Ad hoc网络中一种新的自适应退避算法

通过分析无线多跳Ad hoc网络中节点由于竞争共享信道引起的拥塞问题,首次提出了一种新的基于接收方的自适应退避算法-RBAB(Receiver-based adaptive backoff)。该算法中,发送方节点根据接收方节点反馈的队列拥塞程度控制竞争窗口的变化,改变节点对信道的竞争能力,从而在总体上控制节点的分组发送速率,达到拥塞控制的效果。仿真结果表明,该算法能够显著提高网络的饱和吞吐量,在MAC层有效控制了网络的拥塞。     

802.11 WLAN中一种基于竞争窗口的分组调度算法

IEEE 802.11 MAC层中的分布式协调功能DCF（distributed coordination function）使用随机退避机制来解决信道竞争问题,导致信道资源不能充分利用.特别是在高负载的网络系统中,信道带宽在碰撞状态下浪费严重.本文提出了基于竞争窗口的分组调度算法,通过增加一个竞争窗口将节点间的竞争划分为两个阶段进行,其中只有通过第一退避阶段的节点才能进入下一个退避阶段,完成第二退避阶段的节点才能开始访问信道.根据具体网络情况,选择合适的第二阶段的最小窗口值,得到相应的网络性能.仿真结果表明该算法在高负载的网络中能够提高信道带宽利用率.     

移动Ad hoc网络MAC层公平性

在Ad hoc网络中节点随机移动的情况下,对二进制指数退避算法进行了分析,在此基础上提出了一种新的退避进制(newBEB),对新算法进行了仿真分析,仿真结果表明,新的退避算法能提高移动情况的Ad hoc网络的公平性.     

802．11WLAN中一种基于竞争窗口的分组调度算法

IEE—E802．11MAC层中的分布式协调功能DCF（distributed coordination function）使用随机退避机制来解决信道竞争问题，导致信道资源不能充分利用，特别是在高负载的网络系统中，信道带宽在碰撞状态下浪费严重．本文提出了基于竞争窗口的分组调度算法，通过增加一个竞争窗口将节点间的竞争划分为两个阶段进行，其中只有通过第一退避阶段的节点才能进入下一个退避阶段，完成第二退避阶段的节点才能开始访问信道．根据具体网络情况，选择合适的第二阶段的最小窗口值，得到相应的网络性能．仿真结果表明该算法在高负载的网络中能够提高信道带宽利用率．     

Ad Hoc网络媒体接入控制中一种新的退避算法

为提高战术Ad Hoc网络中领导者节点的报文发送成功率,提出了新的用于媒体接入控制的退避算法. 该算法采用不同于传统的退避间隔设置方法,当领导者节点报文发送成功时,退避间隔设为最大值;报文发送失败时,随着报文重传次数增加,逐渐减小退避间隔,实现报文的重传. 同时还从理论上分析了算法的性能. 计算机仿真表明,其有效提高了网络中领导者节点的报文发送成功率,且对网络中普通节点的报文发送成功率影响很小.     

一种双层结构的分簇算法在VANET中的应用

为了解决车辆自组织网络中信息传递质量较差的问题,提出了一种基于权重的本地通信质量保证分簇算法,将分簇后的车辆节点划分为自组织层和对等层两层,自组织层节点使用车间通信方式进行通信,对等层节点利用3G、LTE等更可靠的传统通信方式进行通信。该算法对经典的权重分簇算法进行改进,以本地最优化代替全局最优化,引入保障通信质量最大可接受通信距离的概念,并提出了新的簇结构维护策略。仿真实验结果表明,与经典的权重分簇算法相比,该算法具有更高的簇结构稳定性和更高的分组投递率以及更低的开销。     

非均匀多信道Ad Hoc网络信道选择方法

提出了一种基于混合博弈的Ad hoc网络多信道选择算法,以最大化每个节点吞吐量为目标,研究了在多个信道速率不同的情况下节点对接入信道的选择问题. 首先通过建立饱和吞吐量模型来量化节点选择不同信道所获得的收益,然后利用混合博弈纳什均衡理论分析不同用户数时的信道选择策略,并提出一种混合策略信道选择算法,以最大化每个节点的吞吐量,同时保证了信道分配的公平性. 仿真结果表明,该算法能较大地提高系统吞吐量,在多用户竞争情况下,与随机选择和共享信道等策略相比,吞吐量至少提高了15%.     

