适用于飞行自组网的闲置时隙预约TDMA协议

在飞行自组网中,固定时隙分配时分多址接入（TDMA）协议存在闲置时隙无法成功使用的问题。通过对TDMA协议引入闲置时隙预约机制,提出一种支持业务优先级传输机制的闲置时隙预约TDMA协议。采用短帧长的方式满足协同与控制业务的低时延传输需求,并利用闲置时隙预约机制允许节点使用闲置时隙传输感知业务,从而满足感知业务的高吞吐量传输性能要求。仿真结果表明,与CF-MAC和CTMAC协议相比,该协议能够在降低传输时延的同时,有效提高信道利用率和网络吞吐量。     

VANET中利用分布式TDMA空闲时隙的协作中继方法

车载自组网中的分布式时分多址(TDMA)协议的主要缺陷是未能充分利用无线信道资源,如节点空闲时隙问题。针对车载自组网无中心节点且网络拓扑结构快速变化的特点,提出一种协作中继分布式TDMA方法(CR-DTDMA),以便利用节点空闲时隙协作中继转发数据。CR-DTDMA实现一种网络握手协议来确定协作中继节点,不依赖相关数据传输确认机制,而且网络握手协议的控制信息都采用消息搭载机制传递,不需要发送专门的控制包。分析与模拟表明,CR-DTDMA提高了数据中继转发概率,降低了中继转发时延和丢包率。     

基于NTP的Ad Hoc网络时隙同步算法

基于无线Ad Hoc网络时分多址接入机制,设计一种多信道时隙结构。根据网络时间协议(NTP)的基本原理,提出基于该时隙结构的全网时隙同步算法。该算法继承了点对多点无线通信系统的时隙同步方式,在完成时隙主从同步调整后,实现全网时隙的初始对齐,然后进入时隙互同步调整阶段,根据网络节点时钟偏差、节点移动速度和保护时隙的长度,设置合理的互同步调整周期,既不增加网络流量负荷,又可保证各节点发射时隙不碰撞。仿真结果表明,该算法具有较小的时间同步偏差,能快速实现全网的时隙同步,可应用于基于TDMA方式的Ad Hoc网络。     

短波地空网中一种动态TDMA协议设计与仿真*

针对传统TDMA网络节点间业务量不均匀时,会造成信道资源严重浪费的问题,设计了一种基于邻居时隙调动的短波地空网动态TDMA协议(TDMA protocol based on neighbour timeslot remove,NTR-TDMA),以可靠性较高的地面节点作为控制中心,实现时隙分配可控下的动态利用。提出了邻居时隙调动算法(neighbour timeslot remove algorithm,NTR-ALG),地面节点根据时隙估计过程后生成的节点时隙请求数,调动相邻业务时隙节点间的空闲时隙,重新划分节点业务时隙界限。利用OPNET平台进行性能仿真,并与HFTP协议和TDMA协议作了对比分析。仿真结果表明,NTR-TDMA相比HFTP协议和TDMA协议,在消息投递率、平均时延和吞吐量方面具有更优异的性能。     

一种短波地空网MAC协议设计与仿真

针对传统TDMA固定分配方案在节点间业务量动态变化时,存在着信道利用率较低的问题,设计了一种基于全局时隙转让的短波地空网动态TDMA协议（TDMA protocol based on Whole Timeslot Transfer,WTT-TDMA）,以可靠性较高的地面节点作为控制中心,实现时隙分配可控下的动态利用。提出了全局时隙转让算法（Whole Timeslot Transfer algorithm,WTT-ALG）,地面节点根据时隙评估过程后生成的节点时隙请求数,按需协调全局空闲时隙的转让,重新分配节点业务时隙数。利用OPNET平台进行仿真建模,并与HFTP协议和TDMA协议作了对比分析。仿真结果表明,WTT-TDMA相比HFTP协议和TDMA协议,在消息投递率、平均时延和吞吐量方面具有更优异的性能。     

