面向时延约束的多跳自组网络性能建模分析

由于无线信道的复杂特性,使得无线多跳自组网在实际应用中的可靠、可用性和实时性均难以得到有效保障.对此,提出了面向时延约束下最大化带宽利用率的集中式多跳自组网络协议参数设计策略.基于无线多跳网络集中式通信调度机制,在网络参数、业务参数、协议参数的基础上充分考虑信道参数带来的影响,建立端对端时延模型和带宽利用率模型.数值仿真结果表明,集中式调度机制更适用于节点规模较小的多跳自组网络.基于上述模型增加时延约束确定网络规模,以最大化控制时隙利用率为目标设计协议参数,使网络带宽利用率在满足时延约束的前提下最优.     

基于时分多址网络中的双信道预约MAC协议

为了解决多跳移动网络中的隐藏终端和暴露终端问题,提高并行数据分组发送机会,本文基于时分多址（TDMA）提出了双信道预约（DCR）媒质接入控制协议（MAC）．它通过合理调节预约信道（RCH）和业务信道（TCH）的数据速率、保证RCH的预约时隙与TCH的数据分组传输时隙的长度相等,实现了竞争预约接入与数据分组传输并行进行、互不干扰的目的．同时,还使RCH和TCH上的分组发送达到最佳业务平衡,避免了信道资源浪费．另外,所提出的预约时隙和竞争微时隙双重预约机制也极大地提高了信道的接入和利用效率．仿真结果表明,在总数据速率相同条件下,DCR协议的网络多址性能都明显优于IEEE802．11分布式协调功能（DCF）协议．     

支持多媒体业务的自组织无线网络协议

提出了在多跳、移动的网络环境下使用并行接收支持多媒体业务的自组织网络通信协议 .分层分布式控制的自组织网络由若干包括群首、网关和普通节点的群组成 ,在不相互包含的最大全连通子群使用载波监测多址接入可以消除隐藏终端问题 .对于跳频采用软件无线电技术很容易实现并行接收多路信号 ,解决了由于多跳网络结构引起的碰撞 .使用附带预约的数据格式来预约在约定时间后的信道可以满足实时业务的业务质量要求 .由于协议不要求建立和保持全网同步 ,大大减少了开销 .模拟结果表明这种方案可以有效传输数据业务 .     

802.11a无线局域网多速率传输模型的实现

针对速率信息的交换、预约时长设置以及相关网络分配矢量的更新和计算,基于碰撞检测的载波侦听多址协议,提出了一种交换速率信息的多速率传输协议RIEMS协议.基于802.11a协议中DCF方式来实现无线局域网RIEMS协议多速率传输的模型,分析得到了影响多速率传输协议性能的参数,完成该模型的仿真.仿真结果表明多速率传输可以大幅度提高网络性能.此模型可以应用于支持非对称信道、ad_hoc网络、高速移动、速率可变宽带无线移动网络的媒体接入控制.     

MANETs网络中的一种分布式同步预约多址接入协议

提出了一种MANETs网络中的多址接入控制协议——分布式同步预约多址接入协议（DSRP）,解决了隐藏终端和暴露终端问题,并且为实时业务的QoS要求提供了保障．协议以时分多址为基础,给不同类型的业务分配不同的优先级,采用不同的机制对空闲时隙进行竞争及预约．在已预约的时隙中采用发送数据前的预约确认机制,避免了入侵终端问题．在全连通网络中分析了DSRP协议的吞吐量和分组平均丢弃率,并且对协议进行了仿真,结果表明该协议能够达到传输实时业务的要求,适用于MANETs网络．     

高效的动态按需时隙分配协议

针对时隙分配中的预留冲突和网络效率较低的问题,提出一种海上无线环境的高效分布式动态按需TDMA时隙分配协议——DRSA(on-demand random slot assignment protocol).该协议可以根据网络节点自身的业务负载情况,在两跳范围内随机地为各节点分配时隙资源,且在分配时隙的过程中无需任何有关具体网络拓扑结构的先验信息.模型分析和仿真结果表明:即使在拥挤网络环境下DRSA协议仍然能够保证信息时隙的有效分配,使得网络以较高效率运行;对于因节点移动、业务分布变化而引起的网络环境及网络规模变化,DRSA协议也具有较强的适应性、健壮性和可扩展性.     

