无线Ad Hoc网络的MAC协议性能优化

IEEE802.11中最优最小竞争窗口的取值与诸多网络状态信息相关,如网络中竞争节点数目、平均碰撞数据帧长度和数据帧发送速率等.据此,文章分析得出以网络中竞争节点数目、平均碰撞数据帧长度和数据帧发送速率为参数的最优最小竞争窗口的函数表达式.无线Ad Hoc网络基于IEEE802.11 MAC协议,网络中各终端节点以此公式为基础,运行MAC协议优化算法,自适应调整自己的最小竞争窗口和退避时间至最优值,优化MAC协议,提高网络性能.仿真结果表明:对于非饱和业务的无线Ad Hoc网络,该优化算法对系统性能的改善有限;但对于饱和业务的无线Ad Hoc网络,该优化算法的精度和有效性较高,优化后系统的吞吐量和时延都有明显改善.     

Ad Hoc网络单向安全路由协议

针对现有的反应式路由协议普便缺乏有效的安全保障机制,对AODV、DSR等路由协议存在的主要安全隐患进行了研究,提出了一种只在路由请求过程中利用节点间相互签名来验证节点和琏径的有效性,而在返回源节点的路由应答过程中,中间节点不需要进行相互签名验证的Ad Hoc网络单向安全路由协议.     

战场无线Ad Hoc网络路由协议的安全性研究

战场无线Ad Hoc网络不需要固定基础设施,具有组网灵活、快捷等特点,然而由于安全性问题致使其未能广泛应用。作者给出了针对战场无线Ad Hoc网络路由协议的攻击分类,列举了安全路由协议的设计要求,详细分析了多种无线Ad Hoc网络安全路由协议,并对其防御攻击能力进行了比较。结果表明,没有一种安全路由协议能够防御所有的攻击,目前急需评判路由协议的安全性准则。最后指出了关于战场无线Ad Hoc网络安全路由协议的设计目标和下一步的研究方向。     

Ad Hoc网络中联合功率节省与功率控制的MAC协议

针对Ad Hoc网络中的能量效率与网络容量问题,提出了一种单信道环境下联合功率节省和功率控制的MAC协议PSPC．该协议在每个信标间隔周期内由交换控制信息窗口阶段和数据交换阶段组成．在交换控制信息窗口期间,节点通过交换控制信息来估计传输数据时实际使用的传输功率,与此同时,接收节点将自己在接收数据过程中可以容忍的最大噪声功率通知给可能造成冲突的相邻节点．在数据交换阶段,节点根据在控制信息窗口中获得的信息来决定实际的数据发送功率．对于不能传输或无数据传输的节点,则进入睡眠状态,直到本周期结束．仿真实验证明了提出的PSPC协议在节省能量的同时显著地提高了网络的吞吐量．     

一种基于多跳Ad Hoc网络的路由协议的设计与实现

Ad Hoc网络是一组具有路由和转发功能的移动节点组成的一个多跳的临时性自治系统,是一种无中心的无线网络,考虑到Ad Hoc网自身的特点,传统的路由协议（如RIP和OSPF）已不再适用。文中提出了一种基于多跳Ad Hoc网络的路由算法,采用完全路由表和优化路由表结合的方式和改进的拓扑更新过程,适应了网络拓扑结构的变化,减少了路由协议的开销。给出了该路由协议的模块划分和有限状态机图及协议的测试方法和结果。     

一种新型移动通信网络--Ad Hoc网络

无线移动Ad Hoc网络由于其无固定基础设施、自我组织、分布管理、动态拓扑、多跳通信等特点成为近年研究的热点。各结点的媒体接入控制(MAC)层协议规定了结点接入信道进行通信的机制,网络层路由协议规定了如何搜寻站点和维护高速动态拓扑的网络。介绍了Ad Hoe网络的基本特性,并分析了现有主要的几种MAC协议和路由协议。     

面向无线Ad Hoc网络的认证式安全路由协议

针对无线Ad Hoc网络AODV路由协议的通信效率较低和安全性差的缺点,利用可以公开验证的短签名方案提出了一种新的认证式路由协议。该方案基于无证书密码体制,克服了基于身份的密码体制的密钥托管问题,避免了基于证书密码体制的公钥存储和管理问题。另一方面,这种利用双线性对构造的短签名,更适合于节点移动快且资源受限的无线Ad Hoc网络建立路由。     

Ad Hoc网络中安全MAODV协议研究

路由安全是Ad Hoc网络安全性研究的重要方面。文章分析了MAODV协议面临的安全威胁,并给出一种安全改进方案。利用基于身份的密码体制节点可以非交互的共享一对称密钥,邻居节点使用该密钥进行预认证生成会话密钥。路由发现过程中采用对称密钥算法进行逐跳加密和认证,可以阻止非法节点参与路由过程。通过NS-2进行模拟实验的结果表明给出的安全改进方案具有较高的效率。     

Ad Hoc网络载波监听双信道接入协议

为了解决由隐终端和暴露终端引起的数据报文冲突问题，在对Ad Hoc网络双信道接入协议进行研究的基础上，提出了载波监听双信道接入协议(dual channel multiple access，DCMA),包括基本的载波监听协议(basic carrier sensing，BCS)和忙指示载波监听协议(carrier sensing busy indication，CSBI).研究了DCMA控制报文的长度以及其解决隐终端和暴露终端的能力.通过仿真对DCMA的性能进行了分析和比较.结果表明，CSBI通过载波监听和忙指示(busy indication，BI)报文完全解决了隐终端和暴露终端问题，在高负荷时其吞吐量比802.11 DCF提高了近50%.     

