基于网络效用最大化理论的分布式车联网拥塞控制策略 被引量：13

1

作者 谭国真 韩国栋 +2 位作者 张福新 丁男 刘明剑 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期82-91,共10页

协同车辆安全系统依靠周期性广播的单跳数据分组来追踪周围车辆,车辆密度过高会导致信道拥塞,严重影响协同车辆安全系统的性能。现有的拥塞控制策略仅保证网络层的性能,没有考虑车辆不同交通场景下的微观服务需求。为解决该问题,提出了... 协同车辆安全系统依靠周期性广播的单跳数据分组来追踪周围车辆,车辆密度过高会导致信道拥塞,严重影响协同车辆安全系统的性能。现有的拥塞控制策略仅保证网络层的性能,没有考虑车辆不同交通场景下的微观服务需求。为解决该问题,提出了一种基于网络效用最大化理论的分布式拥塞控制策略。该策略首先提出了车联网信道资源分配的网络效用最大化模型,并且提出了反映车辆安全需求的效用函数;然后基于该模型,建立了传输功率固定条件下无线信道资源分配的优化问题;最后为求解该优化问题,设计了分布式拥塞控制算法UBRCC,该算法通过更新车辆的拥塞"价格"求解最优数据分组发送速率,实现了面向单个车辆安全需求的信道资源分配。仿真实验结果表明,UBRCC算法在控制信道拥塞的同时,能够有效地减小传输时延,确保数据分组可靠发送,满足车辆安全应用的服务需求。 展开更多

关键词 协同车辆安全系统 车联网 拥塞控制 公平性 网络效用最大化

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无线网络效用最大化算法的收敛性分析 被引量：1

2

作者 廖盛斌 谭运猛 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期807-812,共6页

针对分布式效用最大化算法中的信息交互和反馈易于受随机噪声干扰,研究了随机噪声对分布式效用最大化算法收敛性影响问题.通过将随机噪声模拟为鞅,采用鞅方法分析了随机噪声对分布式效用最大化算法的影响,给出并证明了带有反馈噪声的分... 针对分布式效用最大化算法中的信息交互和反馈易于受随机噪声干扰,研究了随机噪声对分布式效用最大化算法收敛性影响问题.通过将随机噪声模拟为鞅,采用鞅方法分析了随机噪声对分布式效用最大化算法的影响,给出并证明了带有反馈噪声的分布式效用最大化算法几乎处处收敛的一个充分条件.仿真实验验证了理论分析的正确性. 展开更多

关键词 网络效用最大化 鞅 噪声 几乎处处收敛 无线网络

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基于网络效用最大化的车联网功率控制算法 被引量：1

3

作者 左雨星 郭爱煌 +1 位作者 黄博 王露 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2017年第12期3345-3350,3380,共7页

针对车联网(Io V)中车流密度增加到一定程度时,即使无线信道中只有信标消息,信道拥塞也会发生的问题,提出一种分布式加权公平功率控制(D-WFPC)算法。首先,考虑车联网的实际信道特性,采用Nakagami-m衰落信道模型建立随机信道模型;然后,... 针对车联网(Io V)中车流密度增加到一定程度时,即使无线信道中只有信标消息,信道拥塞也会发生的问题,提出一种分布式加权公平功率控制(D-WFPC)算法。首先,考虑车联网的实际信道特性,采用Nakagami-m衰落信道模型建立随机信道模型;然后,考虑车联网中节点的移动性,基于网络效用最大化(NUM)模型建立功率控制优化问题,控制本地信道负载在阈值之下,从而避免拥塞;最后,通过对偶分解和迭代法解决该问题,设计分布式算法,每辆车根据周围环境的邻居车辆的信标消息,动态调整发射功率。仿真实验中,与固定发射功率方案相比,随着车流密度增大,D-WFPC算法能有效降低时延和丢包率,最高降幅分别达到24%和44%;与公平分布式发射功率拥塞控制(FCCP)算法相比,D-WFPC算法全程性能占优,时延和丢包率的最高降幅分别达到10%和4%。仿真结果表明,D-WFPC算法能快速收敛,保证车联网中消息的低时延、高可靠传输。 展开更多

关键词 车联网 车载自组织网络 拥塞控制 功率控制 网络效用最大化 加权公平

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基于效用最大化的网络跨层映射 被引量：6

4

作者 李世勇 杨冬 +1 位作者 秦雅娟 张宏科 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期1855-1871,共17页

