基于Ad Hoc的改进型多信道接入协议研究

为了解决目前多信道接入协议面临的多信道隐藏终端和多信道Deafness问题,加入了探测报文和等待报文,采用节点状态表和信道空闲状态表的方法,并采用NS2仿真软件对该协议进行性能仿真。仿真结果表明,该协议解决了多信道隐藏终端和多信道Deafness问题,与DPC协议相比提高了网络吞吐量和信道利用率,降低了网络传输的延迟,增强了网络的性能。     

基于接收端信号的水声网络MAC协议

水声网络的信道具有数据速率低以及传播时延长的特点,如果采用握手机制减少数据冲突,将降低信道利用率和网络的吞吐量。提出了一种基于接收节点发送短信号告知邻居节点其接收状态的水声网络MAC协议,即当接收节点接收数据时,向邻居节点发送短信号通知其当前时刻不要发送数据,解决了隐藏终端和暴露终端的问题,并提高了网络吞吐量;除此之外,使用短信号还能够降低能量损耗。仿真结果表明该协议能够实现上述目的。     

一种单信道无线传感器网络的隐藏终端和暴露终端问题解决方案

结合 GPS 技术提供的定位特点,采用跨层设计思想,提出了一种单信道多跳 WSN 网络的媒体访问控制协议。在协议的控制帧中携带路由信息和状态信息,根据这些信息,判断存在的暴露终端和隐藏终端,同时利用上游节点的 ACK 应答作为与下游节点的 RTS 握手,建立 CTS/DATA/ACK的三次交互机制。仿真表明,与已有的 IEEE802.11和 MACA-BI 等同类协议相比,该协议可有效解决隐藏终端和暴露终端问题,提高网络的吞吐量和端到端的延时,并降低网络的握手开销和控制帧的冲突概率。     

Ad Hoc网络中一种单信道并行MAC协议

提出一种单信道下的并行MAC协议PCTS—MAC．该协议在控制帧中携带时间信息和功率容忍度信息,其中时间信息用于隐藏终端和暴露终端同步并行传输,而功率容忍度信息则使隐藏终端和暴露终端在功率控制下参与并行通信．从而减轻并行通信给首传输节点对的干扰,保护正在进行的通信。定性分析和实验表明,该协议有效减轻隐藏终端和暴露终端问题,达到数据的并行传输,获得较好的网络吞吐量和公平性。     

一种用于多跳分布式无线网络的多址接入协议及其性能分析

为多跳分布式无线网络提出了一套灵活而有效的自适应获取冲突避免(AACA)的多址接入协议．它综合了多信道和随机附带预约的思想，有效地解决了多跳网络环境下出现的隐藏终端和暴露终端问题以及由于节点的移动而造成的侵入终端问题．在该协议中，各节点自适应预约所要使用的空闲业务信道，预约之后的通信过程不会受到其它节点的干扰．AACA协议有三种形式，即AACA-SDT／MDT／RDT协议，它们使用任意确定数目的信道，在总带宽相同的情况下表现出比单信道RTS／CTS协议更好的网络性能．     

基于定向天线的非对称无线自组网中MAC协议的研究

在采用全向天线的节点与定向天线的节点混杂的非对称网络中,传统定向MAC协议将带来新的"聋"问题和隐藏终端问题.针对这些问题,设计了NCDMAC(nested circular directional MAC)协议.在该协议中,全向节点采用多跳RTS/CTS,定向节点采用循环DRTS,定向天线嵌套旋转两周,以交换握手帧.ns2模拟仿真显示,NCDMAC协议在增加一定通信时延的情况下,能够解决非对称网络下的"聋"问题和隐藏终端问题,并带来比Multi-hop MAC和Circular MAC协议更大的网络吞吐量.     

一种适用于Ad Hoc网络的多信道能量高效MAC协议

对多信道条件下MAC协议功率控制机制进行了分析,提出一种能够根据各个接收节点的通信状况,动态地调整数据信道上数据帧的传输功率和控制信道上CTS帧的发送功率的多信道Ad Hoc网络能量高效的MAC协议(MPEMAC).仿真表明,该协议有效的节省了节点能耗,延长了网络节点的生存时间,同时还能够增大空间信道的利用率,从而进一步提高网络的平均吞吐量.     

