基于接收方信道质量的Ad Hoc网络多信道MAC协议

在分析当前Ad Hoc网络多信道MAC协议的基础上,提出了一个衡量信道质量的度量参数CQ（Channel Quality）作为信道选择的依据。并提出了一个基于接收方信道质量的多信道MAC协议MMCQ（Multi-channel MAC protocol with Channel Quality of receiver）,以解决多信道MAC协议常见的控制信道瓶颈和信道分配公平性问题。仿真表明：该协议在降低控制信道开销的前提下,能显著增加网络的平均吞吐量,并降低端到端平均时延。     

一种支持实时性业务的多信道MAC协议

为满足军事航空通信中实时性业务对时延的要求,提出一种基于Turbo编码的多信道MAC协议——Turbo_MAC。Turbo编码技术和多信道机制的使用,使得协议在不采用反馈确认机制的情况下仍能确保分组的高可靠性和系统的高吞吐量,同时达到降低分组端到端时延的目的。运用排队模型、组合理论和离散Laplace变换得到分组成功传输概率、系统吞吐量和分组端到端时延均值性能指标。仿真结果表明,理论分析与仿真结果一致,且Turbo_MAC协议的时延性能优于TDMA和IEEE 802.11b多信道MAC协议。     

基于自适应调制与编码的多跳CDMA Ad hoc网络跨层性能分析与建模

给出了一种新颖的多跳CDMA Ad hoc网络跨层性能分析模型.首先建立了随机网络拓扑的数学模型,进而分析了采用MFR路由策略时源节点到目的节点所需跳数的概率分布情况.然后结合自适应调制编码方案,分析了节点中发送分组队列的平均队列长度、丢包率及平均排队时延等分组级QoS性能.在此基础上,分析了网络的端到端时延和吞吐量性能,并讨论了节点传输范围、发送分组队列长度、扩频增益对网络性能的影响.所提出的分析模型虽然考虑的是特殊的MAC协议和路由策略,然而这种方法可以用来分析采用其它MAC协议和路由协议的系统.     

无线多媒体传感器网络实时MAC协议

实时性是无线多媒体传感器网络的重要考虑因素之一,而MAC协议能否高效地使用无线信道对保障无线多媒体传感器网络的实时性起着决定性作用。针对无线多媒体传感器网络的业务数据特点,提出了一种基于时隙预留的多信道实时MAC协议。该协议在响应流媒体查询之前,事先建立一条从源节点到汇聚节点的时隙预留流路径,从而最小化数据包在每一次转发时的信道接入时延。仿真结果表明,该协议明显减小了流媒体数据的端到端时延与时延抖动,并且具有较好的能量有效性。     

时延受限且能量高效的无线传感网络跨层路由

如何通过网络的多跳中继把传感器节点收集的信息快速、高效地传输至基站,是无线传感器网络的基本问题.研究发现,MAC(media access control)层的睡眠调度和无线信道的不规则性均会对路由协议的效率产生较大影响.虽然传统分层设计的网络协议有着模块化的优点,但各层之间的相互独立却导致网络的整体性能不能达到最优.此外,已有协议通常采用牺牲时延以提高能量效率的方法,会给时延敏感系统带来不能容忍的端到端时延.提出一种时延受限且能量高效的跨层路由协议(delay-constrained and energy-efficient cross-layer routing,简称DECR),该协议在做出路由决定时考虑MAC层以及链路层的相关信息,其目标是在将端到端时延控制到低于预定上界的前提下最优化节点的能量效率.理论分析和实验结果表明,所提出的跨层路由协议具有较好的性能.     

Ad Hoc网络MAC协议的性能度量

信道接入层(MAC)协议是Ad Hoc网络协议的重要组成部分,其行为对网络性能起决定性作用.详细地分析如何用时延、吞吐量、公平性这三个指标评价MAC协议的性能,以802.11为例具体介绍MAC协议的性能度量方法的应用,仿真结果表明该性能度量方法是可行的.     

