基于竞争窗口动态调整的802.11 DCF改进算法

基于现有的调整802.11DCF竞争窗口重置策略,提出了一种改进的基于竞争窗口动态调整的退避算法WDCF.通过对连续传榆成功次数X设定一个分段函数,WDCF动态调整不同退避阶段竞争窗口减半的概率.借鉴传统TCP协议拥塞控制思想,X首先以指数方式增长,达到阈值后线性增长.同时,采用二维Markov chain模型,就竞争窗口调整策略对802.11DCF性能的影响进行理论分析,并计算提高的吞吐量.结果表明,该算法能够有效提高802.11 DCF的饱和吞吐量.     

基于无线信道的冲突分解算法仿真研究

目前,无线局域网(WLAN)中的媒体接入控制层(MAC)广泛采用基于IEEE802.11的二进制指数回退算法(BEB)的DCF协议.当WLAN中的节点数目迅速增加时,该协议存在系统吞吐量会急剧降低,网络性能变差的缺点.详细分析了无线局域网中IEEE 802.11MAC层的二进制退避协议,指出原协议在进行冲突处理上的不足,并结合树型分解算法(TSA)和快速分解算法(FCR),提出一种改进的树型冲突分解算法(ITSA).并用MATLAB仿真了CSMA/CA协议和ITSA算法.分析和仿真结果证明,与IEEE 802.11等协议采用的二进制指数退避算法相比,该算法能较大的提高系统吞吐量.     

无线传感器SMAC协议竞争退避机制分析及优化

针对无线传感器网络能量受限和退避时采用固定竞争窗口的特点,提出了一种基于节点剩余能量和信道冲突次数的MAC协议（EC—SMAC）．该协议改进了SMAC的竞争退避机制,根据节点剩余能量和信道冲突次数来动态的调整竞争窗口,减少传输节点之间的冲突,从而使全网负载均衡,同时延长网络生命周期．仿真实验表明：在保证网络吞吐量和时延稳定的前提下,平均延长了7％的网络生命周期．     

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。     

一种自组织网络MAC层退避算法

针对IEEE 802.11 DCF通信机制所使用的二进制退避算法存在的问题,提出了S-BEB退避算法。该算法利用了DCF机制MAC层中的两个参数,保持了二进制退避算法简单高效的特点,动态调整节点在发送数据包冲突时竞争窗口增大的幅度,同时也加大了节点成功发送数据包后的竞争窗口以减小下一轮竞争的冲突。利用OPNET软件实现了该退避算法的仿真并进行了分析。研究结果表明,无论在网络延时、吞吐量还是公平性方面,S-BEB算法的网络性能均好于经典二进制退避算法。     

IEEE 802.11无线局域网二进制指数退避算法改进与分析

IEEE 802.11标准引入二进制指数退避算法BEB,以降低节点发送数据包碰撞的概率。两步指数退避算法TBEB避免了BEB算法中竞争窗口长度出现振荡这一现象,可以提高吞吐率。导出了TBEB算法和BEB算法中节点的平均竞争窗口长度和平均退避次数的解析表达式,并采用仿真进行验证;以退避时间最小为目标,给出了求解竞争窗口长度最优复位值的优化模型。研究结果可用于基于IEEE 802.11无线局域网的BEB算法的性能评价。     

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。     

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.     

无线传感器网络中一种自适应的退避算法

802.15.4协议中CSMA/CA信道接入方式为了避免再次碰撞使用BEB退避算法,在重负载的情况下网络性能较差。提出一种自适应的退避算法,它用报文的冲突概率来预测节点附近信道的争用状况,在不同的网络状况下,竞争窗口的取值采用相应的退避策略,动态地控制节点的退避范围,以达到改善网络性能的目的。分析与仿真结果表明,新的算法与传统的退避算法BEB算法相比,在网络负载重的情况下,有效地降低了数据包的冲突概率,减少了时延,提高了网络的吞吐量,同时对信道的公平性也有所改善。     

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.     

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.     

无线自组织网络中的自适应竞争窗口退避算法

基于无线自组织网络IEEE 802.11协议原理,改进Ad Hoc网络标准DCF算法,提出一种自动调整最小竞争窗口的退避算法——ABEB算法,建立算法的二维Markov链模型,导出其稳态分布概率,分析其性能并进行了仿真。研究结果表明,与标准DCF算法相比,该算法的吞吐量平均提高了18%,时延平均降低了11%。     

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.     

基于信道占用及优先级的MAC协议退避算法

针对Ad Hoc网络MAC协议（SPMA协议）的退避时间问题,为降低包与包之间的冲突并提高信道利用率,提出了一种基于信道占用及优先级的自适应退避算法（A-COP算法）。分析了退避时间对系统性能的影响以及现有退避算法的不足;根据SPMA协议的特点以及初等函数模型建立退避算法模型;基于OPNET对该模型进行系统仿真,并与原算法协议模型进行比较。仿真结果表明,基于该算法的SPMA协议通过对低优先级业务的接入控制,可使系统吞吐量更加稳定,并且可满足高优先级业务高通信质量的要求。     

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。     

一种无线传感器网络信道接入自适应慢速退避算法

无线传感器网络是一种特殊的无固定控制中心的多跳网络.由于其特殊性,传统CSMA协议直接应用于无线传感器网络中会带来数据包冲突增加和时延增大等问题.针对信道接入层已有退避算法,提出了一种自适应慢速退避算法.分析与仿真结果表明,与传统的IEEE 802.11标准BEB算法和普通退避算法相比,该算法更为简单实用,能有效提高网络吞吐量,特别是在网路拥塞状况变化剧烈时,可减小额外开销并保持稳定的网络吞吐量.     

一种基于IEEE802.11的无线自组网MAC协议

基于IEEE802.11DCF提出了一种应用于无线自组网的媒质接入控制协议，该协议包括网络适应性退避算法和拥塞反馈两个关键机制。协议的主要思想是根据节点周围实际竞争状况和网络拥塞情况进行包调度。仿真结果表明，提出的机制有效地降低了平均端到端时延和数据丢包率,提高了信道接入公平性。     

DCF指数退避算法的两点改进

分布式协调机制是Ad-hoc网络中的工作站访问其他移动工作站的主要网络协议,因此为每个网络工作站提供一种自主调控的方法是必要的。这就是退避算法。目前,一种指数退避算法已经用于无线局域网中。对于分布式协调机制的指数退避算法提出了两点改进。为了测试这种改进的有效性,建立了一个离散时间马尔可夫链模型,在此基础上配置了与多种网络条件相对应的参数集,来评测改进算法获取的饱和吞吐量,以期在工作站数达到饱和状态时获得最大吞吐量。