基于功率控制的无线传感器网络MAC协议研究

本文提出了一种无线传感器网络自适应功率控制MAC协议APC-SMAC。APC-SMAC协议首先通过建立基于最优邻居节点数的功率调度表,提高信道利用率,减少通信能耗,另一方面对干扰节点发送反馈帧控制其进入睡眠,从而提高了网络数据吞吐量,减少了网络延迟。实验结果表明该协议在网络吞吐量、网络时延和平均能耗上均有了较大的提高。     

基于状态着色的水声网络 ＭＡＣ 协议

水声网络中的MAC协议主要采用RTS/CTS机制,然而RTS/CTS控制包不仅限制了并发传输的可能性进而降低了信道利用率和吞吐量,而且造成信道资源分配不公平。为了提高吞吐量、信道利用率和公平性,提出了一种基于状态着色的水声网络MAC协议（State Coloring based MAC, SC-MAC）。在SC-MAC协议中,每个节点根据自身一跳邻居表构建本地分层图,通过侦听数据帧或ACK帧获知邻居节点状态来为本地分层图中的节点着色,并根据本地分层着色图调度包的发送,减少数据帧的碰撞与重传。SC-MAC协议在避免冲突的前提下实现了并行传输。同时,给出基于公平性的退避方案以提高SC-MAC协议的公平性。仿真结果表明,SC-MAC协议与R-MAC协议和slotted-FAMA协议相比在端到端延迟、吞吐量和平均能耗等方面有明显的优势。     

面向多跳无线网络的无冲突MAC协议

多跳无线网络中隐藏节点导致节点之间的冲突频繁、数据重传率高、网络吞吐量下降.而802.11 DCF 中的RTS/CTS(ready-to-send/clear-to-send)机制不能有效地防止隐藏节点,特别是随着网络中节点通信速率的提高,由 于节点的信噪比要求也相应提高,接收节点受到更大范围内隐藏节点的干涉,RTS/CTS 机制防止隐藏节点的效率急剧降低.首先,在考虑网络积累干涉以及环境噪音的情况下分析了多跳无线网络中的隐藏节点问题.然后,提出一种双信道无冲突MAC(media access control)协议DCCFMA(double channel collision free media access).DCCFMA 协议采用双信道结构,接收节点根据数据信道中发送节点的信号强度动态调节控制信道的发射功率,以完全覆盖接收节点周围所有的隐藏节点,保证接收节点在接收过程中不受干涉.DCCFMA 协议能够有效地解决多跳无线网络中的隐藏节点问题.仿真结果表明,与802.11DCF 相比,DCCFMA 机制下的平均网络吞吐量增加了24%.     

用于传感网功率控制的并行传输MAC 协议

针对无线传感网（WSNs）中节点间不对称的发射功率引起的隐藏节点和暴露节点问题,提出一种用于传感网功率控制的MAC协议（MAC4PC）.该协议采用邻节点向量表对邻节点的状态及当前会话的信息进行记录,并设计了相关的控制帧收发时序和干扰度判断准则,以保证新建立会话与当前会话互不干涉,从而实现暴露节点的并行传输.仿真结果表明,与802.11 DCF协议、SB-FSMA/CA协议以及GLPCB-PMAC协议相比较,MAC4PC协议提高了网络平均吞吐量,降低了节点平均能耗和数据分组的平均传输时延.     

A cooperative CDMA-based multi-channel MAC protocol for mobile ad hoc networks

In this paper, we present CCM-MAC, a cooperative CDMA-based multi-channel medium access control (MAC) protocol for mobile ad hoc networks (MANETs) in which each node has one half-duplex transceiver. The protocol mitigates the multi-channel hidden and exposed terminal problems by using information about channel usage gleaned from overhearing (cooperating) neighbours. By accounting for the multiple access interference, CCM-MAC also addresses the near-far problem of CDMA in MANETs enabling concurrent transmissions on each channel. We provide an analysis of the maximum throughput of CCM-MAC and validate it through simulation in Matlab. We also compare the throughput it achieves to IEEE 802.11, a multi-channel MAC protocol, and a CDMA-based MAC protocol.     

