基于竞争窗口递减因子自适应调整退避算法

包括IEEE802.11、802.15.4标准在内的许多无线网络协议都采用二进制指数退避机制管理数据的重发。在动态分布式的网络环境中,二进制指数退避算法固定的竞争窗口递减方式难以适应动态变化的网络规模。针对这一问题,提出了一种改进的回退机制,该机制通过引入竞争窗口递减因子,自适应地调整无线节点的等待时间,以实现网络吞吐量的最大化。同时,在算法实现上提出一种启发式算法以跟踪网络中竞争节点数量的改变。在IEEE 802.11DCF协议中以相同的物理层参数进行仿真,结果表明改进算法提高了网络吞吐量,降低了分组平均接入时延。     

基于OPNET的MAC协议的研究与仿真

文中主要分析了IEEE802.11的MAC协议中的分布式协调工作模式(Distribute Coordination Function,DCF).使用DCF方式进行访问控制时,二进制指数退避算法在竞争周期内冲突增加会使信道分配不合理,这样严重影响网络的通信吞吐量.针对影响网络吞吐量这个问题,文中首先结合了马尔科夫(Markov)的改进模型,根据节点的实时状态,设计了节点在初始竞争成功发送数据后和发生冲突时的退避算法,优化了DCF的退避机制,动态地调整了节点在不同状态时的信道获取能力,提高了节点发送数据的网络吞吐量.最后以OPNET为仿真平台证明其在吞吐量方面有所改善.     

用于无线网络中违规行为检测的退避算法

无线媒体访问控制协议通常使用分布式竞争机制来共享无线信道。通过对IEEE 802.11协议的分布式协调功能机制进行修改,提出一种改进的退避算法,可实现对网络中的违规行为节点的有效检测,并通过惩罚机制加以纠正。仿真结果表明,该方法能够更有效地检测出无线网络中的违规行为,提高整个网络的吞吐量。     

用于无线网络中违规行为检测的退避算法

无线媒体访问控制协议通常使用分布式竞争机制来共享无线信道。通过对IEEE802．11协议的分布式协调功能机制进行修改,提出一种改进的退避算法,可实现对网络中的违规行为节点的有效检测,并通过惩罚机制加以纠正。仿真结果表明,该方法能够更有效地检测出无线网络中的违规行为,提高整个网络的吞吐量。     

退避算法在Ad hoc网络中的吞吐量性能评估*

针对现有的主要退避算法,通过一维马尔可夫链分析了指数退避算法、线性退避算法和多项式退避算法以及各自对应的有最大重传次数限制的退避算法在饱和Ad hoc网络中的吞吐量性能,为无线Ad hoc网络的MAC机制的性能优化提供了理论依据。分析表明,对重传次数进行限制会减小吞吐量,同时导致丢包率的增加。三种退避算法中,多项式退避算法的吞吐量最大,而冲突概率最小,指数退避算法的吞吐量和冲突概率在三种退避算法中均居于中间;此外,吞吐量随着竞争节点的个数增加而减小,其中线性退避算法减小的速度最快,指数退避算法次之。     

无线多跳网络中基于区分策略的退避算法

针对无线多跳网络环境,改进了IEEE 802.11 DCF的二进制指数退避算法,提出一种基于源节点和转发节点区分机制的退避算法。该算法能根据网络冲突状况,自适应地调节退避窗口,更适合多跳网络中流量分布不均的特点。仿真结果表明,该种区分退避机制能同时适应于低速和高速的网络环境,与BEB和AASC两种退避算法相比,在提高网络的吞吐量的同时,也提高了流间的公平性,表现出了更好的网络性能。     

基于滑动概率P_w的802.11DCF改进算法

通过分析IEEE802.11 DCF的性能及存在问题,在此基础上提出一种改进的基于滑动概率p_w的分布式协调功能asyn-DCF.该机制采用一种异步退避算法,通过加入滑动概率p_w使得退避计数器在信道空闲的情况下以一定的概率p_w来退避,从而达到减少冲突的目的.该算法采用二维Markoc chain模型对改进机制的性能进行理论分析,结果表明了该算法能够有效地提高饱和吞吐量并且减少包碰撞概率.     

