一种基于机会中继的多跳协作MAC机制

现有协作MAC机制的实现过度依赖于协作表中的信息,而协作表中的信息并不是瞬时更新的,并且协作表的建立和更新都需要额外的开销。针对这些不足,充分利用协作发送的特性,提出一种基于机会中继的多跳协作MAC机制。在ORMAC机制中,节点通过侦听MCTS估算中继信道的误包率,当数据传输失败后,候选中继节点根据误包率设置退避定时器的初值,以选择出最佳的中继节点参与中继重传,以此在不可靠的无线信道实现数据的可靠传输。在NS2.28上搭建仿真平台,仿真结果证实了ORMAC机制能有效地提高系统中的平均吞吐量和交付率。     

一种基于Ad Hoc网络的协作MAC方案

在 IEEE 802.11b MAC层协议的研究基础上,提出了一种基于无线Ad Hoc网络的最佳中继选择策略,该策略综合考虑瞬时信道信息和节点剩余能量,能够有效防止信道条件好的节点的过度使用,并能保证系统高吞吐量。文中以饱和吞吐量和网络生存时间为性能指标,对新算法和以往协作MAC算法进行仿真和比较,结果表明新算法在网络吞吐量下降不明显的情况下,能大大增加网络生存时间。     

基于过时信道状态信息的机会协作性能研究

机会中继是协作通信系统中提高频谱效率和节省功率消耗的常用方法.在通信过程中,信道估计时刻和实际中继传输信息时刻存在一定的延时,其产生的过时信道状态信息（Outdated CSI）会严重地影响协作通信系统的性能.分别从考虑直传链路和不考虑直传链路两方面,分析了过时信道状态信息对机会协作分集系统中断概率的影响.仿真结果表明,系统性能随着相关系数ρ的减小而变差,并且随着中继节点数目的增加而提高.     

Ad Hoc网络中一种具有优先控制的自适应协同MAC协议

ARQ(Auto Repeat reQuest)机制通常用来在传输失败后重传数据,但是在深衰落信道下,源节点多次重传有可能导致系统性能持续变坏,作为未来无线通信的重要技术,协同通信能够大大提高链路的可靠性,可以有效解决上述问题。本文针对Ad Hoc网络,提出了一种基于优先控制的自适应协同MAC(Media Access Control)协议。此协议采用ARQ机制,根据瞬时信道情况,自适应地选择信道质量更好的中继节点来重传数据,并且在优化的退避算法和中继选择算法的控制下,赋予中继节点相对源节点更高的优先级,协议中还在传统RTS/CTS分组交互基础上加入了新的握手交互机制,使得协议的性能进一步提升。本文还对经典二维Markov模型进行了改进,加入了协同机制并提出中继节点冲突模型,对所提协议进行了建模并推导出了吞吐量性能表达式。仿真结果表明,本文所提协议相对IEEE 80211 DCF协议和传统采用ARQ机制的协同MAC协议有着更好的性能。
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一种改进的数据链协作MAC协议

针对基于TDMA（时分多址）的数据链网络协议在恶劣环境下时延大、业务突发性强等缺点,提出了一种改进的数据链协作MAC协议。在原有的协议中引入协作通信的思想,节点根据协作机制,利用自身时隙进行协作转发,并进一步加入中继优先权因子改进协作机制,中继节点根据节点的繁忙程度与信道条件来判定是否协作传输。通过对网络时延性能的研究与仿真,结果表明,改进后的协作协议性能优于传统的数据链协议。     

基于协作干扰的全双工中继系统混合安全传输协议

针对全双工中继系统的安全问题,提出一种基于协作干扰的物理层安全混合传输协议.系统根据自身信道状态信息,自适应地选择基于中继节点与信源节点轮流发送干扰(RSCJ)协议或基于中继节点与目的节点轮流发送干扰(RDCJ)协议中安全容量相对较高的协议进行信息的传输.在全双工节点自干扰因素被抑制的条件下,给出了系统的传输协议选择策略,并理论推导了采用RSCJ或RDCJ传输协议下系统的安全中断概率表达式.仿真结果表明,利用所提的混合安全传输协议可以显著提高全双工中继系统的安全中断性能,与传统未利用协作干扰的传输机制相比,具有明显的安全性能优势.     

