DSRC中一种考虑剩余时间的信道访问退避算法

IEEE 802.11p协议是DSRC技术的下层标准,而该协议采用的仍然是传统的二进制指数退避算法（BEB）。BEB算法虽已广泛使用,但并不能很好地适应DSRC中车载节点的高速移动及其拓扑结构快速变化的特点,易出现信道访问不公平,网络丢包率增加等问题。针对这些问题,提出一种考虑剩余时间的退避算法,由车辆节点的当前速度计算其剩余时间,优化退避机制。实验表明,提出的机制在改善信道访问公平性,提高网络吞吐量等方面均有较好的改善。     

车载自组网路由稳定性分析

针对车载移动ad hoc网络的特点,从路由断裂的角度在原理和理论上分析了车载移动ad hoc网络路由不稳定的各种情况,在分析结论的基础上提出了一种不依赖GPS信息的基于节点相对稳定性的类AODV路由协议RSBA（Relative Stability Based AODV Routing Protocol）,通过可行性分析及实验仿真证明了新协议比AODV协议更适合节点密度较高的城市车载环境,具有较低的路由断链率和路由负载,有效降低丢包率,可扩展性提高,同时验证了对车载移动ad hoc网络路由稳定性分析策略和结论的正确性。     

Research of cross-layer backoff algorithm based on DSR routing protocol

IEEE 802. 11DCF机制中的BEB退避算法由于简单易实现而被广泛应用。但是在网络繁忙时, BEB退避算法的局限性容易造成网络时延较大、丢包率较高, 以至于网络性能降低。针对这种现象, 提出了一种基于DSR路由协议的跨层退避算法CBBD, 利用DSR路由协议中的路由缓存特点, 解决了信息流堵塞在某一些节点的问题。通过仿真实验验证, 该算法大幅减小了时延和丢包率, 使网络性能得到显著的提高。     

基于DSR路由协议的跨层退避算法研究

IEEE 802.11DCF机制中的BEB退避算法由于简单易实现而被广泛应用。但是在网络繁忙时,BEB退避算法的局限性容易造成网络时延较大、丢包率较高,以至于网络性能降低。针对这种现象,提出了一种基于DSR路由协议的跨层退避算法(CBBD),利用DSR路由协议中的路由缓存特点,解决了信息流堵塞在某一些节点的问题。通过仿真实验验证,该算法大幅减小了时延和丢包率,使网络性能得到显著的提高。     

基于LD预测的车载自组网下一跳选择算法

在高速移动环境中,车载自组网的下一跳节点选择算法存在高丢包率的问题。为此,在贪婪算法的基础上,通过预测车辆节点的链路持续时间(LD)和数据发送时延,提出一种改进的下一跳节点选择算法。其中,转发节点根据邻居节点和自身的相对速度,预测该节点和当前节点间的链路持续时间,选择其值不小于待发数据的发送时延的邻居节点作为下一跳节点。仿真实验结果表明,改进算法可以明显降低贪婪算法的丢包率。     

基于马尔可夫链的IEEE802.15.4网络防丢包信道访问机制研究

为了降低802.15.4MAC层数据帧丢包率,在分析丢包率的原因基础上,提出了一种基于Markov链的信道竞争机制模型。通过对网络发送、退避和信道检测状态的稳态概率进行数学推导,研究了信道碰撞和数据帧的丢包率分析式;最后研究了参数数据包到达速率、节点数量、误码率、后退指数、后退等待次数对碰撞概率和丢包率的影响。实验结果表明,与节点无休眠态的802.15.4网络相比,节点丢包率平均降低了23.7%,模型较好地描述了提出的MAC层信道访问机制,合理的网络参数设置能够优化数据帧丢包率,研究结果对无线传感网的应用提供可靠传输优化参考。     

适用于车载自组织网络的稳定成簇算法

车载自组织网络中网络拓扑频繁变化、链路不稳定.若直接使用移动自组网的成簇算法,将会引起传输延时增大及丢包率上升等一系列问题.提出一种基于AP相似度改进的稳定成簇算法——SD成簇算法.本算法以节点之间的相似度(similarity)和周围节点度(degree)作为分簇依据,利用节点的地理位置信息和邻居拓扑信息进行簇头选举.NS2仿真结果表明,该算法能有效地改善车载自组织网络中簇结构的稳定性.     

