基于CDMA的Ad hoc网络MAC协议吞吐量研究

网络吞吐量性能是衡量一个通信网络性能的一个重要指标,基于CDMA技术的Ad hoc网络扩频码的分配方案对系统吞吐量性能有着重要的影响,研究了如何充分利用CDMA多址接入能力提高Ad hoc信道利用率等网络性能.通过建立网络状态的马尔可夫模型,提出一种分析吞吐量性能的方法,该方法适用于同时存在背景噪声和多址干扰的情况.最后,通过数值仿真分析了扩频增益和信噪比对吞吐量性能的影响,并对网络参数进行了优化配置.该研究成果对基于CDMA技术的Ad hoc网络设计和优化提供了理论依据.     

基于干扰感知的无线自组网多播机制

在采用网络编码的无线自组网多播场景中,为了有效地克服节点密度较大时干扰对多播整体性能的影响,提出了一种衡量路径干扰情况的路由度量标准。基于该度量标准,对网络编码机会和节点间干扰避免进行了均衡处理,构建出一种基于部分网络编码的无线自组网干扰感知多播路由机制。仿真结果表明,该机制在能耗、延时和吞吐量等性能方面均优于基于传统网络编码的多播方案,因此特别适用于节点密度较大的场合。     

一种基于信噪比的自组网功率控制算法

能量是影响无线自组网性能的一个很大的瓶颈,作为事实上的无线自组网媒体接入协议,802.11并没有动态调整传输功率的能力,网络在实际应用中的节能效果不好.为了降低网络节点的能量消耗,在媒体接入层802.11协议基础上,,提出一种功率控制算法,以物理层信噪比为基础估计控制帧和数据帧的发送功率.通过OPNET网络仿真软件对算法进行了计算机仿真,仿真结果表明.相比802.11协议,算法有效降低了节点能量消耗,提高了能量利用率,延长了网络的生存时间,同时保持了网络的吞吐量性能,对自组网的理论研究和实际应用提供了一定的参考价值.     

移动自组网多速率MAC协议吞吐量分析及优化

针对移动自组网（MANET）多速率媒体接入控制（MAC）协议吞吐量和公平性偏低问题,推导不同发送速率节点吞吐量表达式,定量分析限制协议性能的关键在于低速率节点和高速率节点信道占用时间的不公平性。基于时间公平性最大化考量,在不影响低速率节点性能的前提下,提出低速率节点竞争窗口和分组长度最优化两种机制,最大化高速率节点吞吐量,使网络饱和吞吐量最优。实验结果表明,发送速率为1 Mb/s和11 Mb/s且Jain公平索引值最大时,低速竞争窗口仿真和理论最优值为320和340,分组长度为64 B和60 B,且低速节点吞吐量基本不变,但饱和吞吐量理论值比仿真时高0.2~0.5 Mb/s,公平性和吞吐量均得到改善。     

一种高效快速的无人机自组网网关切换算法

针对无人机自组网网关节点突然失效给网络性能和网络可靠性带来的不利影响,提出一种高效快速的无人机自组网网关切换算法。首先,设计了备份网关的选择机制,通过考虑网关节点和邻居节点之间的距离因素从而选出备份网关节点;其次,改进了网关失效识别机制,备份网关可以更快地检测出网关节点是否失效;最后,提出了高效快速的无人机自组网网关切换机制,减少了网关功能失效的时间。仿真结果表明,所提算法可以降低无人机自组网网关的失效时间,提高无人机网络的可靠性并使时延、吞吐量等性能得到了提升。     

CTC与网络编码的联合设计研究

Turbo码由于具有并行级联的特点,更易于与网络编码进行联合设计,迄今为止成为信道编码与网络编码联合设计领域的一个热点。在研究无线网络中物理层网络编码技术的基础上,提出了一种新型的物理层网络编码和信道编码的联合设计方案,即CTC码（卷积Turbo码）与网络编码的联合设计方案,该方案具有较小的译码时延,更强的纠错性能,对于移动台（MS）来说,不仅提高了码率,还比MS直接使用CTC编码的算法简单。仿真结果表明CTC-网络编码系统具有较强的纠错性能,更适合于各种恶劣环境下的通信。     

