扩频时隙ALOHA及其在CDMA通信中的应用

本文在分析传统ALOHA随机多址协议不足的基础上对扩频时隙ALOHA的基本原理及其吞吐量性能进行了研究,并对其在第三代WCDMA移动通信系统中的应用作了探讨.     

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.     

一种学习的水声传感器网络ALOHA协议

针对水下随机竞争MAC协议产生的数据之间的严重碰撞问题,依据网络学习的理念,提出了一种基于学习的L-ALOHA(Learning-ALOHA)协议,协议中的每个传感器节点通过不断地学习来寻找各自节点的最佳传输时间,并选择最佳时刻传输数据包.仿真结果表明:L-ALOHA协议在吞吐量和平均端到端时延方面优于UW-ALOHA(Underwater ALOHA)协议和UWS-ALOHA(Slotted ALOHA)协议.     

基于串型路由的水声通信网络ALOHA协议性能分析

针对水下通信网络串型路由应用,为获取ALOHA协议最佳性能,基于现有水声通信装备及水声信道参数,建立了串型水声通信网络模型。分析了ALOHA协议在串型水声通信网络的交付率、吞吐量及端对端时延等网络性能测度,推导了获取最佳网络性能的网络参数配置条件,并通过NS3仿真软件对基于串型路由的水声通信网络ALOHA协议性能进行仿真分析,结果表明:该协议在负载的若干特定点上能够获得最佳性能,仿真结果与理论分析一致,进而为该协议的实际应用提供了理论依据。     

基于随机多址协议的系统吞吐量分析

为解决当多个用户通过一个公共信道与其他用户进行通信时必须采用多址技术的问题。在详细阐述了时隙ALOHA系统和连续时间ALOHA系统以及非坚持CSMA（Carrier Sense Multiple Access）控制协议的分析的同时,分别得出了3种系统的平均成功队长和系统吞吐量的数学表达式,并通过仿真实验验证了理论分析的正确性。     

主动式标签的RFID系统防碰撞算法研究

利用防碰撞算法解决标签的碰撞问题是射频识别系统中的一项关键技术.在分析了避免冲突的载波侦听的随机多址接入方式(CSMA)以及基于CSMA技术的标签防碰撞算法的基础上,将预约机制与载波侦听技术相融合,提出了一种新的预约机制的主动标签的RFID防碰撞算法,给出了该算法的实现原理.利用Matlab软件平台对多种防碰撞算法的吞吐量和时延性能进行了分析,通过分析比较发现新算法在提高系统吞吐量和时延性能上的具有优越性.     

定向航空中继网络中一种基于链路距离分环的多址接入协议

在定向航空中继网络中,中继飞机利用定向天线通信距离远、发射功率小、无线信号干扰范围小等优点,辅助地面节点克服地形遮挡、信号衰弱大、通信距离受限等缺点,以较少的跳数进行通信,有效降低端到端数据传输时延、提高网络吞吐量。针对定向航空中继网络中由于通信链路长、无线信号传播时延与数据传输时延相近,所引起的通信时延扩展、多址接入协议效率低等问题,提出了一种基于通信链路距离进行分环的时分多址接入协议(link distance division based time division multiple access protocol,LDD-TDMA)。与传统的TDMA多址接入协议中所有链路均使用相同的时隙长度不同,LDD-TDMA根据通信链路的距离远近使用不同的时隙长度。进一步为了简化协议实现,提出通信覆盖范围分环的概念,使得处于同一个环内链路距离相近的节点使用相同的时隙长度。接着,建模分析并推导出了最大化多址接入效率的分环的个数、分环半径与节点最大通信距离之间的闭合表达式。最后,仿真结果表明,当中继飞机最大通信距离为200 km、分环个数为4时,LDD-TDMA的多址接入效率相较于传统的TDMA可提高13.37%。     

干扰消除接收机低复杂度低时延方案

干扰消除多用户检测技术复杂度和处理时延均较高,难以有效实施于未来蜂窝移动通信系统的用户端.针对此问题,利用交织区分多址(IDMA)的多址干扰消除原理,提出了一种多址干扰新方案——分组扩频交织分多址(GSID-MA).该方案通过对用户进行合理分组,可有效降低用户接收机的复杂度和处理时延.首先构建出交织扩频多址的系统模型,然后对其系统容量、复杂度、处理时延及误码率性能等进行理论分析与仿真,并对其分组方式和交织器复用等方面进行了初步探讨.分析与仿真表明,在合理的分组方式下GSIDMA的复杂度与处理时延可在IDMA的基础上进一步降低,同时其性能与IDMA接近;该方案的低复杂度、低处理时延特性使其更适于实际应用.     

集中式无线局域网的仿真

基于OPNET平台,构建出一个集中式无线局域网的仿真模型。对比分析了在轮询———应答MAC多址接入协议下,采用不同的物理层特征参数(跳频、直接序列)时,网络性能(吞吐量、媒体接入时延、丢包率)的差异,用以选取最佳解决方案。     

多载波PRMA与CDMA混合多址协议的实现

在分析分组预约多址协议和码分多址的基础上 ,提出一种多载波分组预约多址与码分多址混合的多址协议 .理论分析和计算机仿真均表明 ,分组预约多址 /码分多址可以较大幅度地提高系统的容量 .     