HINOC MAC协议性能理论分析

HINOC是一种新型的同轴电缆宽带接入技术,本文对HINOC MAC层协议的性能进行了理论分析。首先介绍了MAC层协议的主要机制和物理层帧结构,在此基础上重点研究了MAC层性能,计算了各种参数条件下MAC层吞吐量和传输效率,并对网络传送时延进行了分析。理论分析表明,HINOC MAC协议具有良好的性能,可以达到较高的MAC层传输效率、吞吐量和较平稳的传送时延。     

面向编码机会路由的无线Mesh 网络广播信道接入

编码机会路由是有损无线Mesh网络中提供高吞吐量和高可靠性传输的理想方案.该路由机制建立在无线广播的多用户分集优势和随机网络编码的纠删特性之上,为广播MAC的设计引入了新的机会和挑战.基于最优停止理论,研究面向编码机会路由的机会广播信道接入问题,提出一种在接入延迟和信道交付能力之间加以折衷,以获得最优的平均有效速率的方法,并在IEEE 802.11 DCF协议基础上设计实现面向NCOR的广播MAC协议O-BCast.仿真结果表明,该协议显著提高了编码机会路由的端到端吞吐量,具有网络负载自适应的良好特性.     

一种适用于可扩展AdHoc网络的动态时隙分配算法

针对现有基于固定分配时隙的ad hoc网络MAC协议时隙利用率低,不能适应突发网络业务的局限性展开研究,并在此基础上提出了一种适用于规模可扩展的ad hoc网络的动态时隙分配算法(DTDMA).该算法利用较少的控制开销,通过节点间控制帧的交互,实现在网络负载较重的情况下,可以有效保证多个节点无冲突的接入信道,并针对不同优先级的网络业务提供相应优先级的时延保证.QualNet网络仿真环境中的仿真实验证明该算法能创建一个规模可扩展的无线自组织网络,且当网络中存在突发流业务时大大提高了网络吞吐量,减小了平均端到端时延,并实现了区分优先级服务.     

高吞吐量低时延的太赫兹无线个域网MAC协议

针对现有太赫兹无线个域网MAC协议存在的基于动态均衡思想的网络不稳定、不合理的竞争窗口导致退避时间过长,以及所分配CTA长度大于节点的时隙请求量时会导致时隙剩余3个问题,提出了一种高吞吐量低时延的太赫兹无线个域网MAC协议——HTLL-MAC(High Throughput and Low Latency MAC protocol)。HTLL-MAC协议通过基于动态均衡思想的接入机制提高网络稳定性,引入动态更改重传竞争窗口方法缩短了退避所需时间,并且启用CTA剩余时隙机制充分利用剩余时隙,从而达到增加网络吞吐量、降低数据传输时延的效果。理论分析验证了HTLL-MAC协议的有效性。仿真结果表明,相较于IEEE 802.15.3c和HTLD-MAC的MAC层,吞吐量提高了6.15%,数据平均时延降低了32.53%。     

基于跨层设计的无线传感器网络MAC协议

针对占空比MAC协议存在端到端传输延迟问题,提出一种新的占空比MAC协议——PRMAC。PRMAC通过跨层路由信息帧的提前传送可以调度数据包在一个周期内多跳传输,从而降低网络延迟,提高能量有效性。NS-2仿真结果表明,PRMAC在没有牺牲能量有效性的情况下,改进了传统占空比协议的端到端传输延迟,并能提高网络吞吐量。     

An energy-efficient,transport-controlled MAC protocol for wireless sensor networks

In wireless sensor networks (WSNs), one major cause of wasted energy is that the wireless network interface is always on to accept possible traffic. Many medium access control (MAC) protocols therefore adopted a periodic listen-and-sleep scheme to save energy, at sacrifice of end-to-end latency and throughput. Another cause is packet dropping due to network congestion, necessitating a lightweight transport protocol for WSNs. In this paper, we suggest a transport-controlled MAC protocol (TC-MAC) that combines the transport protocol into the MAC protocol with the aims of achieving high performance as well as energy efficiency in multi-hop forwarding. Although TC-MAC also works through a periodic listen-and-sleep scheme, it lowers end-to-end latency by reserving data forwarding schedules across multi-hop nodes during the listen period and by forwarding data during the sleep period, all while increasing throughput by piggybacking the subsequent data forwarding schedule on current data transmissions and forwarding data consecutively. In addition, TC-MAC gives a fairness-aware lightweight transport control mechanism based on benefits of using the MAC-layer information. The results show that TC-MAC performs as well as an 802.11-like MAC in end-to-end latency and throughput, and is more efficient than S-MAC in energy consumption, with the additional advantage of supporting fairness-aware congestion control.     

