融合MAC和路由的跨层设计节能协议

融合MAC和路由功能,采用跨层设计方法,提出一种增强型的AIMRP协议——E-AIMRP。该协议针对事件检测与快速报告型应用,解决AIMRP中由于多节点检测和报告而造成的能量浪费问题,扩展单节点检测拓扑模型。仿真结果表明,E-AIMRP能增强协议的扩展性,进一步提高节能效率并减少时延。     

一种适用于无线传感器网络的跨层高效MAC协议

为了延长网络的寿命,实现能量的高效利用是无线传感器网络应用的主要目标,MAC协议的能效性直接关系到网络的能耗,但采用分层方法的MAC协议无法实现最优的节能效果.本文基于跨层的方法提出了一种能量高效MAC(cross layer energy efficient MAC,CLEE-MAC)协议.该协议在自适应S-MAC(adaptive sensor MAC,AS-MAC)协议基础上,通过利用路由层的路由表信息,改变AS-MAC协议的控制帧格式,有效解决了AS-MAC协议中因"强迫唤醒"造成的能量浪费问题,延长了网络的寿命.理论分析和仿真验证均表明,随着节点密度的增加,CLEE-MAC协议的节能增益随网络密度线性增大.     

基于路由信息的跨层WSNMAC协议

针对MAC协议无法解决节点能耗和网络性能之间矛盾的问题,在AS—MAC协议的基础上,基于跨层的方法提出CLR—MAC协议。该协议利用路由层的路由表信息改变AS—MAC协议的控制帧格式,解决AS—MAC协议中因“强迫唤醒”造成的能量浪费问题,以延长网络寿命。理论分析和仿真实验证明,该协议随网络密度的增加,节能增益呈线性增加。     

WSN中基于链路质量和节点能量的AODV路由算法研究

为了满足无线传感网络能量的高效使用以及数据传输的稳定性的要求,需要对无线传感网络路由层协议进行改进。本文提出一种基于节点之间链路质量和节点能量状态的LE-AODV路由协议,LE-AODV路由协议采用跨层设计,路由发现过程中通过MAC层和物理层获取链路质量信息和节点能量信息来选取最优路径,并通过节点能量状态更新机制避免网络中热点的产生。本文使用Castalia仿真器对LE-AODV路由协议进行仿真,仿真结果表明,LE-AODV路由协议可以有效的提高分组投递率和网络生存时间。     

时延受限且能量高效的无线传感网络跨层路由

如何通过网络的多跳中继把传感器节点收集的信息快速、高效地传输至基站,是无线传感器网络的基本问题.研究发现,MAC(media access control)层的睡眠调度和无线信道的不规则性均会对路由协议的效率产生较大影响.虽然传统分层设计的网络协议有着模块化的优点,但各层之间的相互独立却导致网络的整体性能不能达到最优.此外,已有协议通常采用牺牲时延以提高能量效率的方法,会给时延敏感系统带来不能容忍的端到端时延.提出一种时延受限且能量高效的跨层路由协议(delay-constrained and energy-efficient cross-layer routing,简称DECR),该协议在做出路由决定时考虑MAC层以及链路层的相关信息,其目标是在将端到端时延控制到低于预定上界的前提下最优化节点的能量效率.理论分析和实验结果表明,所提出的跨层路由协议具有较好的性能.     

一种剩余能量感知的异构Ad Hoc网络跨层路由协议

在DSR(Dynamic Source Routing)路由协议的基础上,提出一种基于节点供电方式和剩余能量的异构无线Adhoc网络跨层路由协议DREA-DSR(Device/Residual Energy Aware Dynamic Source Routing).在存在外部资源供电和电池供电两种节点的异构网络中,该协议在选择路由时优先选择外部供电节点和最小剩余能量大的路由,避免了一些剩余能量小的节点因为过度使用导致过早的死亡而影响整个网络的性能,从而提高了整个网络的生存时间.另外,本文在IEEE802.11的基础上提出了一种改进的MAC协议,有效地解决了由于节点发射功率不同导致的单向链路问题.GloMoSim环境下的仿真实验结果表明,在异构网络环境下,与DSR路由协议相比,DREA-DSR协议能有效提高网络生存时间.     

一种用于无线传感器网络的新联合优化算法

提出了一种跨MAC层和网络层的联合设计算法（IMR）,用于解决无线传感器网络中节约能量的问题。它能够迅速地对于频发性事件做出感知和报告,同时把能量消耗控制在一个较低的水平。IMR算法把一个监控区域划分为有一个汇聚节点的层次结构,以汇聚节点为中心进行数据传输。处于远端的节点通过不同层的中继节点将信息传输到汇聚节点。仿真结果表明,和S-MAC协议相比,提出的方法在节约能量方面明显优于前者。     

基于无线传感器网络的跨层设计路由算法

在无线传感器网络中,由于其自身特点的限制,如何使网络中节点的能量损耗最小化成为该网络实用化的主要障碍。文章在综合考虑了路由跳数、节点位置、节点能耗对路由选择影响的基础上,提出了一种融合MAC层和路由层的跨层设计方案。仿真结果表明,该文所提出的算法能显著减少网络能耗,提高能源有效性。     

一种基于跨层设计的Ad Hoc网络按需路由协议

传统的AODV协议用单一路径信息进行路由修复,降低了网络的性能.采用跨层设计的思想,运用MAC层缓存邻居节点信息建立备选路由,对路由修复机制进行改进,提出了一种基于跨层设计的Ad hoc网络按需路由协议(ODVCL).仿真结果表明:ODVCL协议在路由发现频率、平均端对端延迟、发包率和路由开销等性能上优于AODV协议.     