一种基于慢退避思想的SD_DCC退避算法及其性能分析

改进了IEEE 802.11协议的二进制指数退避算法,提出了一种基于慢退避思想的分布式接入控制退避算法.它将慢退避的思想同分布式接入控制的思想相结合,有效地解决了标准协议中二进制指数退避算法成功发送数据帧后没有记录网络当前繁忙程度的缺点,能够更准确地记录数据帧成功发送后高负荷网络的退避阶数,降低数据帧接入信道的碰撞概率,提高无线信道的利用率.算法能够与现有的IEEE 802.11协议完整地结合在一起,具有简单、无开销、完全分布性和自适应性的特点.分析和仿真结果表明,基于慢退避思想的分布式接入控制退避算法较之其它三种常用的接入算法能够更能有效地利用网络中已有的信息,更准确地估计网络当前的竞争状态,表现出更好的网络性能.     

无线局域网分布式自适应信道分配

提出一种分布式自适应信道分配算法,利用全面的动态网络信息增加信道选择的正确性,引入退避机制减少信道分配中的冲突开销。在网络仿真平台NS2上对算法进行大量实验。结果表明,与传统分布式信道分配算法相比,该算法具有干扰检测率高、可靠稳定的特点,从而有效提高网络整体吞吐量。     

基于IEEE802.11 DCF的优化竞争窗口算法

针对现有IEEE802.11分布式协调功能DCF(Distribute Coordination Function)方式下吞吐量较小、时延较大的缺点,提出了一种优化竞争窗口的算法。该算法通过增加最小竞争窗口和最大竞争窗口,改进其退避算法,并综合考虑到了公平性的问题。经OPNET仿真验证表明,该算法提高了系统的吞吐量,减小了接入时延。     

Performance evaluation of a new backoff method for IEEE 802.11

Since DCF is the main protocol of accessing other mobile stations in ad hoc networks such as IEEE 802.11 WLANs, a self-controlling method for each station is necessary, called the backoff algorithm. An exponential backoff method has been used in WLANs and significant efforts have been made to analyze its throughput and other important properties such as delay and jitter. In this article, we propose a new backoff algorithm and model it with a discrete-time Markov chain; measuring its saturation throughput under several conditions and several set of parameters which are to be adjusted according to the network condition, with the aim of approaching maximum throughput when stations are saturated.     

基于全网冲突的自适应退避算法的研究

退避算法的设计对基于竞争的IEEE 802.11协议影响重大,而退避的前提取决于冲突的发生和正确判断。本文在DCF协议的基础上提出了一种基于全网冲突的自适应调整竞争窗口的新型退避算法(CWN-BEB),CWN-BEB算法通过统计全网冲突次数(即整个网络所有节点发生冲突的总次数),使全网冲突对节点透明,并引入一个新的变量全网冲突概率来自适应改变竞争窗口大小。此算法未引入额外开销,可以很好地与802.11 DCF协议兼容,实现复杂度低。仿真结果表明,在低负载情况下,CWN-BEB算法可以较好地向DCF协议收敛;在高负载情况下,CWN-BEB的时延和吞吐量等性能明显优于802.11 DCF协议。     

一种利用信道侦听的IEEE 802.11自适应优化算法

提出一种适用于DCF(distributed coordination function)机制的自适应优化算法.该算法基于网络节点侦听信道得到的网络状态信息进行相关参数的自适应调整以获得最优的网络性能,称为CSB(channel sensing backoff)算法.算法采用了对节点的信道接入请求以概率参数P_T进行过滤的方法控制节点竞争接入信道的激烈程度.不同于已有的DCF机制优化方法,CSB算法的特点在于,在优化调整过程中不需要进行计算复杂的网络节点数量估计,并且可以在不同网络状态下始终围绕确定的优化目标进行参数优化调整.仿真实验结果表明,算法能够针对网络节点数量和分组大小改变等网络状态变化作出自适应的网络优化调整,并获得了系统吞吐量、碰撞概率、延迟、延迟抖动、公平性等多方面的性能改善.     

