一种基于地理信息的自组网MAC协议

本文在现有多信道MAC协议的基础上将地理位置信息引入MAC层,提出一种新的GM-MAC协议。该协议以节点间距离作为分配信道的优先级,为近距离传输时的QoS提供更好的保障。本文给出了协议的格式,阐述了协议的操作步骤并对吞吐量做了分析。仿真结果表明,时延、吞吐量等方面有更好的性能。     

基于IEEE 802.15.6的无线体域网自适应MAC协议

针对无线体域网MAC协议自适应性不高且能效低的问题,提出一种基于IEEE 802.15.6的无线体域网自适应MAC协议（A-MAC）。对IEEE 802.15.6的超帧结构进行改进,竞争接入阶段和非竞争接入阶段的长度根据产生各优先级数据的节点所占的比例进行调整。竞争接入阶段又被划分为三个子阶段,子阶段的长度根据数据优先级情况进行动态调整。所有节点在竞争接入阶段按照信道接入策略竞争接入信道。最后仿真结果表明,在吞吐量、能耗和网络时延方面,使用A-MAC协议的网络性能明显优于使用IEEE 802.15.6 MAC和CA-MAC协议的网络性能。     

无线传感器SMAC协议竞争退避机制分析及优化

针对无线传感器网络能量受限和退避时采用固定竞争窗口的特点,提出了一种基于节点剩余能量和信道冲突次数的MAC协议（EC—SMAC）．该协议改进了SMAC的竞争退避机制,根据节点剩余能量和信道冲突次数来动态的调整竞争窗口,减少传输节点之间的冲突,从而使全网负载均衡,同时延长网络生命周期．仿真实验表明：在保证网络吞吐量和时延稳定的前提下,平均延长了7％的网络生命周期．     

基于智能天线并具有QoS保障的Ad hoc网络MAC协议*

基于智能天线技术的发展,提出一种基于智能天线并具有QoS保障的MAC协议。该协议首先把信道划分为数据信道与控制信道,节点通过业务的优先级与时延来发送预报突发竞争信以保证QoS质量,随后按照RTS/CTS握手机制预约节点进行数据传输,又采用发送Busy Tones来防止聋节点和隐藏终端的问题,大大提高了网络容量与性能。通过分析与仿真,并且与IEEE 802.11协议以及DMAC协议比较,证明QTDMAC协议在吞吐量以及实时业务时延上都有很大的优越性。     

基于OPNET的MAC协议的研究与仿真

文中主要分析了IEEE802.11的MAC协议中的分布式协调工作模式(Distribute Coordination Function,DCF).使用DCF方式进行访问控制时,二进制指数退避算法在竞争周期内冲突增加会使信道分配不合理,这样严重影响网络的通信吞吐量.针对影响网络吞吐量这个问题,文中首先结合了马尔科夫(Markov)的改进模型,根据节点的实时状态,设计了节点在初始竞争成功发送数据后和发生冲突时的退避算法,优化了DCF的退避机制,动态地调整了节点在不同状态时的信道获取能力,提高了节点发送数据的网络吞吐量.最后以OPNET为仿真平台证明其在吞吐量方面有所改善.     

基于802.11的多信道MAC协议性能分析

为了改善无线网络中信道带宽的利用率,提高网络的吞吐量性能,已有研究提出了采用多信道MAC协议的方法,将单个信道分割成控制子信道和数据子信道进行联合使用.针对基于802.11DCF的该类型MAC协议,采用离散Markov链对DCF的退避机制进行建模分析,研究了多信道下两种MAC机制的饱和吞吐量性能与信道带宽分配比例的关系,分析了网络节点数、数据分组大小和DCF竞争窗口等对优化多信道带宽分配的影响,并将多信道MAC机制下的网络性能与单信道MAC机制进行了对比.分析和仿真结果表明,采用优化的信道带宽分配,多信道的MAC机制可以一定程度上提高网络的吞吐量性能.但是,当允许控制帧以最大信道速率传输时,多信道MAC机制吞吐量性能并不比单信道MAC机制好.     

认知无线电网络分布式多信道MAC协议*

在认知无线电网络中,MAC协议用于信道感知、选择和接入控制。以单网卡多信道MAC（MMAC）协议为基础,依据IEEE 802.22标准定义的静默期管理的两阶段感知策略,提出一种认知无线电网络分布式多信道MAC（CR-MMAC）协议。将两阶段感知机制和分布式协商融入MMAC协议,利用空闲频谱进行数据传输,并在MMAC协议ATIM窗的数据信道协商阶段引入预约机制,以避免选择同一信道的认知节点对在后续数据传输阶段再利用CSMA/CA造成的竞争碰撞。仿真对比分析表明,CR-MMAC协议能提高网络吞吐量、降低通信时     

一种高效的水下传感器网络MAC协议

水声信道具有窄带宽、高传播延时等特点,为有效减少水声信道冲突,信道预约型MAC协议成为水下传感器网络的首要选择.通过分析信道预约型MAC协议节点在高负载网络条件下的RTS-CTS控制包的交换过程,给出了多个节点对同时取得信道使用权成立条件,设计了一种在一次RTS-CTS握手后,拥有信道使用权的多个节点对依次进行无碰撞数据传输的MAC协议.最后通过仿真实验验证协议的性能,结果表明:该协议具有更高的网络吞吐量和更低的网络时延.     