移动自组网中基于路由信息的攻击对网络性能的影响分析

综述了移动自组网中针对路由信息的主要攻击方法和防御体系，并将基于路由信息的攻击方法分为主动性攻击和自私性攻击两大类．论文针对这两大类攻击的特点，建立仿真实验环境，并在DSR路由协议的基础上加入了自私性和主动性的路由信息攻击模式，分析和比较了这两类攻击模式对移动自组网络性能的影响．模拟结果表明在网络中不存在不良节点的情况下，随着网络稳定性不断增加，网络性能不断提高；若存在不良节点，网络的包传输率、吞吐量有明显下降．当不良节点达到10％时，网络包传输率、吞吐量急剧下降，严重时下降为正常情况的50％左右．     

基于马尔柯夫链的MAC层协议性能及仿真研究

针对传统的移动自组网(Adhoc)MAC层协议不能同时兼顾节约能量和提高网络吞吐量的问题,在现有PEMAC协议的基础上,为提高网络传输率和节约能耗,提出了一种改善MAC层协议性能的算法.算法思想是在相同的网络环境和随机的数据碰撞概率下,利用马尔柯夫(Markov)链模型进行分析,得出网络的平均能量维持时间,并在参数一定的条件下利用捕获效应提高了网络吞吐量.有效地解决了能量和吞吐量的平衡问题,仿真结论证明了改进方法可提高网络的性能.     

基于网络编码的无人机数据链技术研究

为了提高无人机数据链网络的传输性能,针对其具有的高动态、多中继和大容量等显著特点,提出了对流链路网络编码策略;通过分析多无人机协同执行任务时形成的网络拓扑结构,利用网络仿真平台NS2建立了高动态多跳移动自组网模型,分别改变模型中节点的移动速度、跳数和数据包大小,观察其对网络吞吐率的影响;仿真结果表明,对流链路网络编码策略能够有效地改善仿真模型的传输性能,很好地应用在无人机数据链网络中。     

MANET中基于声誉机制的安全路由协议

移动自组网是一种特殊的对等式网络,由于拓扑动态变化、无线信道完全开放、没有固定基础设施等特性,易遭受各种攻击,因此移动自组网的安全性显得尤其重要.在分析现有安全路由协议的基础上,设计了一种由节点直接声誉值和间接声誉值组成的声誉评价机制,对于间接声誉值更注重于由近期的交互所获得的声誉值.并在此基础上提出了安全路由协议SR-DSR,选择路径声誉值与路径长度比值最大的路由来发送数据包,提高了数据包传输的可靠度.通过仿真实验表明,在网络遭受恶意节点攻击时,SR-DSR比DSR在包到达率和网络吞吐量方面具有更好的性能.     

一种基于移动自组网的联合检测MAC协议性能分析

在ad hoc移动自组网中,隐藏终端和暴露终端问题严重影响着MAC层的网络吞吐量性能。为了更好的解决隐藏／暴露终端问题,文献[3,4]提出了一种信道接入方法,即联合检测法。论文对此算法进行了改进,对RTS／CTS控制分组采用了载波侦听／冲突检测（CSMA／CD）策略,而对数据分组采用了基于发射端的码分配法。通过理论分析和仿真,表明提出的信道接入策略可获得较大吞吐量增益。     

Transmission scheduling algorithm for MIMO link ad hoc networks

Most reported works on transmission scheduling algorithm for multiple input multiple output (MIMO) link ad hoc networks do not fully exploit the spatial multiplexing potential inherent to multiple an-tennas system.In this paper,a novel transmission scheduling algorithm is proposed to further enhance the performance of MIMO link ad hoc networks.By utilizing the MIMO multi-stream reception capabilities and ordering the nodes’ allocation sequence,the proposed algorithm can dramatically shorten the scheduling frame length and more evenly distribute the data streams allocated to the network nodes.Meanwhile,allowing the nodes to transmit multiple streams in a slot,the algorithm can fully exploit the MIMO spatial multiplexing potential.Additionally,we give the theoretical analysis to quantify the throughput and delay performance with respect to this scheme.Numerical results demonstrate that the proposed algorithm can efficiently enhance the network throughput and reduce the average and maximum delay.     

MIMO链路ad hoc网络传输调度算法

针对MIMO链路ad hoc网络中已有传输调度算法未充分利用MIMO空间复用能力的问题,提出了一种新的传输调度算法.该算法通过考虑MIMO的多流接收能力而有效地减小了调度帧长,通过合理安排节点分配顺序使得节点分配的数据流比较平均,同时,该算法通过允许节点发送多个数据流而高效利用了MIMO的空间复用能力.推导分析了传输调度算法的通过量和时延性能,结果表明,与已有算法相比,采用文中算法可以提高网络的通过量,减小网络的平均时延和最大时延.     