一种基于多信道的接收节点优先的MAC算法

为了提高无线传感器网络的吞吐量并减小延迟,提出了一种基于多信道的接收节点优先的MAC算法（MCS-MAC）.在信道选择阶段,以接收节点为中心,由接收节点选择数据信道,发送节点转换到数据信道上与接收节点通信.如果接收节点不在控制信道上,邻居节点会主动发送NCTS包通知发送节点,并告知接收节点所在的信道,发送节点转换到数据信道进行通信,有效地利用了多信道,提高了网络吞吐量.在数据传输阶段,允许一次传送多个数据包,有效地减少了信道转换次数,减少了传输延迟.仿真结果表明,在较高负载的网络环境下,与经典S-MAC、MMAC协议相比,MCS-MAC明显提高网络吞吐量,同时减少了包的平均传输延迟.     

Ad hoc网络中一种新的退避算法

为了提高Ad hoc网络中高等级节点的接入能力,提出了一种新的二进制负指数退避算法,该算法中高等级节点在分组发送成功时将竞争窗口设为普通节点的最小竞争窗口,在发生碰撞时竞争窗口随着退避次数的增加而呈负指数规律减小。仿真结果表明,该算法能够显著提高高等级节点的接入能力,提高了其业务吞吐量,并降低了端到端传输时延。     

针对M2M业务的IEEE 802.11优化及其性能评价

为降低IEEE 802.11接入过程中误码引起的竞争失败率,提出一种无退避、快速重传算法,推导了MAC层服务时间概率分布,建立了IBP/Gw/1/K离散时间排队系统,研究了非饱和负载下M2M业务在802.11非理想信道下的传输性能。为了提高海量M2M终端在802.11网络中的接入效率,提出一种动态调整窗口的算法。为模拟802.11接入和IP承载网络传输M2M业务的通信场景,基于串联排队理论,建立了多节点串联排队网络模型,并求解了M2M业务的端到端性能指标。仿真表明:两种改进算法有效提高了802.11的服务效率;异质业务接入802.11网络的场景中,突发度小的M2M业务能获得更好的QoS。     

无线共享信道退避访问攻击的新型检测算法

针对无线竞争共享型信道中恶意节点(或自私节点)不公平使用信道资源的退避访问攻击行为,提出一种新的中心极限定理检测算法。该算法能够有效降低计算复杂度,按需调节检测速度和检测精度、并且易于实现分布式联合检测。该文还基于CLT算法建立Markov链多步检测模型,进一步提升对恶意节点的检测精度。仿真试验表明,CLT检测算法具有较低的误判率和较快的检测速度,对介质访问控制(MAC)子层退避攻击行为的检测性能明显优于经典DOMINO算法。     

海上自组网中基于侦听的MAC协议退避算法

无人艇通常以编队协同的方式进行作业,并通过自组网进行数据交换.因海浪等因素影响,海上自组网的信道传输损耗通常处于动态变化中,现有MAC协议的退避算法在动态海上环境下无法区分分组碰撞和分组丢失,会出现可靠性和稳定性下降的问题.为此,本文提出一种基于信道监听的自适应最小竞争窗口退避算法,该算法通过感知邻近竞争节点数目来估计信道状态,降低信道冲突概率和重传次数,提升了网络整体的可靠性和稳定性.仿真结果表明,与经典BEB算法相比,改进算法的吞吐量和公平性分别最大提高28.67%和62.00%,端到端延时和丢包率分别最大降低2.84%和15.10%.     

A utility-optimal backoff algorithm for wireless sensor networks

A novel backoff algorithm in CSMA/CA-based medium access control (MAC) protocols for clustered sensor networks was proposed. The algorithm requires that all sensor nodes have the same value of contention window (C _W ) in a cluster, which is revealed by formulating resource allocation as a network utility maximization problem. Then, by maximizing the total network utility with constrains of minimizing collision probability, the optimal value of C _W (W _opt) can be computed according to the number of sensor nodes. The new backoff algorithm uses the common optimal value W _opt and leads to fewer collisions than binary exponential backoff algorithm. The simulation results show that the proposed algorithm outperforms standard 802.11 DCF and S-MAC in average collision times, packet delay, total energy consumption, and system throughput. Foundation item: Project(60772088) supported by the National Natural Science Foundation of China     

自组织网络中MAC层退避算法的分析

二进制指数退避BEB(Binary Exponential Back—off)算法机制在重负载的情况下会表现出低的包成功发送率和吞吐率问题。对BEB算法进行分析,并从吞吐量和退避窗口方面与一种基于区分机制的退避DB(Distinct Back—off)算法进行比较,仿真结果表明,这种基于区分机制的退避算法在包成功发送率和吞吐率方面与BEB算法相比均有不同程度的改善。在已有算法基础上提出了一种新的退避算法思想,通过与一种自适应调整接入速率算法相结合,进行最佳发送速率的选择,能更好地改善网络的性能。     

