改、存储设备读写操作、液晶显示、实时时钟等。程序模块全都使用C语言进行编写,首先介绍了整体的软件流程,然后对每一个程序模块进行介绍。本文最后对系统进行综合的调试,使用函数发生器等设备产生必要的基准信号,将获得的数据进行校正,校正之后总体的误差保持在1%以内。最后的调试结果清晰的表明本系统能够良好的实现所期望的功能。本系统创新性的解决了以往抄表形式的弊端,通过嵌入式技术结合先进的GPRS通信技术实现了自动抄表功能,能够准确计量各项电能参数,拥有非常强大的优势,具有非常广泛的应用前景。(本文来源于《山东大学》期刊2017-11-20)
无线分组论文开题报告
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
近年来无线网络成为各行业信息化建设所采取的必要网络架构、同时、随着网络带宽的增加、多媒体视频业务成为网络中传输的主要业务类型之一。因此、在无线网络视频传输中保障用户的QoE成为无线网络研究中的重要课题。首先、本文利用主观评估的单刺激绝对类别评级(ACR)技术评估了分组丢失、时间变化和传输分组大小对无线局域网WLAN中传输的视频流质量的影响。研究利用Linux的NetEm平台进行具有分组丢失特性的WLAN中的视频传输仿真、仿真输出视频集由20名选择的观察者进行评级打分、并采用MOS方法对评级结果进行分析、结果表明对于内容变化频率不同的视频,存在分组丢失阈值百分比PLTP的差异问题。其次、本文基于上述实验所获得的分组丢失阈值百分比(PLTP)、提出了一种选择性重传算法、该算法可以集成到客户端计算机的误差恢复系统中、以减少延迟并提高分组丢失网络中的带宽效率。本文工作的主要贡献还包括提高了传输数据包大小和时间变化对用户QoE影响关系的认知、可以为设计WLAN中视频流传输的信道编码算法时提供参考。由于智能手机、笔记本电脑和其他用户设备的增加、视频传输成为无线网络传输中主要业务类型之一。然而、视频传输存在更高的丢包率与误码率。这是因为无线网络只提供尽力而为的连接、也就是说、它不能保证延迟抖动、丢包和带宽可用性。因此、在无线网络视频传输中保障用户的QoE成为无线网络研究中的重要课题。无线视频流已经取得了一些成就、例如视频压缩标准(MPEG Ⅱ和H.264)、它可以获得令人印象深刻的效率来提高良好的QoE。但是、由于网络依赖性损伤、最终用户可能仍会经历一定程度的退化。因此、无线网络中的视频传输会严重降低用户QoE。许多研究人员已经提出了减轻VoIP和视频中数据包丢失的方法、他们主要提出交错、空间冗余和重传技术、但不幸的是、在大多数情况下、这些恢复技术会增加抖动和消耗带宽。因此、需要知道在视频质量变得对观看者来说难以忍受之前可能丢失的分组的百分比、以避免恢复对视频质量没有影响的分组。这有助于防止延迟抖动和可避免的带宽消耗。数据包丢失网络中影响用户QoE的另外一个因素是视频的时间特性。时间方面/变化是视频帧间差异、指随时间变化的传输视频中帧间的变化率(颜色或移动)。具有轻微帧间差异的视频被认为是低时间变化、而具有更多时间变化的视频是高时间变化。一个序列随时间变化的时间信息(TI),即视频元素的动态性可以表示为:Mn(i,j)= Fn(i,j)-Fn-1(i,j)(1-1)Tln =stdSpace[Mn(i,j)](1-2)TIscene=maxtime(TIn)(1-3)其中,Mn像素平面是由从第Fn帧的亮度分量中移除帧Fn-1的亮度分量引起的。而TIn帧的TI级是Mn.的标准差,空间信息(SI)是视频序列元素的复杂性,可以表示为:SIn =stdpspace[Sobel(Fn)](1-4)SIscene =maxtime(SIn)(1-5)视频编码在空间和时间上都应用压缩、并且当视频要通过分组丢失网络实时传输时、例如、在无线局域网中、低编码比特率通常通过对视频信号的时间变化进行下采样来减少每秒帧数(fps)来实现。因此、为了提高WLAN中压缩算法的效率、研究用户对具有不同时间变化的视频的质量感知是很重要的。为了评估分组丢失下传输视频中时间级别的影响、我们选择了叁个具有不同帧变化率的参考视频数据集通过再模拟的无线网络中进行传输并对接收的视频进行评价、以得出在有数据包丢失的无线网络中、用户的QoE取决于视频的时间变化。包丢失伪影影响了所有的研究视频;然而、与其他两种变化(即中间时间变化(ITV)和高时间变化(HTV))相比、低时间变化(LTV)视频显示出最佳的MOS。本文的分析结果表明:视频帧的时间变化越小、视频质量越好。