认知车载网中基于TDMA/CSMA的混合多信道MAC协议研究

在传统车载自组网(Vehicular Ad Hoc Network, VANET)中采用认知无线电(Cognitive Radio, CR)技术可以解决无线电频谱资源短缺的问题,该技术形成了新兴的认知车载网络(CR-VANET),其关键技术之一是设计高效可靠的介质访问控制(Medium Access Control, MAC)协议。MAC协议在很大程度上影响着车载移动环境的吞吐量,丢包率和传输时延等性能,基于认知车载网中MAC协议的要求,提出了一种TDMA与CSMA相结合的多信道MAC协议(CRTC-MAC)。在固定时隙分配时采用基于无竞争的TDMA访问策略,在动态时隙分配时采用基于竞争的CSMA接入方案,并在此基础之上对传统的TDMA和CSMA访问方式进行了改进。性能分析和仿真结果表明,所提出的MAC协议能有效降低节点间数据包传输时所产生的碰撞,改善网络性能。     

移动自组网与Internet互连的AODV协议扩展

针对移动自组网与Internet互连时网关带宽瓶颈问题,提出将域内有线节点视为移动自组网内部的互连节点的模型.从而把互连问题转化为含有有线节点的移动自组网路由协议的扩展问题,进而提出了支持与Internet互连的AODV扩展协议iAODV (Internet-AODV).通过结合多个互连节点和扩展AODV路由协议,iAODV把互连节点切换与移动节点之间的路由协议相统一,可以有效缓解互连节点的带宽瓶颈.NS2模拟实验表明,该协议可以为移动自组网提供比较稳定的Internet接入性能,且结合有线链路减小了互连延迟时间和系统开销、提高了包递交率,性能优于AODV.     

基于复杂网络理论的移动自组网路由算法研究

移动自组网中节点通信时路由开销较大,从而引起整个自组网的能耗过高;为了解决这一问题,针对移动自组网的现实组网特征进行了研究,提出了基于复杂网络理论的移动自组网路由算法;在该路由算法中,路由发现基于源节点到目的节点的梯度方向,源节点选取下一级跳数据转发对象时,在其邻域范围内以选取路径是否符合最速下降法作为判断依据;当源节点和目的节点之间存在的节点个数超过复杂网络理论中的达到条件时,源节点在路由方向上选取其邻域内最接近的节点进行转发后,按照最速下降法继续寻找最优路径;实验表明,该路由算法具有较少的跳级数,可以减轻整个自组网的数据存储压力,路由开销在节点疏密度不同时,介于OLSR协议和AODV协议之间.     

基于语音时隙机制的车载自组网MAC协议

在节点高速运动的车载组网多跳通信中,如何快速选择下一跳中继节点是目前无线自组网亟待解决的问题。为此,提出一种基于类语音时隙划分信道竞争机制的时分复用协议,采用类似语音优先权接入的语音突发方式解决多跳中继选择问题。仿真结果表明,在不同节点分布的运动场景下,使用语音突发方式的MAC协议较传统的时分复用随机接入方式具有更短的接入延时与更低的网络开销。     

改进的VANET分布式自适应时分多址分配机制

在车载自组织网（Vehicular Ad-hoc Network,VANET）环境下,针对多节点同时接入信道时的竞争冲突问题,将分布式时分多址（Time Division Multiple Access,TDMA）和空分多址（Space Division Multiple Access,SDMA）思想相结合,提出改进的分布式自适应时分多址分配机制（Modified Decentralized Adaptive TDMA Scheduling mechanism,MDATS）.MDATS协议的节点通过帧信息（Frame Information,FI）的交互,获取两跳范围内其他节点时隙使用情况,从而筛选出空闲时隙集.竞争区域将根据空闲时隙数在空间上均分成多个逻辑区段,节点则根据所处的逻辑区段与空闲时隙的对应关系确定竞争使用的时隙.该协议通过对空闲时隙在空间上的分散化,降低同时接入节点之间的竞争冲突.仿真结果表明,MDATS协议与其他类似MAC协议相比,能够达到更高的信道接入成功率、更低的接入时延性能以及更高的时隙利用率.     

