异步多信道无线传感器网络MAC 协议

针对无线传感器网络中控制信道饱和问题以及三重隐终端问题,提出了一种异步多信道MAC协议——RIM(receiver-initiated MAC).RIM利用接收端开始的传输机制有效地解决了控制信道饱和问题,同时采用了基于概率的随机信道选择机制避免了三重隐终端问题.而且,RIM支持一种简单且可靠的异步广播机制.通过基于马尔可夫链的理论分析,得到了RIM中节点的最优占空比.为验证RIM的实际性能,进行了模拟和真实实验.实验结果表明,与其他多信道MAC协议相比,随着信道数及网络负载的增加,RIM增加了网络吞吐量,降低了传输所消耗的能量,同时也提高了广播的可靠性,达到了能量有效的目的.     

LPR MAC:一种采用并行协商机制的低功耗多信道MAC协议

本文通过分析不同类型的多信道MAC协议的特点,指出了并行协商类多信道MAC协议存在的消失节点问题和通信竞争问题。针对上述问题,基于无线传感器网络节点的能量有效性,本文提出了一种新的多信道MAC协议：LPR MAC。本协议采用全网同步,时间上划分为多个时间片,节点在网络建立时随机选择某个时间片作为自己的固定接收周期,在接收周期按各自的伪随机序列在多个信道之间进行跳跃,并行协商,在其余时间片休眠。仿真结果表明,该协议减少了通信竞争程度,降低了能量消耗。     

LPR-MAC:一种采用并行协商机制的低功耗多信道MAC协议

本文通过分析不同类型的多信道MAC协议的特点,指出了并行协商类多信道MAC协议存在的消失节点问题和通信竞争问题。针对上述问题,基于无线传感器网络节点的能量有效性,本文提出了一种新的多信道MAC协议:LPR-MAC。本协议采用全网同步,时间上划分为多个时间片,节点在网络建立时随机选择某个时间片作为自己的固定接收周期,在接收周期按各自的伪随机序列在多个信道之间进行跳跃,并行协商,在其余时间片休眠。仿真结果表明,该协议减少了通信竞争程度,降低了能量消耗。     

无线Mesh网络中使用双收发器的多信道MAC协议研究

在无线Mesh网络中,当底层有多个可用的物理信道时,必须设计高效的媒体访问控制协议（MAC）才能充分利用所有可用信道,克服多信道的隐终端和显终端问题。三类多信道MAC协议都只使用了两个无线收发器,却能够在保持经济性的同时最大限度地利用多个信道,并解决多信道环境下广播消息发送和信道切换等问题。分析比较表明,该MAC协议能够在一定程度上利用多个信道增加网络的有效吞吐量,但在保证网络负载均衡上还存在不足,需要进一步研究。     

基于802.11的多信道MAC协议性能分析

为了改善无线网络中信道带宽的利用率,提高网络的吞吐量性能,已有研究提出了采用多信道MAC协议的方法,将单个信道分割成控制子信道和数据子信道进行联合使用.针对基于802.11DCF的该类型MAC协议,采用离散Markov链对DCF的退避机制进行建模分析,研究了多信道下两种MAC机制的饱和吞吐量性能与信道带宽分配比例的关系,分析了网络节点数、数据分组大小和DCF竞争窗口等对优化多信道带宽分配的影响,并将多信道MAC机制下的网络性能与单信道MAC机制进行了对比.分析和仿真结果表明,采用优化的信道带宽分配,多信道的MAC机制可以一定程度上提高网络的吞吐量性能.但是,当允许控制帧以最大信道速率传输时,多信道MAC机制吞吐量性能并不比单信道MAC机制好.     

车载自组织网络中基于时分复用的异步多信道MAC协议

为解决车载自组织网络负载较重时控制信道拥塞和信道利用率低的问题,提出一种时分复用机制的异步车载自组织网多信道MAC(Media Access Control)协议-ATMP (Asynchronous TDMA-based multi-channel MAC Protocol).ATMP协议采用时分复用的异步接入机制实现节点分时段接入控制信道,减少并发接入控制信道的节点数目,降低碰撞概率;进一步,为了解决多信道协调信息丢失问题,ATMP协议使用节点协作机制来获取节点遗漏的信道协调信息,有效降低因协调信息缺失造成的数据信道服务信息碰撞概率.仿真结果表明,ATMP协议在碰撞概率、安全消息时延及控制信道吞吐量指标上优于IEEE 1609.4标准、AMCP协议和AMCMAC协议.     

解决Ad Hoc入侵终端问题的MAC层协议

针对目前Ad Hoc网络多信道环境下MAC层存在的入侵终端问题,研究并提出了MAC层协议的改进方案.即在原有的动态信道分配MAC层协议基础上,增加了对入侵终端发生情况下信道重新分配机制和链路重新建立机制.使得Ad Hoc网络在入侵终端冲突发生的情况下,各节点得以迅速重新恢复通信.最后,对改进后协议的正确性和有效性进行仿真验证.     