基于网络效用最大化的思想研究了网络跨层映射,给出了应用层的服务映射到传输层的多个连接再映射到网络层的多条路径的多对多映射的数学模型,指出了映射的目标就是合理地为源端用户分配路径传输能力,从而使用户的聚合效用达到最优.针对... 基于网络效用最大化的思想研究了网络跨层映射,给出了应用层的服务映射到传输层的多个连接再映射到网络层的多条路径的多对多映射的数学模型,指出了映射的目标就是合理地为源端用户分配路径传输能力,从而使用户的聚合效用达到最优.针对该映射模型,为了得到各个用户的最优带宽分配,提出了一种分布式算法.该算法是渐进稳定的,且平衡点就是映射模型的最优点.仿真结果验证了算法的收敛性.另外,理论分析了映射机制的安全性和可靠性,分别给出了当网络中存在侦听和分布式攻击时,服务能够成功完成的概率.仿真结果表明,多对多映射确实提高了数据传输的安全性和可靠性. 展开更多

关键词 下一代互联网 网络效用最大化 多连接 多路径 映射

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传输合同约束下编码分组网络的效用最大化

5

作者 王俊义 吴伟陵 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2010年第8期2224-2227,共4页

研究在传输合同约束条件下当编码子图给定时编码分组网络的效用最大化问题。基于提出的网络效用最大化模型,通过对偶分解理论,提出了分布式的次梯度投影算法,证明了算法收敛的充分条件,最后通过仿真验证了算法的正确性。

关键词 网络编码 对偶分解 网络效用最大化 次梯度算法 编码子图

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编码分组网络的效用最大化研究

6

作者 王俊义 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第15期12-14,共3页

对基于网络编码方案的分组网络(即编码分组网络)的效用最大化问题进行研究。利用网络编码和网络流的对应关系以及组播树分解方法提出单通话编码分组网络效用最大化模型。基于对偶分解理论推导出解决单通话编码分组网络效用最大化问题的... 对基于网络编码方案的分组网络(即编码分组网络)的效用最大化问题进行研究。利用网络编码和网络流的对应关系以及组播树分解方法提出单通话编码分组网络效用最大化模型。基于对偶分解理论推导出解决单通话编码分组网络效用最大化问题的分布式次梯度投影算法,找到一个有效的Lipschiz常数从而得到算法收敛的充分条件。通过仿真验证了该算法的正确性。 展开更多

关键词 网络编码 网络效用最大化 次梯度算法

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基于效用的无线传感器网络能量分配优化策略

7

作者 廖盛斌 程文青 +2 位作者 刘威 杨宗凯 丁毅 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期2271-2275,共5页

该文对传感器网络在能量受限条件下的数据传输进行建模,提出了一种基于效用最大化的网络优化模型。该模型刻画了传感器网络节点之间在能量消耗方面的耦合关系。该文通过引入松弛变量和采用对偶分解技术,获得传感器网络能量控制的分布式... 该文对传感器网络在能量受限条件下的数据传输进行建模,提出了一种基于效用最大化的网络优化模型。该模型刻画了传感器网络节点之间在能量消耗方面的耦合关系。该文通过引入松弛变量和采用对偶分解技术,获得传感器网络能量控制的分布式算法。实验表明,该算法对所有的节点能收敛到速率和能量之间的帕累托(Pareto)最优平衡。 展开更多

关键词 传感器网络 网络效用最大化 能耗 对偶分解 帕累托(Pareto)最优平衡

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基于效用优化的网络编码拥塞控制模型 被引量：1

8

作者 吴智昊 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期100-103,共4页

描述一类多编码组播情形下的网络效用最大化问题,引入用于稳定发送节点窗口和中间节点队列的约束。基于问题的原始及原始-对偶形式,分别提出2种网络编码拥塞控制模型,并通过Lyapunov判据证明了模型的全局渐近稳定性。该模型是完全分布... 描述一类多编码组播情形下的网络效用最大化问题,引入用于稳定发送节点窗口和中间节点队列的约束。基于问题的原始及原始-对偶形式,分别提出2种网络编码拥塞控制模型,并通过Lyapunov判据证明了模型的全局渐近稳定性。该模型是完全分布式的反馈控制系统,所描述的算法只要求端到端的信息交换,能应对网络的动态变化,且具有类TCP拥塞控制的形式,从而显示其与现行网络架构的兼容性。 展开更多