无线USB网络MAC层DRP协议延时性能研究

利用基于概率分布的马尔可夫链数学模型,对MBOA MAC层的DRP协议的延时性能进行了理论研究,给出了超帧中任意MAS预约方式下的二维嵌入式马尔可夫链模型,并根据此模型推导出了包的平均延时性能.最后根据给定的MAC层和PHY层协议参数,对推导出的延时模型进行了验证.结果表明,不同的时隙分配方式会产生不同的延时性能,而均匀分布的MAS预约延时性能最好.     

多跳合作网络中再生协议的性能分析与比较

根据多跳合作网络结构的不同,研究了单节点中继时的5种合作发送协议.在瑞利衰落下分析和比较了这些协议再生中继时的系统容量和分集度,并讨论了中继节点动态移动的影响.理论和仿真分析表明合作系统在一定条件下可实现2阶全分集(合作节点的个数),这些条件包括网络结构、发送协议、中继节点位置和中继信息的处理方式等,但其再生中继的容量受制于第一跳链路的质量,并且需要2倍于单跳传输的时隙资源.     

WSN中六边形集中式分簇多跳路由协议

针对节点随机分布的大规模无线传感器网络,提出了一种六边形集中式分簇多跳路由协议(HCCM)．基站根据能耗确定簇内平均节点数,并以合适的边长确定六边形完成初步分簇; 根据簇内的节点数进行分簇优化;依据节点剩余能量选择簇头及传输路径,分配合适的时隙以多跳形式完成信息的传输．仿真结果表明,与LEACH协议及其改进的协议(DE-LEACH)相比,在小规模网络中,协议HCCM延长了网络寿命,但接收的数据包数较少,性能略差; 在大规模网络中,协议HCCM提高了网络性能,比改进的协议(EECT)网络寿命延长了15%,接收的数据包增加了9.5%．     

多跳Ad Hoc网络中支持MIMO的广播传输调度算法

针对当前支持MIMO的多址协议仅支持点对点传输,提出多跳Ad Hoc网络中支持MIMO的广播传输时分多址接入协议,其核心算法是保证每个节点无冲突传输广播业务且保证最小帧长的时隙调度算法,充分利用了MIMO系统并行数据流传输的特性,该特性可使发生传输冲突的节点集从两跳范围内的邻节点减小到一跳范围内的邻节点,从而提高网络容量．结果表明该协议可极大地提高网络容量和减小平均分组时延．     

一种用于无线ATM网络的动态时隙分配协议

提出了一种新的适用于基于TDMA的无线ATM网络MAC协议,即改进型动态时隙分配多址协议。通过在预留阶段直接使用预先存储的正交码,避免了MAC协议对硬件的依赖。RR时隙的使用减少了因重新预留所引起的碰撞。仿真结果表明此协议适用于高速无线ATM网络,并具有良好的性能。     

STDMA protocol based on fuzzy control and MIMO for ad hoc networks

In the traditional Space Time Division Multiple Access (STDMA) protocol, the time slot is not allocated dynamically and the idle slots potentially exist. To address the issue, based on fuzzy logic control and Multiple Input Multiple Output (MIMO) technology, a novel STDMA protocol (MIMO-STDMA) is proposed. In MIMO-STDMA, the number of slots and the frame length allocated to a mobile node are determined dynamically through the judgment and calculation based on regulation of the fuzzy controller. Utilizing the reservation and stream control gain of MIMO, in the allocated slots, a node employs full antennas to transmit data. On the contrary, in the unallocated slots the node reserves the transmission by 4-way handshaking with the carrier sense. Finally, simulations are conducted to evaluate the performance of the proposed protocol. The results show that the MIMO-STDMA outperforms the STDMA in terms of throughput and slot utilization.     