IEEE 802.15.4 MAC协议退避机制的改进

考虑节点移动且数据传输率不断变化对网络性能的影响,针对IEEE802.15.4提出了一种网络负荷概率判断和指数加权滑动平均(PJNL_EWMA) 的退避策略,在每次载波监听多路访问/冲突避免（CSMA/CA）算法开始时采用网络负荷概率判断思想判定当前网络状况,然后通过指数加权滑动平均方法动态地调整退避指数。通过NS2的仿真结果表明：与IEEE802.15.4标准协议算法及MBS+EWMA算法相比,PJNL_EWMA算法不仅提高了网络吞吐量,同时还减小了数据包的丢包率和碰撞概率,提高了网络性能。     

移动场景下的节点高效寻路RPL路由算法优化

在低功耗有损网络(low power and lossy networks)中,现有的移动性支持路由算法存在控制消息冗余,应用场景不具有普适应,网络丢包率和移动节点能耗较高等问题.针对这些问题,提出一种移动场景下的节点高效寻路RPL路由算法(efficient pathfinding RPL routing algorithm for nodes in mobile scenarios,MSE-RPL).该算法提出的优化思路如下:首先,精简了移动节点的控制消息,并采用自适应黑名单机制建立备选父节点集,从而降低了移动节点的能耗;其次,基于移动节点的移动速度和方向,从备选父节点集中选择移出通信范围预估时间最短的节点作为最优父节点,不但适用于随机移动场景,还降低了平均端到端时延;最后,在链路中断前,利用DIS计时器及时通告DIS消息以快速重构拓扑,降低了丢包率.仿真结果表明,MSE-RPL算法在平均端到端时延、移动节点能耗、丢包率等性能指标方面均有明显改善.     

方向和位置泛洪的车联网区域路由协议

为提高车载自组网路由发现、数据传输效率,对区域路由协议进行改进。考虑到车载自组网（VANET）通信环境（道路布局、方向、位置等）多样性,通过判断节点间位置关系缩小泛洪区域,下一跳优先选择该区域内与源或目的节点移动方向相同的节点,进一步减少转发节点数目,以此精细化限制泛洪。为适应 VANET 拓扑频繁变化链路脆弱特性,目的节点优先选择相同移动方向节点数最多,且平均邻居节点数最多的链路,保证数据可靠传输。仿真结果显示：改进方案较好地克服了原协议全向洪泛引起的网络开销大、单一跳数路由选择导致的丢包率、重传率较高等缺点,能够较好地适应 VANET 网络通信。     

基于对数函数的Ad Hoc网络MAC退避算法

针对IEEE 802.11 MAC协议二进制退避算法存在的缺陷,引入随网络状态变化的参数,提出了一种基于对数函数的新退避算法。该算法使用以网络节点数为变量的对数函数,动态调整竞争窗口初始值和窗口退避增大幅度,降低了数据传输的冲突概率,利用OPNET软件实现对退避算法的网络仿真。仿真结果表明,基于对数函数的退避算法对提高Ad Hoc网络的吞吐量性能和公平性、降低网络延时有明显的效果,性能优于二进制退避算法。     

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.     

IEEE802．11MAC协议中退避算法的研究

无线信道固有的特点,使得无线局域网面临比有线局域网更多的困难。发展合适的介质访问控制协议（MAC）是无线局域网一个关键,而其中退避算法又是MAC协议考虑的重点。本文介绍了退避机制在IEEE802．11MAC层中的作用．指出了二进制指数退避算法存在的不足。对当前已提出的多种典型退避算法进行了介绍,对各类算法的设计思想进行了分类。最后阐明了退避算法研究的发展趋势。     

无线自组织网络退避算法综述

介绍了退避机制在无线自组织网络中的作用,指出了IEEE802. 11标准中使用的二进制指数退避算法存在的不足。对当前已提出的多种典型退避算法进行了分类介绍,对各类算法的特点及相关问题进行了讨论。最后阐明了无线自组织网络退避算法研究的发展趋势。     

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.     