接收者视角选择信道的分布式多信道MAC协议

为了有效地利用无线信道资源并获得更好的网络性能,提出了一种新型的多信道的媒质接入控制协议,即接收者视角优先动态信道分配协议.对现有的多信道MAC协议存在的问题进行分析,并提出新的设计思想.在RMDA协议中,每个节点实时地将当前状态信息发送给邻居节点,并以接受者的视角结合邻居状态列表来选择通信的数据信道,减少冲突发生的概率,从而更有效地使用多信道增加了网络吞吐量.另外,协议明显地改善了数据包时延等网络性能,特别是当网络负载很大的情况下.仿真结果展示出提出的RMDA协议是一个的获得较高网络能力的多信道MAC协议,为多信道MAC协议的研究和发展提供一个新的思考视角.     

基于QoS的分布式认知无线电网络多信道MAC协议

在分布式认知无线电网络中,动态资源利用不足和中心控制单元的缺失使其MAC层协议的设计面临很多挑战。针对认知无线电网络的特点,提出了一种新的MAC协议,该协议通过在信道预约阶段优先考虑对时延要求较高的应用,来保证网络对这类应用的QoS;同时还解决了认知无线电网络中频谱的利用率低和隐藏终端两个热点问题。为分析研究该协议的性能,首先提出了一种新的分析模型。然后将这种新的MAC协议与两种典型的MAC协议进行了仿真对比,结果表明该协议提高了网络的吞吐量。最后通过数值分析和仿真证实了本协议设计简单高效,具有较高的频谱利用率,不但满足了时延敏感性应用的QoS需求,而且还能有效地解决多信道隐藏终端的问题。     

无线Mesh网络中多射频多信道MAC机制设计

针对无线Mesh网络中多信道分配问题,提出了一种适用于多射频网络的MAC机制MRMC-MAC.整个机制包含节点默认接收信道分配、可切换主信道集分配、节点通信以及可切换主信道集更新4部分.采用一种基于接收负载的分配算法,将接收负载作为信道分配的优先级参数,保证了接收负载重的节点优先分配到负载较小的信道,而接收负载较轻的节点间可以共享同一个默认接收信道,从而平衡了各个信道间的负载.分析了多射频网络中的多信道的隐终端问题并提出了解决方案.仿真结果表明,使用MRMC-MAC协议能够明显地改进MAC层吞吐量、碰撞次数等性能参数.     

基于隐藏终端的时隙802.15.4网络吞吐量研究

为了提高802.15.4网络吞吐量性能,设计了一种改进的节点状态转换过程,提出了一种考虑隐藏终端问题和重传的节点接入信道模型,并对模型进行分析计算。基于计算结果和信道状态模型分析,对考虑隐藏终端问题的数据碰撞概率、丢包率和网络吞吐量进行推导。最后研究了数据包到达率、退避指数和隐藏终端对网络吞吐量性能的影响。实验表明,模型较好地描述了节点接入信道过程,能够对网络吞吐量进行精准的动态分析。实验结果表明,与无重传机制的802.15.4网络相比,网络吞吐量增加了83.9%左右。与部分条件休眠的方法比较,网络吞吐量平均增加了13.3%,提出的模型能够有效提升网络吞吐量性能。     

对IEEE 802.11 MAC层协议公平性改进的研究

Ad Hoc网络中基于IEEE 802.11的MAC层协议采用CSMA/CA机制,通过侦听只能获取一跳范围内节点的信息,存在隐终端问题,影响了网络流调度的公平性.文中对IEEE 802.11提出了一种修改方案,该方案通过邻居结点间的信息交换,使网络中每个节点具有其二跳范围内所有结点的信息,以发现网络中的隐终端,提高网络流调度的公平性.对比仿真实验结果表明,修改后的IEEE 802.11与原协议的网络吞吐量基本相当,但具有更好的公平性.     

一种应用于分布式网络的新型私有多信道UWB MAC协议设计

目前,单信道MAC协议在网络负载较重时的冲突和退避,造成信道带宽浪费而使得协议效率不高.本文主要针对UWB应用在无线个域网络中的特定场景,提出了一种新的应用于分布式网络的私有多信道UWB MAC协议,既可以解决隐藏终端和暴露终端问题,又可以有效地分配信道资源,提高网络性能.