Nonsaturation throughput enhancement of IEEE 802.11b distributed coordination function for heterogeneous traffic under noisy environment

In this paper, we propose a mechanism named modified backoff (MB) mechanism to decrease the channel idle time in IEEE 802.11 distributed coordination function (DCF). In the noisy channel, when signal-to-noise ratio (SNR) is low, applying this mechanism in DCF greatly improves the throughput and lowers the channel idle time. This paper presents an analytical model for the performance study of IEEE 802.11 MB-DCF for nonsaturated heterogeneous traffic in the presence of transmission errors. First, we introduce the MB-DCF and compare its performance to IEEE 802.11 DCF with binary exponential backoff (BEB). The IEEE 802.11 DCF with BEB mechanism suffers from more channel idle time under low SNR. The MB-DCF ensures high throughput and low packet delay by reducing the channel idle time under the low traffic in the network. However, to the best of the authors' knowledge, there are no previous works that enhance the performance of the DCF under imperfect wireless channel. We show through analysis that the proposed mechanism greatly outperforms the original IEEE 802.11 DCF in the imperfect channel condition. The effectiveness of physical and link layer parameters on throughput performance is explored. We also present a throughput investigation of the heterogeneous traffic for different radio conditions.     

无线网络中分布式协调功能的改进

文中提出了一种简单而有效的方法动态的估计无线网络中的活动节点数，并根据估计出的活动节点数调整MAC层的初始竞争窗口大小，从而降低冲突概率，提高吞吐率性能。而且，该方法没有增加任何控制开销。仿真结果表明，改进后的IEEE 802．11分布式协调功能机制的性能有明显改善。     

一种IEEE 802.11接入机制的新退避算法

无线传感器网络采用类似开放式系统互联模型的协议栈,作为第一个完全针对无线传感网络设计的MAC协议,S-MAC采用了IEEE802.11DCF的接入机制。本文在分析了IEEE802.11协议的二进制指数退避算法(BEB),以及倍数增线性减退避算法(MILD)后,提出了一种基于网络性能指标的新退避算法。新算法将无线信道中的时隙利用率映射网络性能指标传输概率,对网络中连续两次发送的时隙利用率进行平均滤波处理,改变重传节点的发送优先级,来调整节点在竞争使用窗口的退避值,以达到有效减少网络的碰撞、提高无线信道的使用效率和网络吞吐率的目的。仿真结果表明,新退避算法能更准确地估计网络当前的竞争状态,有效地提高了网络吞吐率,获得较好的网络性能。     

Ad hoc网络中MAC不公平性的研究与改进

在Ad hoc网络中,节点间的不公平性会影响整个网络的性能。针对该问题,提出一种公平性算法——UTRVB。该算法用于有节点加入或移除的Ad hoc网络,通过节点发送量与参考值比较大小来调节退避时间。仿真结果证明,该算法在不导致系统吞吐量严重下降的前提下,有效地改善了DCF机制的公平性。     

DCF及其自适应竞争窗口改进算法的仿真研究

基于Ad Hoc网络IEEE 802.11协议原理,对Ad Hoe网络标准DCF算法进行了改进,提出了一种自动调整最小竞争窗口的退避算法(adaptive minimum contention window binary exponential backoff algorithm,AWBEB算法),建立了AWBEB算法的二维Markov链模型,依据 DCF 和 AWBEB 算法模型思想设计了一个多参数选择仿真程序,并应用编程仿真方法对 DCF 和AWBEB 算法的网络吞吐量和系统延时等性能进行了仿真研究.研究结果表明,论文设计的仿真程序可普遍适用 DCF 和AWBEB算法,编程仿真结果正确;与标准DCF算法相比,AWBEB算法具有更好的吞吐量、时延性能.     

VANET中基于公平性的多信道MAC协议

随着车载无线通信需求的增加,车载自组织网络（VANET）将成为现代智能交通系统的一个重要组成部分。对VANET中多信道MAC层协议进行了研究,提出了一种提升网络公平性的退避算法。车辆通过比较自身已成功发送的业务量与平均业务量的大小,确定不同的退避方案,一定程度上实现网络中车辆的接入公平。考虑到该退避算法在提升公平性的同时,牺牲了一定的网络吞吐量,服务信道不饱和,进一步提出根据车辆密度调整服务预约时期长度的算法,提高服务信道的利用率,增大网络的吞吐量。仿真结果表明,提出的退避算法公平性指数相比于二进制退避算法,提升了约2.3倍,而相比于倍数增线性减退避算法,提升了约2.05倍,网络的吞吐量提高了约16%。