一种应用于分布式网络的新型私有多信道UWB MAC协议设计

目前,单信道MAC协议在网络负载较重时的冲突和退避,造成信道带宽浪费而使得协议效率不高.本文主要针对UWB应用在无线个域网络中的特定场景,提出了一种新的应用于分布式网络的私有多信道UWB MAC协议,既可以解决隐藏终端和暴露终端问题,又可以有效地分配信道资源,提高网络性能.     

Ad Hoc网基于负载感知的多信道MAC协议研究

对现有的多信道MAC协议进行了分类,并特别分析了基于负载感知的多信道MAC协议（LAMM）。LAMM协议能够根据网络流量动态地调整信道的分配,在网络时延和吞吐量上都有显著改善。但LAMM协议对多信道中存在的丢失接受者问题（missing Peceiver problem）无法很好地解决。针对这一问题提出了解决机制,很好地完善了LAMM协议。其中“成功退避”机制概念的提出,用来减轻由于丢失接受者问题产生的不公平现象。     

无线Mesh网络中多射频多信道MAC机制设计

针对无线Mesh网络中多信道分配问题,提出了一种适用于多射频网络的MAC机制MRMC-MAC.整个机制包含节点默认接收信道分配、可切换主信道集分配、节点通信以及可切换主信道集更新4部分.采用一种基于接收负载的分配算法,将接收负载作为信道分配的优先级参数,保证了接收负载重的节点优先分配到负载较小的信道,而接收负载较轻的节点间可以共享同一个默认接收信道,从而平衡了各个信道间的负载.分析了多射频网络中的多信道的隐终端问题并提出了解决方案.仿真结果表明,使用MRMC-MAC协议能够明显地改进MAC层吞吐量、碰撞次数等性能参数.     

移动环境下多数据项请求的广播策略研究*

提出了一种移动环境下的多信道试探广播策略MCHM（multiple channel heuristic method）。该广播策略在多信道广播中采用高效的数据调度算法,在不重复广播的情况下,消除了多信道广播中多数据请求的访问冲突,大大减少了移动客户机的访问时间,提高了数据广播的性能。     

基于节点合作的Ad hoc网多信道MAC协议

针对Ad hoc网络的多信道隐藏终端问题,提出一种基于邻居节点合作通告机制的异步多信道媒介访问控制协议。该协议通过空闲邻居节点向未收到信道协商控制帧的节点发送通告广播帧,从而有效地解决了多信道隐藏终端问题。仿真结果表明,与IEEE 802.11、MMAC协议相比,该协议在提高网络平均吞吐量的同时,还能降低数据包平均延迟。     

无线传感网络低能耗时间同步的研究

低耗能是无线传感器网络时间同步算法的重要技术要求之一。为了降低同步过程中的能量消耗,提出了一种低能耗LECTS（Low Energy Consumption Time Synchronization）算法。该算法基于TPSN算法的基本思想,在两个阶段同时进行改进来降低能量消耗。在层次发现阶段利用节点之间的距离来限制部分节点广播,降低数据包的发送;在同步阶段结合单向广播和双向报文交换同步机制,也同样降低数据包的发送。通过仿真结果表明,与TPSN算法以及其改进算法STSP算法相比,算法能显著地降低无线传感器网络时间同步的能量消耗,且节点密度越大,节能越显著。     

Connection-oriented multi-channel MAC protocol for ad-hoc networks

This work proposes an on-demand connection-oriented multi-channel MAC protocol for ad-hoc networks. The major features of the proposed protocol are as follows: (a) each mobile node is equipped with only two network interfaces; (b) MAC layer broadcast primitive is supported; and (c) no time synchronization is required. Compared with other multi-channel MAC protocols, the proposed protocol reduces the cost of channel negotiation by considering the property that a connection typically generates multiple packets for transmitting. The NS-2 is used to evaluate the performance of the proposed protocol. Simulation results indicate that the proposed protocol can reduce the cost of channel negotiation and increase the network throughput.     

多数据项请求的多信道并行广播调度算法

为减少数据广播中用户请求的平均访问时间、提高广播性能,提出了一种新的基于减少数据访问冲突和应用重复广播技术的广播调度算法。该算法有效减少了多信道并行广播中多数据项请求的访问冲突,对热点数据项采取重复广播技术,极大地减少了对热点数据项请求的访问时间。仿真实验结果表明,该算法有效地降低了平均访问时间,提高了数据广播性能,特别是在访问概率偏斜率较大时具有更好的性能。     

无线数据广播环境下路网最近邻居节点的查询

针对大规模用户数量,首次提出结合无线数据广播技术,在路网环境中进行最近邻居节点查询.该方法使用基于Voronoi图的算法转化路网信息,将处理后的路网信息作为广播数据,不仅提高了用户的查询效率,还减少广播数据中的冗余信息.在数据调度上,采用Hilbert曲线对数据排序,从而保持广播数据的空间临近性.实验表明,上述方法在为用户提供高效查询的情况下有效减少了访问时间.