一种机载网络动态TDMA协议设计

机载网络是一种节点快速移动、拓扑频繁变化的新型Ad Hoc网络。本文提出了一种机载网络动态TDMA的接入协议,能够同时支持单播和广播方式,并通过RTS/CTS控制报文解决隐藏终端问题。协议将每帧分为前面的控制时隙和后面的数据时隙两部分,每个节点通过微控制时隙来竞争对应的数据时隙进行发送。同时,还可申请使用先前的空闲时隙或竞争失败时隙,采用消除报文来解决网络中可能存在的死锁情况,从而实现带宽的有效利用。最后,使用Qual-Net软件进行了仿真,结果显示新协议具有较好的性能。     

高速跳频网络中时间同步的研究与实现

针对无线通信网络中各通信节点间守时存在较大的误差,提出了一种基于传感器网络时间同步协议TPSN双向时间同步算法,设计了一种小型化、模块化的高精度时统系统,可用于跳频同步和TDMA组网体制下的时隙同步。首先选取主机,仅当10 s内未收到校时呼叫的节点设置为主机;其次发送及应答,规定主机1 s内仅对一个从机请求作出应答;最后通过记录校时主从节点的发送时刻,扣除或补偿逻辑处理延迟、射频传输延迟、校时两端的频差等,计算节点间的同步误差。在不同条件下进行了仿真实验,节点间的同步误差可以精确到30 ns左右,表明该方案时间同步精度高、误差较小,可满足该无线通信网络中各节点间协同探测、协同攻击和协同干扰等战术目标的需要。     

太赫兹无线个域网高时隙利用率跨PAN数据传输协议

针对现有跨PAN数据传输机制存在的业务量分布不均衡造成的时隙浪费、协调超帧开始时刻不明确、超帧统一机制所需控制开销较大等问题,提出了一种高时隙利用率太赫兹无线个域网跨PAN数据传输机制HTSU-PAN（high time slot utilization cross PAN data transmission protocol for Terahertz wireless personal area network）。该协议通过采用隐式TDMA时隙分配、基于无beacon的空闲时段启用以及基于网桥节点超帧统一这三种新机制,有效提高时隙利用率,降低数据传输时延从而提升网络吞吐量。     

TDMA网络的时隙同步技术

TDMA(时分多址接入)协议是利用时间的正交性实现信道共享,网内各个站点按照时隙方式工作,不存在发生碰撞和相互竞争问题。TDMA网络是一种同步网络。必须有统一的时间基准,各站点的时隙必须与时间基准同步。因此,时隙同步技术是TDMA网络协议的关键技术。     

基于生成树的无线传感器网络时钟同步算法

考虑到无线传感器网络时钟同步多跳误差累积问题,提出一种基于动态生成树的全网时钟同步算法,只需由根节点开始沿树边广播一次同步消息,全网待同步节点即可采用时钟偏差补偿,并结合贝叶斯后验估计算法对时钟进行准确估计。一个同步轮次内每个节点至多广播两次消息即可完成全网同步。使用OMNeT++软件进行仿真实验表明算法有效降低了多跳累积误差,提高了同步精度,且具有较快的收敛速度和较低的开销。     

An efficient TDMA start-up and restart synchronization approach for distributed embedded systems

A desired attribute in safety-critical embedded real-time systems is a system time and event synchronization capability on which predictable communication can be established. Focusing on bus-based communication protocols, we present a novel, efficient, and low-cost start-up and restart synchronization approach for TDMA environments. This approach utilizes information about a node's message length that forms a unique sequence to achieve synchronization such that communication overhead can be avoided. We present a fault-tolerant initial synchronization protocol with a bounded start-up time. The protocol avoids start-up collisions by deterministically postponing retries after a collision. We also present a resynchronization strategy that incorporates recovering nodes into synchronization.     

Ad hoc网络TDMA分布式动态时隙算法

随着GPS 技术的发展和应用, Ad hoc 网络的终端同步已经不成问题, 因此基于时隙的MAC 方案, 如TDMA 对Ad hoc 网络越来越有吸引力。提出一种新的分布式时隙动态分配算法, 其数据碰撞率低, 公平性好, 适于动态网络, 对于网络失步以及超负荷的数据发送都有较好的适应性。着重介绍了此时隙算法, 然后分析了该算法的性能, 并把它与时隙Aloha 的信道利用率进行了比较, 仿真表明此算法远远优于时隙Aloha 。     

一种节能的Ad hoc网络路由协议

针对Ad hoc网络中移动节点能量有限的问题,综合考虑节点剩余能量和节点能量消耗速率两方因素,提出一种基于节点生存时间的路由算法MRL（Maximum Routing Life）。通过估算节点使用寿命,选择生存时间最长的路由,均衡移动网络中各节点的能量。引入NS能量模型,与Ad hoc网络中典型路由协议进行比较;仿真结果表明,与传统路由协议相比,新的路由协议有效地提高了Ad hoc网络性能。