三层建立虚拟簇的能量有效MAC协议

由于传感器节点本身不能自动补充能量或能量补充不足,节约能量是传感器网络MAC协议设计首要考虑的因素。而传统网络的MAC协议重点考虑节点使用带宽的公平性,提高带宽利用率和增加网络的实时性,这意味着传统网络的MAC协议不能直接用于无线传感器网络,需要研究新的适用于无线传感器网络的MAC协议。综合比较了已有的各种无线传感器网络MAC层协议优缺点,着重研究了EBRI-MAC协议,对这个协议进行了改进,提出TLVC-MAC 协议,采用基于路由信息分三层建立虚拟簇的方式进一步减少能量消耗,提高能量效率。     

无线传感器网络MAC协议的研究与分析

针对不同的传感器网络应用,研究人员从不同方面提出多个无线传感器网络介质访问控制（MAC）协议,其中包括S-MAC,PMAC,DEANA,EMACs,Z—MAC以及AIMRP等协议。通过分析各类MAC典型协议特点,归纳其设计原则和分类方法,比较各协议间的性能差异,结果证明无线传感器网络MAC协议呈现多样性的特点,设计MAC协议需要兼顾能量效能和网络性能2个方面。给出MAC协议的设计策略。     

移动Ad Hoc网络中基于能量控制的QoS路由协议

实现QoS路由是保证在移动Ad Hoc网络中进行高效的多媒体业务传输的关键,然而现有的QoS路由协议很少考虑节能的问题,对此提出了一种基于能量控制的QoS路由协议。该协议采用跨层设计思想在MAC层和网络层同时提供能量控制,综合考虑了移动节点的发射功率和剩余能量状况。仿真结果表明该协议具有显著的节能效果,将为多媒体业务的持续传输提供一种有效途径。     

基于MAC层信息的OLSR改进方案

针对移动Ad Hoc网络通信节点共享通信介质且易受网络负荷影响的特点，提出了一种基于MAC层信息的OLSR协议改进方案。该方案通过对HELLO消息、TC消息的修改来获取并传输MAC层的拥塞信息，对路径选择算法进行改进以评估节点的网络负荷，选择出一条网络负荷和冲突较轻的路由，从而减少数据在MAC层和物理层的丢包。方案改进了TC消息源头节点的发送方式，采用源节点二次发送机制以降低对路由性能有重要影响的信令信息丢失的概率，稳定路由协议的性能，减少数据在网络层的丢包。仿真实验表明改进后的方案在网络负荷较重时，在不同的移动速率下均能提高数据传输的成功率，增强网络承受负荷的能力，提高其路由传输的性能。     

移动Ad hoc网络MAC协议设计相关问题研究*

从能量消耗问题、安全性、MAC协议与上层路由协议间的相互影响等方面进行了讨论分析。这些问题相互影响和制约,直接关系到Ad hoc网络的可用性、可靠性以及无线资源的使用效率等。     

一种基于网格的无线传感器网络路由协议研究

针对大规模高密度的无线传感器网络(WSNs)实时监测和突发事件处理的应用背景,提出了一种新的基于网格的WSNs路由协议,即GBRP协议。重点对网格建立、网格节点休眠机制和网格间路由过程进行了优化设计。仿真分析了网格边长对于协议性能的影响,并通过与LEACH协议的比较分析,表明了GBRP协议是一种高能效的路由协议。     

Ad Hoc网络中基于延迟的多径路由协议的研究

Ad Hoc网络的频繁变化和节点的移动使得单路径协议的性能受到很大限制.由于多径路由具有稳定和网络资源利用率高的特性,它比原来的单径路由更适合于无线多跳网络.基于跨层设计的思想,提出一种按需多径路由算法QAOMDV.该算法通过节点最短队列长度,把网络层、MAC层和物理层协同起来.在与原有的路由协议的性能进行全面比较的基础上,用NS2仿真工具对改进的算法进行了性能分析和评价,结果表明该改进协议在性能上优于原有路由协议.     

基于DSDV的无线Mesh网络跨层路由设计

在DSDV协议的基础上,提出一种跨层路由设计的方法,选择一条具有合理长度和最小重传概率的路由进行测试。该链路质量机制可应用到基于IEEE802.11x的无线Mesh网络中,无须对现有的MAC层进行修改,即可作为一个单独模块加入到现有协议。在多跳网络中使用该跨层方案进行路由选择,能节省系统开销,优化系统的整体性能。     

A cross-layer multi-hop cooperative network architecture for wireless ad hoc networks

In this paper, a novel decentralized cross-layer multi-hop cooperative network architecture is proposed and presented. This cross-layer architecture introduces a new cooperative flooding scheme and two decentralized opportunistic cooperative forwarding mechanisms based on randomized coding, and a Routing Enabled Cooperative Medium Access Control (RECOMAC) protocol that enables cooperative forwarding, while incorporating physical, medium access control (MAC) and routing layers. RECOMAC employs randomized coding to realize cooperative diversity, so that relay selection and actuation mechanisms are alleviated and the MAC costs are reduced. The coded packets are routed in the network via the proposed cooperative forwarding schemes, which opportunistically form cooperative sets within a region, not needing a prior route to be established. Essentially, in the RECOMAC architecture, the routing layer functionality is submerged into the MAC layer to provide seamless cooperative communication, while the messaging overhead to set up routes, select and actuate relays is reduced. We evaluate the performance of RECOMAC in terms of network throughput, delay and MAC and routing overhead, in comparison to the conventional architecture based on the well-known IEEE 802.11 MAC and Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV) routing protocols. RECOMAC is shown to provide quite significant improvement by an order of magnitude difference in all investigated performance metrics, under a variety of scenarios, considering different network sizes, static and mobile scenarios and networks with multiple flows.