无线网络中MAC层违规行为的检测和惩罚

802.11无线媒体访问控制(MAC)协议利用分布式争夺解决机制处理无线信道的共享。在这种环境下,那些没有执行MAC协议的节点可以获得不公平的信道带宽。IEEE 802.11要求节点等待一个随机时间间隔之后再竞争访问信道,如果某些节点等待一个较小的时间间隔,那么对其他普通节点来说,这是不公平的。针对这种情况对IEEE 802.11 MAC协议做简单的改进来检测这样的违规行为并对其进行惩罚。     

基于IEEE802.11的无线Ad Hoc网络的接入性能研究及算法改进

在研究IEEE802.11标准的基础上,查阅了Ad Hoc网络信道接入的相关资料,分析了IEEE 802.11信道接入协议的优缺点,提出了对IEEE 802.11DCF工作模式的改进建议,以提高整个系统的性能.本文所作的主要工作包括以下几个方面:1.对IEEE802.11所采用的BEB退避机制,在分析了其缺点的基础上,参照了相关的改进算法,如MILD、LMILD、EIED等,提出了基于信道状况,根据信道忙闲程度的不同来设定相应的竟争窗口的退避机制,缓解了信道接入时发生的不公平性,提高了系统吞吐量.2.对DCF的工作机制进行了改动,在延迟阶段对信道进行探测,以避免出现错误的阻塞,同时,根据节点收发RTS/CTS的情况,探测信道的状况,来确定是否可以并行传送数据,以提高吞吐量.3.对原有的IEEE8 02.11中RTS/CTS和DATA报文的重传门限进行了改进,引入了一种自适应机制来进行门限值得设定,以减少报文被丢弃的可能性,从而达到减少触发TCP拥塞控制机制可能性的目的,从而提高系统的吞吐量.4.使用网络仿真器NS2对相关的改进进行了模拟仿真,仿真结果表明,与原有的接入方案相比,改进后的方案在网络性能方面有所提高.本文针对IEEE802.11的缺陷,提出了一些改进,为Ad Hoc网络的研究,提供了一些参考,具有一定的参考价值和借鉴意义.     

Runtime optimization of IEEE 802.11 wireless LANs performance

IEEE 802.11 is the standard for wireless local area networks (WLANs) promoted by the Institute of Electrical and Electronics Engineers. Wireless technologies in the LAN environment are becoming increasingly important and the IEEE 802.11 is the most mature technology to date. Previous works have pointed out that the standard protocol can be very inefficient and that an appropriate tuning of its congestion control mechanism (i.e., the backoff algorithm) can drive the IEEE 802.11 protocol close to its optimal behavior. To perform this tuning, a station must have exact knowledge of the network contention level; unfortunately, in a real case, a station cannot have exact knowledge of the network contention level (i.e., number of active stations and length of the message transmitted on the channel), but it, at most, can estimate it. We present and evaluate a distributed mechanism for contention control in IEEE 802.11 wireless LANs. Our mechanism, named asymptotically optimal backoff (AOB), dynamically adapts the backoff window size to the current network contention level and guarantees that an IEEE 802.11 WLAN asymptotically achieves its optimal channel utilization. The AOB mechanism measures the network contention level by using two simple estimates: the slot utilization and the average size of transmitted frames. These estimates are simple and can be obtained by exploiting information that is already available in the standard protocol. AOB can be used to extend the standard 802.11 access mechanism without requiring any additional hardware. The performance of the IEEE 802.11 protocol, with and without the AOB mechanism, is investigated through simulation. Simulation results indicate that our mechanism is very effective, robust, and has traffic differentiation potentialities.