基于Rotman透镜天线的MAC协议设计

针对Ad hoc网络中基于定向天线的MAC协议控制算法复杂、难以处理冲突和资源利用率低等问题,提出一种基于Rotman透镜天线的TDMA MAC协议,简称RMAC协议。在现有研究的基础上,利用Rotman透镜天线的特点,简化邻节点发现的过程,给出资源状态表机制,实现高效无冲突的时隙预约,根据业务优先级提供预约时隙。仿真结果表明,RMAC协议能够充分发挥Rotman透镜天线空间复用的性能优势,能避免冲突并有效支持优先级机制,相比现有的定向TDMA MAC协议,提高了网络吞吐量和稳定性。     

定向天线在Ad Hoc网络中的设计与应用

定向天线可以有效提升Ad hoc网络路由协议和接入控制的性能,但同时也带来了一些新的问题;针对隐藏终端和听不见问题,文中设计两种新的协议:SDR-MAC协议和NDDMAC协议;最后,对NDDMAC协议进行仿真,结果表明,NDDMAC总的网络吞吐量优于现有的ORTS-OCTS协议和DMAC协议,有效提升了Ad hoc网络的整体性能。     

基于自适应定向天线的移动Ad Hoc网络MAC层数据传输机制

针对移动Ad Hoc网络中定向天线引入所带来的隐藏节点、聋节点等问题,提出一种新的MAC协议——AMAC.AMAC在使用定向天线的基础上,能够使得物理层根据环境自适应调整天线参数,克服传统定向天线存在的缺陷,大幅提高网络的吞吐量及空分复用率.与同类协议相比,数据冲突、延迟、丢失等情况将被缩小到可容忍范围.     

多速率Ad hoc网络MAC层公平性的分析与改进

在多速率Ad hoc网络中,利用自适应速率调整算法,网络节点可以根据信道质量选择不同的传输速率,从而提高网络的总体通信能力。对多速率Ad hoc网络MAC层公平性进行了仿真和分析,实验结果表明基于IEEE802.11的多速率Ad haoc网络中存在严重的公平性问题。通过对吞吐率公平和时间公平的讨论,指出在多速率Ad hoc网络中进行MAC层公平性研究,时间公平性标准是较优的选择。另外提出一种针对多速率Ad hoc网络的改进公平回退(EFB)算法,仿真实验的结果表明该算法能够明显提高多速率Ad hoc网络的MAC层公平性。     

无线Ad hoc网络异步MAC层接入协议研究

针对无线Ad Hoc网络中三种典型的异步MAC层接入协议:MACAW、FAMA-NTR和DBTMA,从协议的基本思想、算法描述、协议状态流程等方面进行了探讨.其研究成果可以为进一步探讨无线Ad hoc网络异步MAC层接入协议提供参考.     

基于定位信息的Ad hoc路由协议

基于定位信息的路由协议的功能大大优于传统的Ad hoc路由协议,但基于定位信息的路由协议不能用于高风险环境.本文所介绍的Ad hoc网络基于定位信息的安全型路由协议"Secure Position Aided Ad hoc Routing"(SPAAR)目的在于提高移动Ad hoc路由的安全性、有效性和性能.     

Ad hoc网络MAC协议的关键问题研究

Ad hoc网络综合了分组交换网和无线通信网两者的优点，是一种极有前途的无玑通信组网技术。在Ad hoc网络中，设计一个合适的MAC协议不仅可以确保在发生分组冲突时在移动台之间成功地交换信息，而且还可以提高系统吞吐量、减小分组传输时延。本文讨论了影响Ad hoc网络MAC协议性能的一些关键因素及其解决方案，并给出了对MAC技术进行建模分析时常用的一些基本假设和方法。     