差错信道下无线局域网丢包率性能分析

分析了AWGN（加性高斯白噪声）信道和瑞利衰落信道下无线局域网DCF（分布式协调功能）丢包率性能，推导出差错信道下使得吞吐量最大的最优分组长度闭式解并且证明了最优解的惟一性。研究结果表明，差错信道中不同调制方式和分组长度对丢包率性能有重要影响，根据信道状态调整分组长度能够获得最大的系统吞吐量。     

非对称双向中继系统中的协作多址广播传输方案设计与数据率性能分析

在双向中继系统中,2个节点通过一个半双工中继交换信息,2个方向的数据率都会受到较差链路的制约。当节点位置变化或信道衰落造成,中继两端的信道质量不对称时,这将导致系统的和数据率下降。为了弥补较差链路带来的数据率损失,提出了一种新的三时隙协作多址广播传输方案,使得信道质量较好的源节点与中继节点进行协作传输,并且各节点充分利用各链路所支持的最大数据率进行传输,从而有效提高系统容量及加权和数据率。推导出新方案的容量上界以及解码转发模式下的可达数据率域,并对时隙及功率等资源进行优化分配。仿真结果表明,在加性白高斯和瑞利衰落信道下,新方案在非对称信道下的性能都大大优于已有方案。     

无线网络中基于DSDV的最大化吞吐量的协作路由算法

为最大化无线自组织网络的吞吐量,提出一种自适应的协作路由算法。在算法中,协作分集技术与路由选择相结合,通过在路由的每一跳选择最佳的中继节点协作发送节点传输信息来改善网络吞吐量。首先通过目的序列距离矢量路由协议（DSDV）初步建立最短路由路径,在每条链路的发送节点和接收节点根据邻节点表选出公共邻居节点,建立候选中继集合;进一步,每一跳根据链路吞吐量,在候选中继集合中自适应选择最多两个中继来协助发送节点进行传输,并根据选出的中继节点数动态分配节点发射功率。在保证系统发射功率一定的情况下,最大化网络吞吐量。仿真结果表明,在相同的发射功率下,相对于非协作路由DSDV算法,采用固定数量中继的协作路由算法提高了整个网络的吞吐量,而自适应的协作路由算法可进一步提高吞吐量;同时仿真了网络吞吐量与网络规模和节点最大移动速度的变化关系。      

基于D2D通信系统中的一种跨层中继选择算法

在D2D通信系统与蜂窝网络共存的场景下,引入中继节点可有效提高D2D链路的吞吐量和D2D用户对蜂窝用户的干扰。文中基于译码转发模式,结合跨层协作通信的思想,提出了一种基于物理层和数据链路层的跨层中继选择算法。该算法结合物理层的信道状态信息和数据链路层的队列状态信息,两个参数进行最优中继节点的选择。并最终通过仿真验证表明,基于跨层中继选择算法可提高通信系统的吞吐量,同时降低了通信系统的平均时延和数据包错误率。     

无线Adhoc网络中一种基于网络编码的协同MAC协议

协同通信中,中继节点通常用来转发源节点的数据分组.但是从中继节点的角度出发,帮助其它节点转发数据会降低其自身的性能,导致中继低效率问题的出现.针对此问题,该文基于网络编码设计了一种适用于无线Ad hoc网络的协同MAC协议.该协议将网络编码和协同机制相结合,在需要协同传输时,利用网络编码让中继节点在发送源节点数据的同时也发送自身的数据,利用网络编码来解决协同传输中中继低效率问题,进一步提升协同传输的性能.该文还在2维Markov退避模型的基础上,加入了网络编码和协同机制,对所提协议在多跳网络中进行了吞吐量性能分析,并探讨了网络节点数、多跳和信道质量对吞吐量性能的影响.仿真结果表明,相比一般的协同MAC协议,采用网络编码的协同MAC协议可以显著的改善系统性能,是解决协同传输中的中继低效率问题的有效手段.     

基于协作通信系统的中继选择方案的研究

本文研究基于两跳的协作通信系统中的中继选择问题.为了降低中断概率,传统中继选择方案往往需要引入更多的中继节点参与协作传输,导致系统平均吞吐量下降.为解决上述问题,本文提出了一种新的自适应中继选择方案(ARSS),此方案可以结合两跳的链路信道状况,自适应地选择中继节点及其转发协议.仿真结果表明,与其他中继选择方案相比,本...     

一种机会协作重传协议及其性能分析模型研究

 本文基于机会中继协作通信系统的优良特性,改进了传统的多中继ARQ(Automatic Repeat Request)协作分集机制,联合物理层与数据链路层优化了无线频谱与能量的利用率,并且首次提出了采用Markov(马尔可夫)吸收链方法的端到端性能分析模型.在此分析模型的基础上,对本文改进的机会协作重传协议进行了端到端成功传输概率、丢包率、时延、吞吐量等性能参数的数值分析,最后用仿真实验对此模型进行了验证,详细讨论了最大重传次数、信道衰落参数、总发送功率等对性能的影响.结果表明,本文改进的机会协作重传协议在节能、抗信道衰落方面,表现出了比直接重传协议和传统的多中继协作重传协议具有更优越的性能.     

