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。     

一种基于自适应退避窗口的S-MAC协议改进算法研究

在分析S-MAC协议的工作过程以及退避算法的基础上,针对二进制指数退避机制的缺点进行了改进。通过当前退避窗口值和信道忙计数器来反映当前信道的拥塞状况,使节点自适应地调节退避窗口的大小以减少再次碰撞。仿真结果表明,改进后的S-MAC在高速网络环境中提高了网络的吞吐率,并且减少了能量损耗,表现出更好的网络性能。     

Ad Hoc网络中增强TCP性能的MAC退避算法

针对TCP在Ad Hoc网络环境中性能急剧下降的问题,提出一种基于侦听信道连续空闲时隙数的负载自适应退避（LAB）算法。LAB算法通过测量无线信道连续空闲时隙数自适应调节退避窗口,达到优化网络吞吐量的目的。共享一条信道的各节点能在侦听连续空闲时隙数后,收敛到一致的退避窗口。仿真结果表明,与BEB等算法相比,该算法具有更高的网络吞吐量和流间公平性。     

支持QoS的无线局域网自适应MAC协议算法

针对增强分布式接入(EDCA)机制在高负载网络中竞争窗口变化过于陡峭,导致网络性能大幅度下降这一问题,提出了一种自适应退避算法.在GDCF算法的基础上,用数据包最大退避阶段的均值来衡量当前网络拥塞状况,进而动态调整竞争窗口的重置方式,降低网络冲突,提升网络性能.所提算法额外开销较少,易于工程实现,在NS-2中仿真实验结...     

一种基于动态约束发送门限退避算法

为了改进IEEE 802.11 DCF协议的二进制退避算法,提出一种基于动态约束发送门限退避算法。算法根据网络中站点对信道资源的争用程度设置动态门限,适当地约束部分站点数据的发送。一方面,算法没有对二进制退避算法的竞争窗口调整机制进行修改,保留了其简单、容易实现的优点;另一方面,有效地解决了传统二进制退避算法在完成退避过程后,没有考察网络状况而直接进行数据传输,容易产生冲突的缺点。仿真结果表明,该算法能够提高饱和吞吐量和降低分组平均接入时延。     

改进的退避算法在战术业务流中应用研究

研究战术的网络业务流问题。针对传统的网络退避算法由于网络信道访问频率过大,容易造成节点缓存队列拥塞等问题,特别是退避算法中的参数选择问题严重影响网络性能传输。提出了一种改进的退避算法应用于战术网络业务流中。改进的算法首先为结点引入适当的竞争系数,使得对于信道的访问可以根据当前网络的突发状态合理分派,同时根据网络状态和冲突节点发生情况,对竞争窗口大小分别采用线性和多重下降等方式进行动态调整,有效地改善网络的性能。仿真结果表明,改进后的退避算法具有较好的性能,有效降低了网络信道访问冲突发生概率,提高了网络系统的吞吐量。     

退避算法多负载状况下的退避窗口最优设定

为了实现无线传感器网络节点在不同忙碌状态(忙碌状态:节点一段时间内的忙碌状态时间与对应时间段的比值)的区域中均达到网络吞吐量的最优,对退避算法中退避窗口大小取值做了一定工作。基于节点忙碌状态的讨论,依据节点的吞吐量模型,通过分析不同网络负载区域影响节点吞吐量的因素,为使网络中节点的吞吐量更接近理论最大值,给出了基于不同忙碌状态的退避窗口设定算法MNLBA(multi-node-loading back-off algorithm,多节点负载条件下退避机制)。在最后的仿真结果中可以看出,与不考虑区域网络负载不同的SBA协议相比,MNLBA算法针对不同的区域状态设定退避窗口值,约能提升网络吞吐量5%~10%,起到了均衡负载、提升网络性能的作用。     

基于物联网的机场桥载设备监控网络优化设计

针对民航桥载设备监控管理系统BLEMAS在机场停机坪现场测试中暴露的网络延迟问题,对该系统物联网架构中M AC层的碰撞退避算法进行优化。采用改进截断二指数退避算法ITBEB ,根据网络环境的多方面因素,对CSM A／CA的退避指数BE进行动态调节,使网络节点合理设置随机退避时间,减少退避饱和,充分利用空闲信道,达到数据快速传输的目的。利用OPNET软件对BLEMAS建模仿真,仿真结果表明,相比系统原有MAC层退避方法BEB ,ITBEB算法在网络时延和吞吐量等网络性能上均具有优越性。     

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.     