一种适于AD-HOC网的改进型TDMA协议

本文针对AD-HOC网络对多址接入协议的吞吐量大、时延小等要求,提出了固定分配机制和自适应竞争机制相结合的改进型TDMA协议.介绍了该协议的时隙竞争、使用策略,最后用仿真图形证明了该协议的吞吐量及时延性能优于固定分配TDMA协议和PRMA协议.     

基于时间槽的可降带宽核心网视频业务动态资源预约算法

为了解决未来核心网络中大容量、低延时视频业务的服务质量保证问题,以视频会议业务为例,在基于软件定义网络的核心网络框架下,将视频会议请求解析为多个资源请求,以时间槽为单位进行带宽资源的提前预约,提出一种可降带宽的资源预约算法. 在进行动态资源预约时,若发现在某个时间比例内链路不满足视频业务带宽需要,则采用降带宽的方式进行处理,以避免视频业务在某个较短时间段内因带宽不满足需求而导致预约失败. 仿真实验结果表明：相比不采用降带宽的动态资源算法,该算法能够有效提高视频业务资源预约的成功率,参会方个数越多,时间槽越小,成功率的提升越大.     

IEEE 802.11 MAC层中一种减小冲突的方法

为了提高IEEE 802.11 DCF的性能,提出了一种应用于IEEE 802.11 DCF中减小冲突的方法.将2个时隙组合起来构成一个超时隙,站点的倒计数器以超时隙为单位减小,当一个站点在一个超时隙中发包时,它以概率q选择第一个时隙发包,以概率(1-q)选择第二个时隙发包.当多个站点同时在一个超时隙中发包时,仍然存在发包成功的可能,减小了冲突,提高了发包成功的概率.该方法可大大提高网络吞吐量和降低丢包率,并能减小网络中站点数目变化对吞吐量的影响,这种方法简单易行、效率高,较大幅度地提高了DCF的性能.     

一种基于ALOHA时隙的多优先级控制协议设计与仿真

提出了一种基于时隙ALOHA的传输动态控制协议。系统信道分为数据信道和控制信道,信道均以时隙划分,其在时隙边界上同步。而控制信道中时隙又进一步划分为多个子时隙。通过建立一个离散马尔科夫链模型对其进行性能分析可知,它能够适用于实际塑料光纤接入网络中工作站数量远远大于信道数的要求。由于在文献[1]所述的控制协议的基础上加入了优先级的控制,它可以根据各类业务对时延的不同要求进行优先级分配。仿真结果表明,此方案具有一定的合理性和可行性。     

主用户随机接入/离开模型下的频谱感知性能

经典的频谱感知性能分析方法通常假设主用户信号占满整个感知时隙,但实际上主用户可能在感知时隙的任意时刻接入或离开,针对这一情况,依据主用户随机"接入/离开"行为特征进行建模,在此基础上展开频谱感知性能的分析.首先,根据主用户接入或离开时刻在感知时隙内的位置,分4个场景进行讨论,得到主用户信号在感知时隙内持续时长的概率表达式;然后,采用能量检测方法,通过理论推导获得次用户平均检测概率的函数表达式.数值仿真结果验证了理论推导的合理性,同时表明主用户的随机"接入/离开"行为不仅显著影响感知性能的变化趋势,还使得次用户的感知最大降低达50%以上.     

改进的空时协作分集方案及性能分析

针对现有基于分布式空时码的放大转发协作协议(AF-DSTC)频谱效率较低的问题,提出了一种新的基于分布式空时码的高效选择性放大转发协作协议(SAF-DSTC)。该方案将协作过程从原来的4个时隙缩短至3个时隙,频谱效率提高了33.3%。理论分析及仿真结果表明:在保持相同频谱效率的情况下,SAF-DSTC在各方面都优于AF-DSTC,系统所耗功率、中断概率和误比特率都大大降低。