应用于桥梁监控的无线传感器网络MAC协议

为保证监控桥梁任务的实时性,提出了一种多优先级多信道的无线传感器网络MAC(MPMC-MAC)协议。MPMC-MAC协议结合节点接收的数据类型和节点发送信息频率为其分配优先级,再根据优先级及信道状况对节点进行信道分配,以确保优先级高的节点优先发送数据。当信道冲突或节点通信受到干扰导致信息需要重传时,采用信道再分配技术。该技术主要根据节点的优先级、节点的剩余能量及其重传次数重新对节点分配信道,保证了信道分配的公平性。另外,该协议通过动态调整节点的活跃周期和睡眠周期的时长以节省能量,并减少传播时延。仿真结果表明,MPMC-MAC协议在网络吞吐量、平均传播时延以及节点的能量消耗等性能方面均优于Hybrid MAC(HyMAC)、Zebra MAC(ZMAC)及IEEE802.15.4 MAC协议。     

基于有序竞争的传感器网络MAC协议

在定向扩散路由无线传感器网络中,为减轻竞争型MAC协议CSMA/CD的碰撞冲突问题,以及减小MAC协议引入的时延,对CSMA/CD协议进行改进,提出基于定向扩散与有序竞争的传感器网络MAC协议,即CSMA/CD-DDOC,通过将同跳梯度层次内的转发节点进行分组后实施各分组对共享信道的有序竞争,减少同时争用信道的节点数目,以达到减少碰撞和减小时延的目的。理论分析和仿真结果表明,CSMA/CD-DDOC协议具有优于CSMA/CD协议的时延性能。     

一种基于邻接节点信息的合作式Ad Hoc网络协议

在802.11协议中,DCF（Distributed Coordination Function）机制是节点共享无线信道进行数据传输的基本接入方式,为了解决无线网络中隐藏节点问题,使用RTS/CTS机制减少冲突,然而当网络节点数增加时,节点传输的冲突次数亦增加,从而使网络性能明显下降。因此,需要设计新的MAC协议,以适应当前Ad Hoc网络应用的快速发展。在IEEE 802.11的分布式协调功能访问机制（DCF）基础上,本文设计新的节点合作式的网络协议（C-MAC）。C-MAC节点通过控制帧获得本节点2跳内的邻接节点信息,并且根据邻接节点的信息设计调度算法,使节点以轮询的合作方式传输数据,有效地避免冲突。仿真实验表明,在改变节点速率、帧长度、网络节点数等参数情况下,分别以吞吐量、单帧传输时间和公平性为指标,对DCF和C MAC协议进行性能比较。在节点传输速率为11Mbps时,C MAC协议吞吐量比标准DCF最多可增加50%。     

基于RFID的无线传感器网络节能MAC技术

将无线射频识别(RFID)技术与无线传感器网络相融合，设计具有RFID读取功能的传感器节点。针对基于RFID的无线传感器网络，提出基于簇族结构的节能MAC协议——CSMAC协议。该协议具有节能和广播导向等特征，采用冲突减少机制来提高信道利用率，同时采用减少发送时间、减少监听时间、减少开关转换时间等功率优化机制，以提高网络能量效率。仿真试验表明，与传统MAC协议相比，CSMAC协议更能提高信道利用率和能量效率。     

基于广播机制的流量自适应混合MAC协议研究

针对流量自适应混合MAC协议的不足,提出一种广播机制改进方案.在基于CSMA和TDMA流量自适应混合MAC协议基础上引入广播机制,节点被提前通知只在发送或接受数据时处于活动状态,其他时刻则处于休眠状态,从而能最大限度地避免串音,空闲侦听和数据冲突.NS2仿真表明,改进的协议能进一步减少系统能量消耗,维持较高的吞吐率.     

无线传感网络的冲突感知MAC协议研究

无线传感网络是事件触发的网络,其中包含大量的节点。提出了同源冲突和非同源冲突的概念：将同一事件触发多个节点动作称为同源冲突;不同事件触发的多个节点动作称为非同源冲突。这两种冲突都会造成网络数据流量的下降和节点能量的浪费。因此,需要在现有无线传感的MAC层协议的基础上,实现MAC层的冲突避免。使用筛选和功率控制思想设计了冲突感知MAC协议CAMAC,详细论述了CAMAC对不同类型冲突的处理原理,使用NS进行仿真,并给出了仿真结果。     

Contention-free MAC protocols for asynchronous wireless sensor networks

A MAC protocol specifies how nodes in a sensor network access a shared communication channel. Desired properties of a MAC protocol are: it should be contention-free (avoid collisions); it should be distributed and self-stabilize to topological changes in the network; topological changes should be contained, namely, affect only the nodes in the vicinity of the change; it should not assume that nodes have a global time reference, that is, nodes may not be time-synchronized. We give a set of TDMA-based MAC protocols for asynchronous wireless sensor networks satisfying all of these requirements. The communication complexity, number and size of messages, for the protocols to stabilize is small, poly-logarithmic in the network size. A preliminary version of the paper appears in the Proceedings of the 18th Annual Conference on Distributed Computing (DISC 2004), LNCS 3704, pp 245–259, Trippenhuis, Amsterdam, The Netherlands, October 2004.     

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。     

一种基于节点重要性和空间相关性的无线传感器网络MAC协议*

提出了一种新的基于节点重要性和空间相关性的MAC协议（NISC-MAC）,该协议将数据相关性小的节点,即数据差异大的节点定义为重要节点,并赋予其高的优先权。优先权高的节点发送数据的概率大,退避时间短,从而能优先地竞争到信道。把这些重要性节点选定为代表性节点,确保这些重要的数据发送到sink节点,这样可保证数据的整体有效性,使收到的数据能更好地反映出物理现象。NISC-MAC协议在去除数据空间相关性的同时确保了数据的整体有效性,仿真实验表明此协议在较低的能耗和传输延时下确保了数据的整体有效性。