本项目采用UDP协议、因为其速度优于TCP协议、并且它不会引入由于建立连接而导致的时延。与TCP相反,UDP是一种无连接协议,它以“即发即忘”的方式传输数据包而无需任何重传,因此非常适合实时应用。在TCP中,如果丢包并且下一个数据包成功传输,内核将“保留”该成功数据包,直到重新传输先前丢失的数据包为止,因此,TCP的重传和速率控制机制都己结束结束延迟和其他不适合流式传输的功能。视频流的简单思想是在流媒体服务器处将压缩视频分成数据包、然后连续传输这些数据包、这使得流媒体客户端能够在数据包传送时解码和回放视频。在这项工作中、这些数据包在流服务器的传输层分割并通过eth0输出;这是由Linux路由器的eth1接收的、它通过随机丢弃一定比例的数据包(研究中使用的丢包百分比是:0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、2.0%、4.0%、6.0%、8.0%和 10%、其中0%代表源视频)来模拟WLAN。然后、路由器通过其eth0输出剩余的数据包、并由流客户端接收。图3-3说明了这个过程。为了模拟WLAN,本文使用了一个名为NETEM的基于Linux的流量整形工具。流量整形是一种计算机网络流量管理技术,它延迟,丢弃或重新排序某些或所有数据包,使其满足指定的流量要求或满足某些指定级别的性能QoS。它也称为数据包整形。一些可用于流量整形的应用程序是:NetEm,NIST Net和DummyNet。在WLAN仿真中使用流量整形来研究分组丢失,延迟,分组损坏和重复对数据传递的影响。在本文中,网络仿真器(NetEm)用于模拟WLAN的正常动态行为,因为它报告了其他仿真器的准确性。它是Linux网络仿真器模块,是标准Linux内核版本2.6.7及更高版本的一部分]。其功能还包括通过模拟广域网的属性来测试协议。在这个项目中使用了叁个计算机系统,即流媒体服务器和流媒体客户端,它们都在Windows操作系统和NETEM上运行,后者在Linux内核上运行。要为WLAN仿真准备流量整形器,首先通过在Linux内核上运行以下命令来启用NETEM功能:$ sudo capt-get install iproute2//安装 iproute2包安装iproute2后,必须启用内核IP转发。内核IP转发是Linux内核的一个特性,它是路由的同义词。当用户想要使他们的计算机充当路由器,网关,DMZ,VPN路由器或互联网连接共享时,它是必需的。它使Linux能够将从其接口 1(eth1)进入的数据包转发到其接口 0(eth0),最后转发到流客户端的目标接口 0(eth0)(图3-3)。$ sudo sysctl net.ipv4.ip_forward//检查IP转发状态此命令用于检查是否已启用或禁用IP转发。Ip_forward = 0表示禁用,而ip_forward=1表示启用。默认情况下禁用IP转发,并使用以下命令启用它:$ sudo sysctl net.ipv4.ip_forward = 1//启用IP转发$ sudo nano/etc/sysctl.conf//永久配置IP转发永久启用IP转发后,数据包丢弃如下:#tc qdisc add dev eth0 root netem loss 0.2%//为eth0添加规则如果之前没有规则,则首先使用上面的命令将规则添加到接口 eth0。此命令用于建立规则。#tc qdisc change eth0 root netem loss 0.2//丢弃0.2%的数据包#tc qdisc change eth0 root netem loss 2.0%//丢弃2%的数据包#tc qdisc change eth0 root netem loss 4.0%//丢弃4%的数据包#tc qdisc change eth0 root netem loss 6.0%//丢弃6%的数据包#tc qdisc change eth0 root netem loss 10%//丢弃10%的数据包上述命令会导致某些指定的数据包丢失,并且每个连续的概率取决于最后一个的四分之一。在开始流式处理之前,发送了一条ICMP消息,以确保系统中没有先前配置的数据包丢失。#tc qdisc del dev eth0 root//删除规则以添加新规则#tc-p qdisc ls dev eth0//显示接口上的当前规则(eth0)此外,作为逻辑测量点的Wireshark v1.12.2安装在Linux路由器系统中,用于测量通过路由器系统的eth1进入的数据包的数量,并将其与通过出口接口 eth0离开的数量进行比较。