关键词 网络编码 网络效用最大化 拥塞控制 LYAPUNOV稳定性

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联合速率控制与功率分配的多信道无线网络跨层优化 被引量：9

9

作者 李可维 涂来 +1 位作者 王芙蓉 王浩 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1203-1209,共7页

本文基于凸优化方法,以提升网络效用与降低网络总功耗为目标,针对多无线多信道(Muhi-radio Multi-channel)的多跳无线网络提出了一种联合速率控制与功率分配的跨层优化模型,并利用对偶分解方法设计了优化模型对应的分布式算法,证明了该... 本文基于凸优化方法,以提升网络效用与降低网络总功耗为目标,针对多无线多信道(Muhi-radio Multi-channel)的多跳无线网络提出了一种联合速率控制与功率分配的跨层优化模型,并利用对偶分解方法设计了优化模型对应的分布式算法,证明了该分布式算法收敛性.该算法通过改变本征权的取值能够在网络效用与网络功耗之间取得折衷,并能根据速率要求动态调整各条链路的注入速率与发射功率使得网络达到效用与功耗的联合最优.通过仿真实验验证了该分布式算法可有效的调节网络效用与总功耗之间的平衡. 展开更多

关键词 多跳无线网 多无线多信道 跨层优化 网络效用最大化

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无线传感器网络中联合功率控制和速率调整 被引量：6

10

作者 廖盛斌 杨宗凯 +2 位作者 程文青 刘威 熊志强 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1931-1937,共7页

无线传感器网络本质上是能量受限的,而且,传感器节点扮演着数据收集和数据转发的双重角色.本文提出了怎样分配传感器节点的功率用于转发其它节点的数据.在节点的转发功率分配比确定后,研究了采用价格作为一种方法,刺激节点与它到数据采... 无线传感器网络本质上是能量受限的,而且,传感器节点扮演着数据收集和数据转发的双重角色.本文提出了怎样分配传感器节点的功率用于转发其它节点的数据.在节点的转发功率分配比确定后,研究了采用价格作为一种方法,刺激节点与它到数据采集节点路径上的所有节点合作.通过把无线传感器网络中数据收集和传输抽象为一个网络效用最大化问题,通过采用对偶分解技术,提出了一种迭代价格与联合功率控制和速率调整的分布式算法.实验表明,该算法能提高系统的性能,同时降低功率的消耗. 展开更多

关键词 传感器网络 网络效用最大化 功率控制 对偶分解

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功率受限的无线网络的传输速率控制 被引量：3

11

作者 李昀照 丁毅 +2 位作者 刘威 杨宗凯 蔡文莉 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2009年第5期79-81,110,共4页

无线自组织网络是没有预置基础设施支撑的自组织可重构的自治网络。由于需要克服远近效应问题、干扰问题以及提高信道的空间复用度,并且为了降低网络节点的能耗,提高网络的生存时间和系统的能量效率,网络节点的发射功率受到限制。因此,... 无线自组织网络是没有预置基础设施支撑的自组织可重构的自治网络。由于需要克服远近效应问题、干扰问题以及提高信道的空间复用度,并且为了降低网络节点的能耗,提高网络的生存时间和系统的能量效率,网络节点的发射功率受到限制。因此,如何在功率受限的情况下保证网络数据传输性能,成为无线网络的关键问题。提出了功率受限的无线自组织网络模型,该模型用发送功率的凸函数作为度量效用的指标之一,更加贴切地反映了网络节点功率受限的特点。采用对偶分解的方法求解模型,得到分布式算法,协调节点的传输功率和数据速率,达到全网效用最大化。最后用具体的拓扑和效用函数进行仿真,验证了算法的收敛性,并考察传输速率和功率的关系对网络性能的影响。 展开更多

关键词 功率受限 网络效用最大化 速率控制 对偶分解 凸优化

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无线传感网络中拥塞控制与路由的跨层设计:分布式牛顿法 被引量：1

12

作者 张亚珂 徐伟强 +2 位作者 史清江 俞晴里 汪亚明 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期2203-2212,共10页