基于拟生灭过程的多跳Ad hoc网络洪泛方式下拥塞控制及饱和条件研究

802.11Ad hoc网络中拥塞控制是保证网络稳定性的重要因素。拥塞发生时,通常的做法是控制流量,而研究网络何时出现拥塞则是目前的首先任务。针对多跳Ad hoc网络,对单个节点的数据发送过程,考虑包的最大重传次数、数据包的缓冲队列,提出一种新的基于802.11MAC接入协议DCF Basic Access机制的无限状态拟生灭过程模型。研究了在洪泛方式下为避免网络到达饱和状态,节点MAC层上数据包的到达率应满足的条件。指出在DCF协议下到达率对网络状态的影响。与现有文献的区别是,从网络层的角度进行研究,提出了一种新的更精确地描述数据发送过程的模型。给出了多跳Ad hoc网络中稳定性与数据到达率的数学关系式,为多跳Ad hoc网络的拥塞控制提供了一个重要的参考。     

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。     

试论Ad hoc网络的安全策略

Ad hoc是一种完全由无线连接的移动节点所构成的网络。相比于传统的网络,Ad Hoc网络更易受到各种安全威胁和攻击,用于传统网络的安全解决方案不能直接应用于Ad hoc网络,现存的用于Ad hoc网络的大多协议和提案也没有很好解决安全,本文对Ad hoc网络的安全问题、策略和机制进行了一些有益的探讨。     

Ad hoc网络中基于TDMA的定向发送和接收算法

近期研究结果表明利用有向天线实现定向发送和定向接收比用全向方式能显著提高系统吞吐量.为了支持多媒体和实时业务,在Ad hoc网络中提供服务质量(QoS)是一个关键部分.提出了一种利用有向天线且提供QoS支持适用于Ad hoc网络的分布式媒体接入控制(MAC)算法.仿真结果表明该算法与IEEE 802.11相比提高了系统吞吐量并降低了端-端延迟.     

采用方向性天线的Ad Hoc网络邻居发现策略研究

为了有效支持MAC和路由协议,对采用方向性天线的邻居发现策略进行了研究,提出了基于Hello消息的邻居发现策略(HDND),尽量通过全向天线广播两跳Heno消息发现方向性邻居,只有当节点成为孤立节点或网络可能存在网络分区时,才利用方向性天线进行扫描发现,该策略既降低了方向性天线通过扫描进行邻居发现的高代价,又解决了网络中出现的孤立节点和网络分区问题.理论分析了方向性天线的高传输能力带给分组转发性能的提高,并利用仿真验证了分析结果.     

基于功率优化的Ad hoc网络定向媒质接入控制

由于无线Ad hoc网络是一种由移动终端组成、网络拓扑结构动态变化的对等、自组织、多跳网络，使得传输带宽、传输功率成为具有挑战性的任务之一。分析了目前通常采用的信道接入技术(如：全向天线；CSMA／CA和洪泛)及存在的问题；在此基础上，为保证有效利用传输带宽，提高功率利用率，给出了用于定向天线的MAC的解决方案(简称DMAC)。节点通过虚拟载波侦听来重定向，实现定向传输，使功率得到优化。     

LODMAC: Location Oriented Directional MAC protocol for FANETs

Flying Ad Hoc Network (FANET) is a novel mobile ad hoc network type where the communicating nodes are Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). FANETs promise many new ways for both civilian and military applications. Today, traditional omnidirectional antennas are deployed on UAV nodes which result in reduced spatial reuse and limited network capacity. Alternatively, deployment of directional antennas can significantly increase the capacity, spatial reuse and communication range of FANETs. In addition, being aware of the exact locations of the neighboring nodes in a FANET is vital especially for directional ad hoc multi-UAV scenarios. In this paper, we present a novel MAC protocol, LODMAC (Location Oriented Directional MAC), which incorporates the utilization of directional antennas and location estimation of the neighboring nodes within the MAC layer. By defining a new Busy to Send (BTS) packet along with the Request to Send (RTS) and Clear to Send (CTS) packets, LODMAC effectively addresses the well known directional deafness problem. In terms of throughput, utilization, average network delay and fairness, LODMAC protocol outperforms the well-known DMAC (Directional MAC) protocol which puts LODMAC to be a robust mile-stone for the on-coming FANET MAC protocols.     