这有助于监控丢包合规性。eth1上安装了一个100MB/s的LAN适配器,而eth0是NETEM计算机的内置Broadcom NetXtreme千兆以太网适配器1000MB/S。在流媒体服务器上,安装了 DrTCP独立软件,将数据包的最大传输单元(MTU)调整为512,1024和1500字节,下面的命令用于确定更改:netsh interface ipv4 show subinterface//列出所有网络接口netsh interface ipv4 set subinterface“LAN”mtu=1024 store=persistent netsh int ip show int//显示配置的Max Transmission Unit(MTU)值为了能够将视频从流媒体服务器流式传输到流媒体客户端,VLC软件安装在两台计算机上。VLC的配置如图3-7至图3-10所示,本研究中使用的VLC流服务器的各种参数如表3-3所示。本文提供了与观众认为的丢包相关的一些相关问题(如下所列)的答案:》观察员认为数据包丢失对流视频有何影响?》在视频质量变得无法容忍之前,可以丢失多少百分比的数据包?》视频时态变化对数据包丢失网络中的QoE有何影响?》传输数据包大小是否会影响蒸汽视频质量?首先、本文利用主观评估的单刺激绝对类别评级(ACR)技术评估了分组丢失、时间变化和传输分组大小对无线局域网WLAN中传输的视频流质量的影响。为了研究无线连接中视频流中的分组丢失、时间变化和传输分组大小的影响,分辨率为CIF(352X288)的叁个视频以及低、中、高的时间变化;使用NETEM作为WLAN仿真器流式传输512字节、1024字节和1500字节的数据包大小。仿真输出视频集由20名选择的观察者进行评级打分、并采用MOS方法对评级结果进行分析。两种统计方法:均值和方差用于分析通过问卷收集的意见的结果(附录B)。本文使用这些细节来计算针对数据包丢失和传输数据包大小的平均意见得分(MOS)。其中两名观察员是技术工人,其余十八名是学生。其中10人为男性、另外10人为女性、均在23-35岁之间。观察者属于叁个种族群体(黑人,蒙古人和高加索人),他们被放置在距离电脑屏幕60-100厘米的观察距离内。观察者都没有先前的主观视频质量评估经验,也没有视频信号处理方面的专业知识。使用了一台笔记本电脑,每位观众轮流对已处理视频的质量进行评级。共播放了20个没有音轨的视频,观看条件符合ITU-R Rec BT.5005推荐。MacBook Laptop Pro LED-背光光面显示屏使用了以下功能:分辨率:1280x800,尺寸:13.3英寸,宽高比:16:10和图形:Intel HD Graphics 3000 512MB。结果表明对于内容变化频率不同的视频、存在分组丢失阈值百分比PLTP的差异问题。如表5-1中记录的那样、视频丢失率会随着丢包率的增加而降低。由于MOS平均范围在4.0到2.5之间、观察者尤其对于新闻和瀑布视频而言,视频丢失0%到0.6%的视频损失并不明显、尽管如此、除了新闻(低时间变化)视频、2%的数据包丢失低于“公平”视频类型、因此0.8%是足球和瀑布的丢包阈值点(PLTP)、而新闻视频的PLTP是4%。10%的数据包丢失非常糟糕、所有视频的QoE都非常烦人、如图5-1所示、它给出了图5-0的放大图、以便更清楚地观察不同数据包丢失的影响。QoE的丢包率为0%、2%和10%。为了研究时间变化的重要性、在该实验中使用了叁类视频媒体:分组大小为1024字节的低、中和高动态视频。这背后的目的是使用主观视频质量评估(S-VQA)研究时间冗余对分组丢失伪像的质量矩阵的影响。视频的特征如表3-1所示。图5-5显示观察者所感知的QoE取决于视频的时间变化。网络工件影响了所有研究的视频;尽管如此、与其他两种变化(即ITV和HTV)相比、低时间变化(LTV)视频显示出最佳MOS。为了研究分组大小对流视频质量的影响,在叁个不同的视频上使用了512个、1024个和1500个字节的3个传输分组大小。图5-3、5-4和5-5分别是瀑布、足球和新闻视频的数据包大小分析。结果清楚地表明、在分组丢失的无线网络中、与其他两种大小相比、传输分组大小1500提供了更好的视频质量、如图4.1-4.8所示。这意味着数据包大小越大、MOS越好。因此、若有任何损失、较大的数据包大小仍将保持视频质量高于较小的大小。.原因是因为处理后的视频帧的质量取决于对来自I帧的P帧和B帧的有效解码,并且I帧中的分组丢失可能导致误差传播,因此如果视频序列是小包、这意味着I帧更多地处理分组丢失、这将导致错误的广泛传播、从而导致较差的视频质量。