一种最大化网络吞吐量的认知无线Ad Hoc网络跨层优化算法

认知无线Ad hoc网络(cognitive wireless ad hoc networks)是由一组具有认知决策能力的节点以多跳无线方式组成的智能网络.网络容量的求解与网络吞吐量的优化是该类网络研究的难点.作者首先推导了混叠模式下认知无线Ad hoc网络容量上界的闭合表达式,并指出该上界只与用户空间分布特性相关;然后提出了一种新的基于遗传算法的跨层优化算法,通过联合优化邻居选择与功率分配实现网络吞吐量的最大化;最后仿真验证了该算法的有效性,结果表明网络吞吐量能较好地逼近网络容量上界.     

无线传输中一种基于节能的多位纠错算法

在分析基于循环冗余校验码纠正单比特错误和基于CRC/BCH混合编码方法的基础上,提出了一种多位纠错算法,在一定的信噪比范围内分析了算法的纠错性能和对吞吐量的改善情况,算法降低了传输数据的误码率和误帧率,提高了系统的吞吐量.对纠错算法的能耗进行了分析比较,与ARQ方案,BCH纠错方案的能耗进行了对比,在一定的范围内算法有较高的能量利用率.     

Differentiation, QoS guarantee, and optimization for real-time traffic over one-hop ad hoc networks

Nodes having a self-centrically broadcasting nature of communication form a wireless ad hoc network. Many issues are involved to provide quality of service (QoS) for ad hoc networks, including routing, medium access, resource reservation, mobility management, etc. Previous work mostly focuses on QoS routing with an assumption that the medium access control (MAC) layer can support QoS very well. However, contention-based MAC protocols are adopted in most ad hoc networks since there is no centralized control. QoS support in contention-based MAC layer is a very challenging issue. Carefully designed distributed medium access techniques must be used as foundations for most ad hoc networks. In this paper, we study and enhance distributed medium access techniques for real-time transmissions in the IEEE 802.11 single-hop ad hoc wireless networks. In the IEEE 802.11 MAC, error control adopts positive acknowledgement and retransmission to improve transmission reliability in the wireless medium (WM). However, for real-time multimedia traffic with sensitive delay requirements, retransmitted frames may be too late to be useful due to the fact that the delay of competing the WM is unpredictable. In this paper, we address several MAC issues and QoS issues for delay-sensitive real-time traffic. First, a priority scheme is proposed to differentiate the delay sensitive real-time traffic from the best-effort traffic. In the proposed priority scheme, retransmission is not used for the real-time traffic, and a smaller backoff window size is adopted. Second, we propose several schemes to guarantee QoS requirements. The first scheme is to guarantee frame-dropping probability for the real-time traffic. The second scheme is to guarantee throughput and delay. The last scheme is to guarantee throughput, delay, and frame-dropping probability simultaneously. Finally, we propose adaptive window backoff schemes to optimize throughput with and without QoS constraints.     

CTMAC协议性能分析比较

介质访问控制协议在很大程度上决定了无线自组网的性能。本文在介绍CTMAC协议的基础上对该协议的并发规则进行了证明，并从理论上讨论了CTMAC协议的开销。通过模拟并与IEEE802．11和MACA-P比较表明，CTMAC协议可以有效地提高网络吞吐量。     

基于无线自组网络分时发送协议的路由汇聚容量

对于无线自组网而言,由于网络拓扑与路由选择的随机性,容量的分析显得尤为复杂。研究了能量约束对无线自组网容量性能的影响。该网络具有路由汇聚功能,且节点的发送过程基于分时竞争发送协议。在假设能量缓存中的能量值足够大时,节点就能发送数据的前提下,提出了一种基于闭合排队网络的容量分析模型。该模型同时考虑了数据细节、能量缓存以及随机接入协议。然后研究了能量约束对随机接入协议设计参数的影响,以优化网络性能。最后分析了能量约束对最大稳定容量、稳定域以及分组丢弃率的影响。仿真结果验证了所提分析模型的准确性。     

移动自组网中Anycast路由协议的研究

讨论了Anycast通信协议模型和研究现状，提出一种基于AODV的Anycast路由协议用于移动自组网IP流通信．同时，在NS2模拟器中扩充了Anycast协议模块，并采用不同的网络参数测试了协议的性能．模拟结果显示，Anycast协议能有效平衡网络负载，减少包传输延时，增大网络吞吐能力．在节点移动性高且链路断裂频繁的情况下，Anycast服务也能提高移动自组网的性能．