自适应波束天线自组网拓扑控制算法

定向天线能显著提高无线系统的性能和容量,但采用定向天线的自组网拓扑构建问题比全向天线网络复杂。拓扑控制是一种保证网络连通和性能优化的有效手段。基于自适应波束定向天线模型提出一种拓扑控制算法,确定天线的主波束朝向,调整节点的发射功率构建拓扑。算法在保证网络连通的基础上,利用主波束的高增益,降低了节点的发射功率,从而降低节点能耗;同时利用定向天线方向性强的特点,减少了节点间干扰,提高了网络吞吐量。仿真结果表明,算法显著提高了网络性能。     

定向天线在Ad Hoc网络中的设计与应用

定向天线系统可以有效提升Adhoc网络路由协议和接入控制的性能,已经成为Adhoc网络研究的重点。但是定向天线的DOA算法复杂度较高,因此可以考虑利用位置信息实现波束方向的调整。另外由于寻路机制的区别,不同路由协议采用定向天线传输时,性能表现有较大差别,而且MAC层协议对定向天线的有效调度也会对网络整体性能产生较大的影响。通过仿真评估和深入分析,表明了这种定向波束调整算法应用于Adhoc网络时,应该在路由与信道接入过程中联合调度,从而可以有效地提升网络性能。     

On-Demand Medium Access in Multihop Wireless Networks with Multiple Beam Smart Antennas

The paper presents a detailed discussion of various issues involved in designing a medium access control (MAC) protocol for multihop wireless networks with nodes employing multiple beam smart antennas. Multiple beam smart antennas can form several beams simultaneously and can initiate concurrent transmissions or receptions .in them, thereby increasing the throughput of the bottleneck nodes. Traditional on-demand MAC protocols for omnidirectional and single beam directional antennas based on the IEEE 802.11 distributed coordination function (DCF) mechanism cannot take advantage of this unique capability of multiple beam antennas as they do not facilitate concurrent transmissions or receptions by a node. This paper introduces a novel protocol, hybrid MAC (HMAC), which enables concurrent packet reception (CPR) and concurrent packet transmission (CPT) at a node equipped with multiple beam antennas and is backward compatible with IEEE 802.11 DCF. Simulation results show the superior performance of HMAC in most ad hoc scenarios. Moreover, in some sample topologies, the throughput of HMAC is close to the theoretical maximum. The paper also presents a wireless mesh network architecture with heterogeneous antenna technologies and illustrates the advantages of employing multiple beam smart antennas and HMAC in such networks.     

Efficient broadcasting in ad hoc wireless networks using directional antennas

Using directional antennas to conserve bandwidth and energy consumption in ad hoc wireless networks (or simply ad hoc networks) is becoming popular. However, applications of directional antennas for broadcasting have been limited. We propose a novel broadcast protocol called directional self-pruning (DSP) for ad hoc wireless networks using directional antennas. DSP is a nontrivial generalization of an existing localized deterministic broadcast protocol using omnidirectional antennas. Compared with its omnidirectional predecessor, DSP uses about the same number of forward nodes to relay the broadcast packet, while the number of forward directions that each forward node uses in transmission is significantly reduced. With the lower broadcast redundancy, DSP is more bandwidth and energy-efficient. DSP is based on 2-hop neighborhood information and does not rely on location or angle-of-arrival (AoA) information. Two special cases of DSP are discussed: the first one preserves shortest paths in reactive routing discoveries; the second one uses the directional reception mode to minimize broadcast redundancy. DSP is a localized protocol. Its expected number of forward nodes is O(1) times the optimal value. An extensive simulation study using both custom and ns2 simulators show that DSP significantly outperforms both omnidirectional broadcast protocols and existing directional broadcast protocols.