基于自适应更新的无线传感网络MAC协议

针对无线传感器网络节点能量受限问题,提出了一种新的自适应更新异步MAC协议——AU-MAC协议。该协议以睡眠与工作状态切换、异步方式和自适应更新相结合的办法有效延长了网络寿命,减少了节点能耗。AU-MAC协议通过采用发方监听、接方激活数据传输,提高了信道利用的有效性。并且,它以建立邻居节点信息表,引入自适应更新机制,来减少空闲监听。在NS2网络仿真平台对提出的AU-MAC协议的性能进行了仿真评估。仿真结果表明,AU-MAC协议在保持相当的吞吐量以及端—端延迟的基础上,使无线传感器网络的能量有效性得到了改善。     

一种基于逢低买入的频谱分配机制

为解决移动自组织网络(MANET)中网络拥塞导致的网络时延增大和吞吐量下降, 提出一种基于概率的负载均衡算法, 节点利用历史负载信息映射网络负载状态, 用概率算法进行路由准入, 从而完成负载均衡。基于历史状态的负载映射有效解决了分布式独立运算中存在的负载状态判断困难等问题, 概率算法能有效克服门限准入法则存在的模糊判别问题, 同时大量减少广播包的洪泛, 节省信道资源。结合经典的按需路由协议, 设计了H&P_DSR(History and Probability Based Dynamic Source Routing)协议。仿真和理论分析一致表明, 该负载均衡算法能够准确有效的对网络负载进行均衡, H&P_DSR协议在没有增加任何信道开销的情况下显著提高了网络吞吐量, 降低了时延。     

传输范围对移动自组网的性能影响

分析了在移动自组网中IEEE802.11 MAC协议的隐藏终端和暴露终端问题以及数据流调度的不公平性，并利用仿真方法研究了基于节点移动、通信干扰以及调度的非公平性等因素情况下，不同的传输范围对节点平均吞吐量、报文丢失率、端到端的报文延时的影响。     

无线传感器网络MAC协议的性能改进研究

在无线传感器网络中,MAC协议决定着网络的信道分配,对网络的性能有很重要的影响。目前已研究出多种S-MAC协议,其中S-MAC协议是一种典型的无线传感器网络MAC协议,但此协议存在一定缺陷,无法更好地适应传感器网Jj络多变的特点。针对该问题,在S-MAC协议的基础上,结合了自适应退避窗口和根据节点队列长度预测流量的思想,提出了一种新的协议-Q-MAC协议,并达到了较为理想的预测效果。经NS2仿真验证,此协议在平均延迟、吞吐量、能量消耗方面较S-MAC协议有了显著提高。     

一种适用于Ad hoc网络的基于概率负载均衡算法

为解决移动自组织网络(MANET)中网络拥塞导致的网络时延增大和吞吐量下降, 提出一种基于概率的负载均衡算法, 节点利用历史负载信息映射网络负载状态, 用概率算法进行路由准入, 从而完成负载均衡。基于历史状态的负载映射有效解决了分布式独立运算中存在的负载状态判断困难等问题, 概率算法能有效克服门限准入法则存在的模糊判别问题, 同时大量减少广播包的洪泛, 节省信道资源。结合经典的按需路由协议, 设计了H&P_DSR(history and probability based dynamic source routing)协议。仿真和理论分析一致表明, 该负载均衡算法能够准确有效地对网络负载进行均衡, H&P_DSR协议在没有增加任何信道开销的情况下显著提高了网络吞吐量, 降低了时延。     

基于蚁群算法和BP神经网络的信道分配策略的研究

研究无线传感器网络信道分配策略的主要目标是提高网络吞吐量和容量,减小网络的传输时延,最大限度的利用有限的网络带宽资源。多信道MAC协议的应用,可以有效地提高网络通信的可靠性和吞吐量,以及解决由于信道受干扰而造成的网络瘫痪等问题。根据无线传感器网络多信道的特点提出了一种基于蚁群算法的动态反馈负载均衡信道分配策略。本策略首先应用BP神经网络对信道负载情况进行预测,然后通过基于蚁群算法的负载均衡算法对信道进行筛选,最后利用最大离散化算法进行信道分配。在NS2平台下对所设计的协议进行了仿真实现,并与应用最为广泛的多信道MMAC协议以及SMAC进行了对比分析。根据仿真结果可知,本文设计的MAC协议在网络吞吐量、网络传输时延等性能方面比MMAC协议及SMAC都有了很大程度的提升。可以有效减小网络传输时延,提高网络吞吐量和抗干扰能力。     

一种多信道混合方式的无线传感器网络MAC协议

为了提高无线传感器网络的吞吐量,降低时延,本文设计了一种多信道MAC协议——MCHMAC。它采用调度和竞争访问机制相结的混合方式来传输信息,通过动态调整节点的活跃与睡眠状态的时长来节省能量。MCHMAC使用信道状态估计算法对信道进行评估,利用信道调度表来为节点调度状态最优的信道。仿真实验结果证明,本协议提高了吞吐量,降低了网络时延。