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。     

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。     

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。     

基于自适应r进制回退的IEEE 802.11性能改进

IEEE802.11采用基于二进制指数回退算法(BEB)的DCF作为其基本的媒体接入控制协议(MAC)。但研究表明,在该DCF机制下,当节点数目迅速增加时,系统吞吐量急剧降低,严重影响网络性能。提出了一种根据竞争节点数目调整退避指数r的方案以改进DCF性能,仿真结果表明,改进后的DCF能使系统性能有较大的提高。     

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。     

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.     

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。     

适用于S-MAC协议的自适应随机退避机制研究

S-MAC协议通过周期性睡眠侦听机制来减少无线传感器网络中节点能量的消耗,但是其在随机退避过程中使用固定竞争窗口,使其在节点碰撞的避免、节点间公平性以及吞吐率上有所欠缺。针对S-MAC的以上不足,基于二进制指数退避算法(BEB)提出自适应指数随机退避算法(AD-BEB)。AD-BEB算法引入了信道竞争能力参数和网络拥挤参数,根据这两个参数对竞争窗口进行调整,并且窗口的调整经过两个阶段来完成。仿真结果表明,AD-BEB算法能够有效地减少节点的碰撞次数,增加网络的吞吐率和节点的公平性。     

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。     

基于速度与状态感知的车载网络接入退避算法

IEEE 802.11p协议是针对车载无线接入技术制定的MAC层和物理层标准,仍采用二进制指数退避算法,该算法不能根据车辆速度和密度作出调节,在V2I通信中,会造成严重的信道访问不公平和碰撞等现象,无法很好地适用于车载网络。针对上述问题,提出的算法在退避重传阶段,采用固定的最优竞争窗口,并能够根据车速和从路边单元获取的网络信息实时调整竞争窗口大小。模型分析和仿真实验表明,该算法可明显改善信道访问的吞吐量、公平性与可靠性。     

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.     

时隙ALOHA二进制指数回退算法

时隙ALOHA由于简单而被广泛应用于无线通信中,但时隙ALOHA本质上是不稳定的,各种控制算法被应用以保证系统的稳定吞吐量。在建立二进制指数回退(BEB)算法的马尔可夫模型基础上,分析了系统的稳定性调节过程。数值计算和仿真测试表明二进制指数回退算法能够保证系统的稳定性,且当节点数在一定范围内时能获得时隙ALOHA的理论极限吞吐量。比较了二进制指数回退算法与伪贝叶斯算法在平均吞吐量的性能差异,结果表明,BEB算法受窗口值的影响,当用户数较大(大于128)或较小(小于32)时,吞吐量均较伪贝叶斯算法低。     

Ad Hoc中MAC层一种基于动态预测的退避算法

提出了MAC层一种新的动态退避算法DPBA,它以报文的冲突概率来预测节点附近信道的争用状况,对不同的网络状况下竞争窗口的取值采用相应的退避策略,以达到改善网络性能的目的。分析与仿真结果表明,与传统的退避算法BEB算法相比,本算法有效地降低了数据包的碰撞概率,提高了网络的吞吐量,同时对信道的公平性也有所改善。     

IEEE 802. 11无线局域网中基于最优窗口的退避算法

首先通过把资源分配看成效用最大化的优化模型,说明在IEEE 802. 11无线局域网中各个节点争用信道的退避窗口应当一样,然后通过最小化节点间的冲突概率,得出节点个数与最优退避窗口之间的关系,由此提出一种基于最优共享退避窗口的重传算法。由于各个节点的退避窗口一样,算法有效地解决了I3EI3(I3inary Exponential Back-off)算法的不公平性问题;并且退避窗口根据网络的状况置,吞吐量也得到了较大的提高。仿真试验验证了算法的有效性。     

周期性采样的两步指数退避算法研究

针对二进制指数退避算法（BEB）中退避窗口调整机制的不足以及在各个节点传输数据时公平性差的问题,提出了周期性采样的两步指数退避算法（PTEB）。PTEB算法首先引入了采样周期的概念,在此基础上又引入了信道竞争能力参数[Qc]和网络拥挤参数[Qb]。在采样周期内计算[Qc]与[Qb]的值,并根据这两个参数的值定义了调整竞争窗口的公式。窗口的调整需要经过两个阶段来完成,不同的阶段分别对应不同的公式。仿真结果表明PTEB算法能够有效地减少节点的碰撞次数,增加网络的吞吐率和节点的公平性。