基于预约的数据队列水下无线传感器网络MAC协议

为了有效地减少水声信道冲突提高网络吞吐量,提出基于预约的数据队列水下无线传感器网络MAC协议.该协议在数据传输前设置了信道预约周期与预约确认周期,利用RTS-CTS握手过程完成信道的预约、确认与数据传输的排序工作.当全部预约得到确认后,所有发送端按事先排好的顺序以接龙的方式传输数据队列,完成多对节点间的数据传输任务.这些方法降低了节点的平均预约时间,减少了节点发送数据的等待时间,有效提高了网络吞吐量.仿真实验结果表明,当网络负载较高时,该协议能够较大程度地减少控制包开销,提高网络吞吐量.     

MIMO链路ad hoc网络中一种新的MAC协议

针对支持MIMO的并行RTS处理(PRP)MAC中分组的冲突导致网络通过量减小的问题,提出了基于五阶段预约的改进MAC协议(FPR-PRP MAC).该协议采用同步的时间结构,通过五阶段预约使网络节点获得传输时隙号.在信息时隙,根据预约的结果,一部分节点可以优先发送RTS分组,其他节点再通过竞争发送RTS分组.接收节点根据收到的全部RTS决定允许各发送节点使用的数据流数目,并将此允许值携带在CTS中回复给发送节点.FPR-PRP MAC将预约与竞争相结合的机制减少了网络中RTS冲突,同步的时间结构消除了控制分组和数据分组的冲突,因此可以有效地改善网络性能.仿真结果表明,在网络比较繁忙的情况下,与PRP MAC相比,FPR-PRP MAC可以大幅增加网络中流控方式发送的分组数,并提高网络的通过量.     

基于路由信息的无线传感器网络跨层MAC协议

为解决S-MAC协议的时延问题,提出了一种基于路由信息的MAC协议RC-MAC协议。协议采用跨层优化的方法,通过修改MAC层帧结构在该层中引入网络层所提供的路由信息,使节点能够预先知晓路径,实现预约信道并提前进行握手,提高了网络的传输效率。此外,通过引入多次自适应侦听,使数据能够在一个调度周期内传输多跳,减少了端到端时延并提高了吞吐量。通过理论分析和仿真验证了RC-MAC协议在未引入过多能量消耗的基础上相对S-MAC协议能够减少时延50%左右,在网络负载大时可有效提高网络吞吐量30%左右。     

有效支持智能天线在移动Ad Hoc网络中应用的多址接入协议

对智能天线在移动Ad Hoc网络(MANET)中的应用进行了研究．提出了自适应波束形成CSMA/CA(ABF-CSMA/CA)协议．该协议利用RTS/CTS短分组对话实现信道预约,在RTS与CTS分组前设置了训练序列,收发节点的智能天线基于训练序列进行波束形成以传输数据分组与ACK．提出改进的“虚拟载波监测”机制进行冲突避免(CA)．每个节点中设置两类网络分配矢量(NAV),用一个oNAV记录邻节点以全向模式占用信道的时间,用多个bNAV分别记录各邻节点以波束形成模式传输分组的时间．推导了信道利用率的近似计算公式并进行了仿真．结果表明,ABF-CSMA/CA协议与智能天线的结合能够有效实现信道的空分复用(SDMA),显著提高网络的信道利用率．     

一种新的移动Ad Hoc网络的单忙音码分多址协议

针对移动Ad Hoc网络(MANET),提出了一种新的多址接入协议——单忙音码分多址协议(SBT－CDMA)．协议综合使用了RTS/CTS短分组握手机制、忙音信号、功率控制和CDMA技术来提高网络性能．利用RTS/CTS分组进行码字分配和功率控制信息交换,利用忙音信号计算值与测量值之间的区别,来决定节点是否可以进行RTS分组的发送．该协议减少了分组碰撞,提高了网络的吞吐量,并降低系统功耗,同时有效解决了在MANET中采用CDMA组网方式时的远近效应问题．     

有效支持智能天线在MANET中应用的多址接入协议

在充分考虑智能天线与MANET特点的基础上提出了自适应定向CSMA/CA(AD-CSMA/CA)协议,该协议利用RTS/CTS短分组对话实现信道预约;在RTS与CTS分组中设置了训练序列,收发节点的智能天线基于训练序列进行自适应波束形成并传输数据分组与ACK;使用改进的"虚拟载波监测"机制进行冲突避免(CA)与分组发送过程的合理安排.用仿真方法对该协议的性能进行了评估,讨论了节点传输距离,数据与控制分组长度以及天线模式切换时间对网络性能的影响.仿真结果表明,AD-CSMA/CA协议与智能天线的结合能够有效实现信道的空分复用(SDMA)从而显著提高整个网络的信道利用率.     

无线Ad Hoc网络节能机制研究

针对当前Ad Hoc网络中节能机制多为单跳环境设计,提出了一种适用于多跳环境的节能MAC协议DCF-PS.该方案基于这样一个思路:在调制方式不变的情况下以更低的速率发送RTS分组和CTS分组,能扩大正确解调RTS分组和CTS分组的区域,合理的选择调制速率就能实现干扰区域中的所有节点正确解调RTS分组或CTS分组,从而根据RTS或CTS中的NAV睡眠一段时间,降低能耗.结果表明DCF-PS能够大大降低系统的能耗,同时基本消除隐藏终端的影响,提高网络吞吐量.     

支持智能自适应阵列天线的无线局域网媒体接入控制协议

在充分考虑IEEE 802.11无线局域网特点的基础上,提出支持智能自适应阵列天线的媒体接入控制协议SADCF．智能天线包括全向和定向两种工作模式．在发送数据帧前尽可能短的时间内,SADCF利用全向RTS/CTS握手机制预约信道,引导发送或接收站点发送训练序列．智能天线接收训练序列后计算出与该站点对应的权矢量,形成定向波束,定向收发数据帧．相邻站点用全向网络分配矢量记录发送站点以全向模式占用信道的时间,在发送站点定向通信的时候复用信道．SADCF与IEEE 802.11协议完全兼容．仿真结果表明,SADCF协议能够有效支持智能天线的应用,实现信道的空分复用,显著提高网络吞吐量;理论分析结果与仿真结果基本吻合．     

分布式水下组网MAC协议的设计与仿真

为了解决传统的TDMA协议在水下环境中存在信道资源在时间上的浪费问题,需要设计有效的MAC协议来合理分配信道资源,提高水下网络的性能。本文设计了一种能够将时隙进行动态分配的改进的TDMA协议,并在NS-3仿真平台下对其吞吐量、丢包率和端到端时延三个性能指标进行了仿真,仿真结果表明使用本文设计的协议能够提高网络的工作效率。     

分布式水下组网MAC协议的设计与仿真

为了解决传统的TDMA协议在水下环境中存在信道资源在时间上的浪费问题,需要设计有效的MAC协议来合理分配信道资源,提高水下网络的性能。本文设计了一种能够将时隙进行动态分配的改进的TDMA协议,并在NS-3仿真平台下对其吞吐量、丢包率和端到端时延三个性能指标进行了仿真,仿真结果表明使用本文设计的协议能够提高网络的工作效率。