A random adaptive method to adjust MAC parameters in IEEE802.11e WLAN

The IEEE 802.11e standard is proposed to provide QoS support in WLAN by providing prioritized differentiation of traffic. Since all the stations in the same priority access category (AC) have the same set of parameters, when the number of stations increases, the probability of different stations in the same AC choosing the same values will increase, which will result in collisions. Random adaptive MAC (medium access control) parameters scheme (RAMPS) is proposed, which uses random adaptive MAC differentiation parameters instead of the static ones used in the 802.11e standard. The performance of RAMPS is compared with that of enhanced distributed coordination access (EDCA) using NS2. The results show that RAMPS can reduce collision rate of the AC and improve the throughput by using adaptive random contention window size and inter-frame spacing values. RAMPS ensures that at any given time, several flows of the same priority have different MAC parameter values. By using the random offset for the inter-frame spacing value and the backoff time, RAMPS can provide intra-AC differentiation. The simulation results show that RAMPS outperforms EDCA in terms of both throughput and end-to-end delay irrespective of the traffic load. Foundation item: Project(60673164) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(06JJ10009) supported by the Natural Science Foundation of Hunan Province, China; Project(20060533057) supported by the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China; Project(2008CB317107) supported by the Major State Basic Research and Development Program of China; Project(NCET-05-0683) supported by the Program for New Century Excellent Talents in University     

IEEE 802.11 MAC层协议解析

IEEE 80 2 .11协议的MAC层的有两种控制方式 :中心控制 (PCF)和分布控制 (DCF) ,其中以DCF为主要介质访问控制方式 .DCF以CS MA/CA为主 ,以RTS/CTS消息交换机制为辅 .在PCF下网络中心控制站 (AP)轮询各个工作站实现中心控制方式 .IEEE80 2 .11MAC层采用的主要技术有虚拟载波监听技术 ,帧优先级机制 ,随机退避技术和节能管理技术     

一种新的传感器网络MAC地址分配算法

针对传感器网络MAC地址开销较大的问题．提出了一种适用于传感器网络的分布式MAC地址分配算法——VGSR（Virtual Grid Spatial Reusing）算法，该算法将网络分布区域划分为一系列虚拟小区，并建立节点地理位置坐标与虚拟小区间的映射关系，通过MAC地址在不同虚拟小区处的空间复用达到减小节点MAC地址长度的目的，通过调整传感器节点的通信半径，VGSR算法能够在保证网络不失连通性的同时最大限度地降低MAC地址大小，理论和实验结果表明，该算法能够很好地适应网络规模的变化，具有消耗能量低和效率改善明显的特点，其性能优于现有的其他算法。     

WLAN中一种改进的快速碰撞解决算法

在分析IEEE802．11MAC协议与系统吞吐量关系的基础上，提出一种改进的MAC快速碰撞解决算法(DFCR)，解决当前IEEE802．11中存在的吞吐量不稳定情况，同时考虑MAC层信道共享机制和物理层误码特性，达到减小站点之间碰撞概率、空闲时间、数据帧的重传次数的目的，仿真研究表明该算法可以在提高WLAN吞吐量的同时保证系统公平性．     

一种新的自适应退火遗传算法

在函数的全局优化算法中,模拟退火算法和遗传算法的结合可较好地改善算法的性能。基于这个思想提出一种新的自适应退火策略用于遗传算法中选择概率的计算以增强算法的收敛性,在交叉和变异概率的选取上也进行了自适应处理,以进一步改善算法的稳定性和收敛性。基于典型算例的仿真结果验证了该算法对高维复杂函数最优化的有效性和高效性,其性能明显优于传统遗传退火算法、改进的进化规划方法。     

多跳Ad Hoc网络中支持MIMO的广播传输调度算法

针对当前支持MIMO的多址协议仅支持点对点传输,提出多跳Ad Hoc网络中支持MIMO的广播传输时分多址接入协议,其核心算法是保证每个节点无冲突传输广播业务且保证最小帧长的时隙调度算法,充分利用了MIMO系统并行数据流传输的特性,该特性可使发生传输冲突的节点集从两跳范围内的邻节点减小到一跳范围内的邻节点,从而提高网络容量．结果表明该协议可极大地提高网络容量和减小平均分组时延．