增强型RIEMS协议及其在Ad Hoc网络中的性能

提出了增强型RIEMS变速率传输协议（RIEMS+）,在原RIEMS基础上改进了NAV更新机制,网络节点不仅利用MAC层帧头中的信道预约信息,而且也利用物理层帧头携带的帧长度和发送速率信息来设置自己的NAV值．该协议解决了在不同发送速率条件下,因MAC层帧头的传输范围不同而引起邻节点对信道状态认知产生差异的问题,从而降低了分组发送失败概率和提高了信道利用率．仿真结果显示,新方案明显地改善了网络的端到端通过量和平均分组时延性能．     

无线Ad Hoc网络节能机制研究

针对当前Ad Hoc网络中节能机制多为单跳环境设计,提出了一种适用于多跳环境的节能MAC协议DCF-PS.该方案基于这样一个思路:在调制方式不变的情况下以更低的速率发送RTS分组和CTS分组,能扩大正确解调RTS分组和CTS分组的区域,合理的选择调制速率就能实现干扰区域中的所有节点正确解调RTS分组或CTS分组,从而根据RTS或CTS中的NAV睡眠一段时间,降低能耗.结果表明DCF-PS能够大大降低系统的能耗,同时基本消除隐藏终端的影响,提高网络吞吐量.     

MANETs网络中的一种分布式同步预约多址接入协议

提出了一种MANETs网络中的多址接入控制协议——分布式同步预约多址接入协议（DSRP）,解决了隐藏终端和暴露终端问题,并且为实时业务的QoS要求提供了保障．协议以时分多址为基础,给不同类型的业务分配不同的优先级,采用不同的机制对空闲时隙进行竞争及预约．在已预约的时隙中采用发送数据前的预约确认机制,避免了入侵终端问题．在全连通网络中分析了DSRP协议的吞吐量和分组平均丢弃率,并且对协议进行了仿真,结果表明该协议能够达到传输实时业务的要求,适用于MANETs网络．     

有效支持智能天线在移动Ad Hoc网络中应用的多址接入协议

对智能天线在移动Ad Hoc网络(MANET)中的应用进行了研究．提出了自适应波束形成CSMA/CA(ABF-CSMA/CA)协议．该协议利用RTS/CTS短分组对话实现信道预约,在RTS与CTS分组前设置了训练序列,收发节点的智能天线基于训练序列进行波束形成以传输数据分组与ACK．提出改进的“虚拟载波监测”机制进行冲突避免(CA)．每个节点中设置两类网络分配矢量(NAV),用一个oNAV记录邻节点以全向模式占用信道的时间,用多个bNAV分别记录各邻节点以波束形成模式传输分组的时间．推导了信道利用率的近似计算公式并进行了仿真．结果表明,ABF-CSMA/CA协议与智能天线的结合能够有效实现信道的空分复用(SDMA),显著提高网络的信道利用率．     

无线自组织传感网邻居节点检测协议及其实现

该文描述一套广泛适用于自组织分布式无线传感网的邻居节点检测方案.该方案利用简单的广播和重传方式,可快速寻找节点周边所有单跳和两跳范围内的邻居节点,为传感网部署后快速自组网提供了一套通用的解决方案.通过网络仿真和测试床实验,该方案在一般情况下的正确性得到了验证.     

应用于Ad Hoc网络中的一种新型多址接入协议

针对Ad Hoc网络中不同优先级业务以及网络处于不同业务负荷情况下对网络的接入时延有不同要求的特点,提出了一种应用于Ad Hoc网络中的有冲突避免的流量自适应多址接入协议FA MACA。它不仅可以避免无线信道中存在的“隐藏终端”问题,同时还可以根据网络当前的流量以及业务的不同优先级动态自适应的调整接入时延,尽可能地减少碰撞,从而达到改善网络性能的目的。仿真结果表明该协议可以有效地改善网络的性能。     

一种基于情景感知的Ad Hoc网络功率控制算法

针对战场复杂恶劣环境下 Ad Hoc网络节点易受自然或人为因素影响发生故障,从而造成网络分割并导致通信中断,提出了一种基于情景感知的分布式功率控制算法(DPCAC)。DPCAC 采用 DS证据理论对影响节点失效的多“情景证据”进行融合,推理得到节点的生存状态,依据情景数据库中的信息构建拓扑矩阵,找出故障集并通过调节邻居节点的功率改变网络结构,进而达到恢复通信的目的。仿真实验表明,DPCAC可有效修复网络通信中断的链路,并可在网络恢复连通后通过调节功率降低不必要的能量消耗。     

适合于多频道移动Ad Hoc网络的媒体接入控制协议研究

提出了一种适用于移动Ad Hoc网络的媒体接入控制协议．在该协议中,所有的节点被划分成若干个子网,且每个节点可处于不同的子网．相邻的子网采用不同的频道．在一个子网中,采用令牌来控制各个节点依次进行传输,以便解决传输的碰撞问题．通过限制每个子网中的最大节点数,来保障实时业务的服务质量．同时,文中还提出一种动态令牌传递算法,该算法无需预先建立逻辑的令牌传递环路,而是根据网络的拓扑结构,动态地选择令牌的传递路径．因此,它能很好地适应网络拓扑结构的变化,并简化了令牌的维护过程．