多跳移动分组无线网络的吞吐率分析

提出了一种应用ＩＥＥＥ８０２．１１ＲＴＳ／ＣＴＳ协议的多跳,移动分组网络,分析了它的系统容量并与时隙ＡＬＯＨＡ,ＣＳＭＡ多址接入协议下的网络性能作了比较,最小ＩＤ号的分群算法可以通过较少的控制信息快速得到顽健的分解网络结构,选用合适的ＭＡＣ协议能有效地利用多信道。     

协同时隙ALOHA随机存取网络最大稳定吞吐量性能的研究

针对非合作时隙ALOHA无线随机存取网络、未知信道状态信息(CSI)的协同时隙ALOHA无线随机存取网络和已知CSI的协同时隙ALOHA无线随机存取网络3种情况,分析并比较了系统所能达到的最大稳定吞吐量(即保证系统稳定时每个用户数据分组的最高到达率)的性能。仿真结果验证了理论推导的正确性,结果表明:用户之间的协同合作将有利于系统整体性能的提高,如果已知CSI的话更是如此。研究结果对采用时隙ALOHA协议的任何协同无线随机存取网络的实施和部署具有理论和实践指导意义。     

一种适用于无线话音/数据综合通信的新型MAC协议

提出一种面向CDMA蜂窝移动通信系统的支持多种业务的媒体接入控制协议OSSS/PRMA.该协议引入过载控制信号,有效地降低了随机接入的碰撞率,提高了系统的性能.仿真结果表明,与CDMA/PRMA协议相比,该协议的数据分组平均时延、语音分组丢失率和信道利用率都有较大改善.     

Adaptive mechanism for the frequency hopping MAC

For the frequency hopping media access control protocol (FH_MAC), there is a parabola relationship between throughput and traffic, and then an adaptive FH_MAC (AFH_MAC) is proposed for the maximum throughput, which is fit for timeliness traffic in aeronautical ad hoc networks. The paper works out the expression for the throughput, success transmission probability and average time delay based on the queuing theory, combination theory and discrete laplase transformation. The results show that, the time delay performance of the FH_MAC is better than that of the time division multiple access (TDMA) and IEEE 802.11 distributed coordination function (DCF), that the throughput and success transmission probability of the FH_MAC are higher than that of the ALOHA when the traffic load is low, and that the theoretic analysis of the AFH_MAC is in accordance with simulation, and the adaptive mechanism works well.     

A new constrained-send mechanism to enhance the performance of IEEE 802.11 DCF

In this paper, a modified access mechanism named Constrained-send DCF (CDCF) is proposed to improve the performance of IEEE 802.11 DCF protocol. It is found that, in DCF, the transmission probability is higher than the reasonable value when the node number is greater than 4 under basic access scheme or than 17 under RTS/CTS scheme, and it results in serious collision. To avoid collision of high access loading, a constrained-send probability is introduced at the end of each back off procedure for the station transmitting. The performance of this mechanism is analyzed based on a 2-Dimension Markov analytical model, after that the optimum constrained-send probability is derived. Numerical results show that the CDCF mechanism has much better performance than DCF with respect to both system throughput and average packet delay. And under RTS/CTS scheme, although CDCF slightly improve the throughput performance (due to the natural good throughput performance of RTS/CTS-scheme DCF), it leads to a much better average packet delay performance compared to DCF. The CDCF keeps all the features of the IEEE 802.11 DCF protocol and is quite easy to implement.     

Design and analysis of MAC protocol for wireless ATM network

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无线光CDMA接入网的网络吞吐量研究

根据无线光通信和无线接入技术的特点,给出了无线光CDMA接入网的分槽ALOHA-CDMA协议,并分析了无线光CDMA接入网的吞吐量性能。在考虑多用户干扰、背景光噪声、接收机噪声等多种干扰噪声的条件下,给出了无线光CDMA接入网的网络吞吐量数学模型,并采用光正交码OOC作为地址码,分析了基于此MAC协议的无线光CDMA接入网的网络吞吐量。数值计算结果表明,分槽ALOHA-CDMA协议可以具有较高的网络吞吐量。此外,通过减小分组长度或增大光地址码的码长,可进一步提高网络的吞吐能力。     

基于OPNET的电力线网络的MAC协议仿真研究

随着低碳经济的兴起,智能电网成为当前的研究热点.智能电网的底层通信以现有的电力线网络为基础,因此电力线网络的性能深刻影响智能电网的有效运行.针对电力线信道的特性,主要探讨智能电网中的电力线网络MAC协议的性能.文章先介绍非时隙ALOHA和1-坚持型CSMA协议的基本原理,然后采用OPNET,仿真了电力线网络分别采用非时隙ALOHA协议和1-坚持型CSMA协议时的网络性能.在电力线网络接入不同的用户数时,仿真用户数的变化对网络性能的影响;电力线网络的接入用户数目都为30,考虑网络受到电力线信道的时延和信道误比特率的影响,仿真电力线信道特性对电力线网络性能的影响.仿真结果为电力线网络MAC协议的研究提供了一定的参考.     

CDMA的多址接入技术

CDMA作为一种多址接入技术在无线数据网络中已广为应用,文中在多码CDMA和单码CDMA研究的基础之上,建立了多码CDMA和单码CDMA在分组数据网络中的随机多址接入模型,并对其吞吐率特性和归一化时延续性进行了分析,在扩频码数目、长度均相等并且匹配滤波器分辨率为1 chip时二者具有相同的吞吐率和归一化时延特性。