无线多址信道中的协作模型研究

在无线多址信道环境下,为了充分利用协作分集技术提高系统的传输速率和通信质量,引入了多址接入中继信道（MARC）模型。通过加入一个专门的中继节点,MARC模型中的发送节点类似操作在普通的多址信道下,从而使得现有的系统可平滑过渡到协作系统,实用性强。把MARC模型应用在直序扩频CDMA系统中,在Rayleigh信道下对其误码率进行仿真,结果表明,采用MARC模型的协作网络能获得显著的性能增益。     

无线网络中基于优先级竞争的协作媒质接入控制协议研究

提出了一种适于无线网络的基于优先级竞争的协作媒质接入控制(PBC-CMAC)协议。该协议首先由源节点根据本地中继信息表选择2个最佳候选中继节点,以反映缩短传输时间程度的中继效率值区分优先级,并在CRTS分组中宣布。被选择的候选节点通过侦听源节点与目的节点交换的控制分组,可得到即时的相关速率信息,并结合自身优先级无冲突竞争成为最终的中继节点。该协议可以从所有可能的中继节点中快速、无冲突地选择出适于当前信道质量状态的最佳中继节点进行协作传输,提高了中继节点选择的成功率和协作效率,改善了网络接入性能。仿真结果表明,与IEEE 802.11 RTS/CTS和CoopMAC协议相比,PBC-CMAC协议有效提高了无线网络的多址性能。     

窃听环境下AF中继选择与功率分配的研究

传统的最佳中继选择方案仅参考了合法用户的信道状态信息,在实际的通信系统中由于存在窃听用户而无法保证信息的可靠传输。现有的最佳中继选择方案将窃听用户的信道状态信息纳入考虑后,系统的安全性能得到了一定改善,但是依然采用的是等功率分配。针对放大转发协议,本文在现有最佳中继选择方案的基础上,以降低系统安全中断概率为目标,在系统总功率受限的前提下,根据源节点和中继节点以及中继节点和目的节点间的信道参数引出功率分配因子,对源节点和中继节点间的功率进行适当分配。通过仿真对比,可以发现功率分配能够降低系统的安全中断概率,从而改善系统的安全性能。      

基于译码-转发的多中继合作分集系统的功率分配

该文研究了衰落信道中基于译码-转发的多中继合作分集系统的功率分配问题。假设源节点有完全的信道状态信息,在总功率一定的条件下,以最小化系统的中断（outage）概率为目标,给出了如何选择中继节点以及如何在源节点和所选中继节点之间进行功率分配的算法。通过在任何时候最大化系统的瞬时容量来最小化系统的中断概率。仿真结果表明,该文提出的算法性能优于平均分配功率时系统的性能。     

一种简单的适合无线Mesh网络的机会协作MAC机制

针对IEEE802．11MAC（medium access control）协议中通信模式的缺陷,提出了一种新的协作MAC机制。该机制重点研究了分布式中继节点的选择算法,并定义了一种新的控制帧（retran）。目的节点通过发送retran帧启动协作机制,收到该帧的节点根据中继选择算法设置自身定时器,从而竞争产生“机会中继”,使其在源节点与目的节点之间搭建通信桥梁,该方法简单可行。仿真表明,随着网络中节点数的增加,新的机制对网络吞吐量和误比特性能的改善效果明显,从而提高了通信质量。     

编码协作分集的合作伙伴选择算法研究

协作分集的思想来源于中继信道。与中继信道所不同,在协作分集网络中,每个用户不仅要传输自己的信息,还要帮助其协作伙伴中继传输信息。也就是说,每个用户既要充当信源的角色,又要扮演中继器的角色。文章通过协作通信中编码协作机制下的多节点协作伙伴的选择,分析四种情况下的中断概率,并讨论今后研究的发展方向。     

中继协作传输的吞吐量分析

在无线自组织网络中,通过中继节点协作传输,可在接收端形成分集增益,使得在信道条件较差时也能进行高速、可靠地无线通信。本文提出了一个新的协议,围绕以下三个问题作了分析：何时进行协作,如何选择协作节点,协作节点怎样转发数据包。本文最大的不同是,根据目的节点正确解调需要的信噪比,来调节中继节点向目的节点转发数据时的发送功率,从而减小协作传输的能耗,并在一定程度减小了协作传输干扰范围,增加了网络中可激活的的链路条数,提高了网络吞吐量。