一种ZigBee网络中基于优先级的CSMA/CA优化算法

本文针对ZigBee网络中的MAC层核心算法CSMA/CA不能区分业务优先级和在高网络负荷中性能较差的问题,提出了根据网络负荷设置竞争窗口的方法来确定网络中不同业务的优先级;同时,根据网络负荷来自适应调整算法中的退避指数,进一步优化网络性能.对网络模型进行了数学建模和分析,并且利用NS2软件建立仿真场景进行了网络仿真,仿真结果表明改进后的算法以较小的时延代价提高了网络吞吐量,并降低了丢包率,从而使网络整体性能得到优化.     

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。     

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。     

竞争窗口线性变化的分级冲突解析算法

设计合理的冲突解析机制可有效提高无线信道利用率。针对二进制指数退避（Binary Exponential Backoff,BEB）算法及其各种改进算法中普遍存在的节点间交叉冲突问题,提出一种竞争窗口线性变化的分级冲突解析算法（Staged Collision Resolution algorithm with Linearly Varying contention window,LV-SCR）。它通过使处于不同退避阶段节点的退避时隙互相隔离,彻底消除了节点间的交叉冲突;为降低信道空闲概率,还采用了一种竞争窗口的线性调节机制。仿真结果表明,与BEB算法相比,在网络吞吐量和数据帧平均接入时延未明显恶化的情况下,LV-SCR算法可使节点间的碰撞次数减少10%至50%以上。     

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。     

无线传感器网络S-MAC协议的分析与算法改进

无线传感器网络（WSN）使用灵活,移动性强,架设便捷,应用范围非常广泛。媒体访问控制（MAC）协议是保证无线传感器网络高效通信的关键网络协议之一。重点分析了WSN中基于竞争的典型MAC协议——S-MAC协议。针对S-MAC协议中采用的退避算法不能良好地解决节点通信公平性等问题,提出了BDQR退避算法。实验结果表明,该算法有效地提高了节点通信公平性,降低了信道的碰撞,延长了网络的生命周期。     

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.     

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%。     

一种流量预测的服务质量区分MAC退避算法

为提高流量大且流量变化急剧的中高速无线传感器网络性能, 针对竞争型MAC协议的退避算法进行研究, 基于BDQR退避算法提出了一种流量预测的服务质量区分MAC退避算法FPQoSD。该算法引入流量预测因子, 以实现流量精确预测而窗口动态适应目的; 引入优先级因子, 进行服务质量区分而满足关键数据实时性要求; 利用能耗因子来自适应信道接入概率, 均衡能耗而延长整体网络生命周期。NS2仿真结果表明, 该FPQoSD退避算法在节点高密度与高负载环境下网络性能优越, 其中吞吐量比BDQR算法提高15%, 平均时延降低25%, 平均能耗下降10%, 整体生命周期得以延长。     

井下人员定位系统防碰撞算法改进

为解决井下人员定位系统中多个标签向接收器发送信息时产生的数据碰撞问题,提出了一种改进的二进制指数退避算法。该算法采用乘法增加、线性减小的碰撞窗口调整方式,设定了两个阈值,并根据不同网络流量制定了不同的退避发生器值更新规则,同时同步更新优化窗口值,使标签能够自适应快速接入信道。测试表明,改进后的算法最大并发识别数量为150,最大位移速度为10m/s,均优于经典的二进制指数退避算法。该算法提高了数据传输率,减少了漏卡率,有效地解决了井下多目标识别的防碰撞问题。     

无线Ad Hoc网络中QoS感知的跨层资源分配算法

在分析无线Ad Hoc网络资源分配模型的基础上,提出一种QoS感知的跨层资源分配算法CL-QARA (cross layer QoS aware resource allocation).其主要思想是,引入价格作为资源分配的度量指标,以QoS带宽需求为参数,将网络层的动态资源分配信息与MAC层CSMA/CA接入机制相结合,以改进MAC层的冲突退避算法.设计了改进的退避算法和呼叫接入控制算法,以实现MAC层与网络层的跨层技术.通过QoS感知的资源分配算法和跨层技术协同工作,为QoS服务提供了业务保障.仿真结果表明,CL-QARA算法具有良好的收敛性和稳定性.与其他算法相比,CL-QARA能够有效地提供QoS保证,提高了网络的效用和性能.