无线传感网络应用广泛,其性能与路由选择和拥塞控制密切相关.致力于拥塞控制与多径路由的跨层优化,以实现在链路容量受限和节点能量受限情况下的无线传感网络效用最大化.针对对偶次梯度算法具有收敛速度慢与信息交互量大等缺陷,设计了... 无线传感网络应用广泛,其性能与路由选择和拥塞控制密切相关.致力于拥塞控制与多径路由的跨层优化,以实现在链路容量受限和节点能量受限情况下的无线传感网络效用最大化.针对对偶次梯度算法具有收敛速度慢与信息交互量大等缺陷,设计了具有二阶收敛性能的分布式牛顿算法来实现网络效用最大化.通过矩阵分裂技术,实现了只需单跳信息交互的牛顿对偶方向的分布式求解方法.仿真结果表明,分布式牛顿算法的收敛性能显著优于对偶次梯度算法. 展开更多

关键词 无线传感网络 分布式牛顿 矩阵分裂 对偶分解 次梯度 网络效用最大化

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基于价格的拥塞控制模型扩展 被引量：1

13

作者 彭立宏 张鹤颖 +1 位作者 姜新文 窦文华 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2011年第2期7-11,共5页

基于价格的拥塞控制模型将网络拥塞控制问题抽象为聚合效用最大化的优化问题,已经成为拥塞控制机制设计和分析的一般框架。然而简化的线性模型与现实网络环境有一定差距,不能准确有效地指导新协议的设计与分析。因此,近年来研究人员正... 基于价格的拥塞控制模型将网络拥塞控制问题抽象为聚合效用最大化的优化问题,已经成为拥塞控制机制设计和分析的一般框架。然而简化的线性模型与现实网络环境有一定差距,不能准确有效地指导新协议的设计与分析。因此,近年来研究人员正试图结合新的技术和应用,扩展完善基于价格的模型,建立更为准确有效的模型来反映现实的网络环境。为了系统地了解该领域研究工作的进展,本文首先简要回顾了基于价格的模型,分析其不足,介绍近年来在模型扩展方面的研究工作,最后指出几个有意义的研究方向。 展开更多

关键词 拥塞控制 网络效用最大化 基于价格的拥塞控制模型

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基于拟牛顿方法的异步拥塞控制算法

14

作者 唐美芹 李健 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第14期7-9,共3页

针对当前网络中的拥塞问题,通过最优化问题引出网络效用最大化框架,在满足链路容量的约束下,最大化关于用户速率的效用函数,从而达到用户的最大满意程度。提出一种基于对偶原理的分布式速率异步控制算法,在链路算法设计过程中,用拟牛顿... 针对当前网络中的拥塞问题,通过最优化问题引出网络效用最大化框架,在满足链路容量的约束下,最大化关于用户速率的效用函数,从而达到用户的最大满意程度。提出一种基于对偶原理的分布式速率异步控制算法,在链路算法设计过程中,用拟牛顿算法代替梯度算法,并且允许反馈延时时变。仿真结果表明,该算法收敛速度更快且满足公平性。 展开更多

关键词 拥塞控制 网络效用最大化 拟牛顿方法 异步算法 公平性

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流间编码与流内编码相结合的机会路由算法

15

作者 韩莉 钱焕延 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2018年第5期69-74,共6页

文中提出了一个无线Mesh网络上的、结合流内和流间网络编码的MWS优化结构。在该优化结构中,编码分组的虚队列长度,即"信用度"积压,由信用度分配算法决定,节点根据信用度积压对编码方式进行选择,旨在各个流之间均衡分配资源,... 文中提出了一个无线Mesh网络上的、结合流内和流间网络编码的MWS优化结构。在该优化结构中,编码分组的虚队列长度,即"信用度"积压,由信用度分配算法决定,节点根据信用度积压对编码方式进行选择,旨在各个流之间均衡分配资源,实现网络效用的最大化。同时,给出了该优化结构对偶算法的启发式实现MiiCode,该算法不使用确定路径,具有更大的灵活性,也有利于获得更多的流间编码机会。流内网络编码具有的良好本地补偿特性减少了源节点发送补偿分组的数量,降低了网络的整体开销。最后,在OMNET++仿真实验中将MiiCode与基于确定路由的COPE和LOR进行了比较。 展开更多

关键词 流内网络编码 流间网络编码 网络效用最大化 机会路由 无线MESH网络 最大权值调度

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