图5-7显示了如果数据包大小很小、由于数据包丢失导致的损坏的I帧如何影响整个GOP。无论时间变化和分组大小如何、所研究的视频中存在与分组丢失伪像相关的相关性。在所有考虑的情况下、分组丢失的增加导致MOS的减少、因此导致视频质量低的分组丢失率低于20%。如图5-8所示、高时间变化的足球视频具有最低的方差、在10%的分组丢失时趋于0;这种意见的融合意味着大多数观察者的感知评级都认为视频质量令人讨厌。这是因为视频是高动作的、因此容易使损伤变得明显。相反、新闻视频(低时间变化)的意见分歧不仅在10%的数据包丢失、而且从0.4%向上。这表明观察者由于其低时间变化而检测到视频中的任何损伤是多么困难。通常、我们对整个数据包丢弃的方差水平低于1、这可能意味着观察者对视频有一定的相互感知感。对于所有传输分组大小和视频类型、0%和0.2%分组丢失的差异是低的、而对于至少一种视频类型、分组丢弃的差异为0.4%至10%(方差>0.6)。这是因为数据包丢失效应尚不明显、但随着数据包丢失增加了意见分歧。其次、本文模拟了无线局域连接、以研究数据包丢失、时间变化和数据包大小对用户体验质量的影响。研究发现、对于慢动作视频、在QoE变得烦人之前可以容忍的最大丢包阈值是4%的数据包丢失、而对于高和中等运动视频;丢包阈值为2%。本文基于上述分析所获得的分组丢失阈值百分比(PLTP)、提出了一种选择性重传算法、该算法可以集成到客户端计算机的误差恢复系统中,以减少延迟并提高分组丢失网络中的带宽效率。更重要的是,正如已经证明的那样、时间变化(即视频帧中随时间发生的差异)也会影响分组丢失连接中的视频质量。低时间视频的MOS被评为最佳、其次是中间时间视频(ITV)、然后是高时间视频(HTV)。第叁,本文提出的研究问题的答案如下:研究问题1:根据分析结果、本文发现数据包丢失对观察者所感知的视频质量有直接的影响。数据包丢失百分比的增加会导致高视频质量损害。此外、方差分析表明观察者的意见趋同、随着分组丢失百分比的增加、体验质量下降。研究问题2:此外、工作的最大成就之一是给出了一种重传算法、算法中用于慢动作视频的数据包丢失阈值百分比(PLTP)计算为4%、而快速运动视频的数据丢失阈值百分比(PLTP)为0.8%,可以有效地集成到流式客户端错误恢复系统中。该算法提供智能重传,因为低于PLTP的分组丢失将被忽略,因为它们对用户的QoE没有可察觉的影响、因此最小化了由于用于纠错的往返时间(RTT)的带宽消耗和延迟。研究问题3:为了回答第叁个研究问题、分组大小为1024字节的叁个不同时间变化(低,中和高)的视频受到分组丢失条件的影响。图5-6显示低时间变化(LTV)视频具有最佳MOS,其次是中间时间变化(LTV)、最后是高时间变化(HTV)。因此、在丢包情况下、视频帧的时间变化越小,QoE越好。研究问题4:同样,发现传输包大小对流视频有影响。对于所有视频类型、大数据包大小(例如1500字节)具有比较小数据包大小(512字节)更好的MOS等级。对此的最佳解释是大的传输分组大小比小分组大小更有效地防止错误传播。本论文的第6部分详细考虑了这种解释。本论文的结果可以用于电信行业、为服务提供商提供面向不同网络伪像确定其视频集工作边界的能力并、且还可以通过降低时间分辨率用于编码器优化、以便实现良好的视频质量。此外、结果还可以激发研究人员在设计用于通过分组丢失网络的视频流的联合源-信道编码算法时考虑时间变化和传输分组大小。最后提出了以下潜在研究方向、通过进一步的深入研究能够在未来完善本文的研究内容:只有当被忽略的丢包不是Ⅰ帧的一部分时,所提出的(PLTP)重传算法才能有效工作(因为Ⅰ帧分组中的少量丢失会导致错误的广泛传播)。同时、因为分组丢失不是随机的、而是依赖于先前的损失,因此需要识别和保护Ⅰ帧携带向量并对其进行优先级排序。因此、未来的工作将是CODEC优化、从而增强Ⅰ帧到客户端的有效传输。此外、将所提出的算法嵌入到客户端计算机错误恢复系统中以进行测试将是未来一项有趣的工作。最后、这项工作中使用的视频数据集是无音频的。研究数据包丢失对视听同步的影响及其对用户体验质量的影响将是未来需要考虑的一个有趣领域。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
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标签:网络编码; 无线网络; 分组长度; IEEE802.11;