无线传感器网络S-MAC协议的改进及测试评估

在无线传感器网络节点上设计了一种简单有效的改进的S-MAC协议,实现了MAC协议功能模块,主要功能是建立和维护节点的激活/休眠周期,控制节点接入信道,完成数据分组的收发。测试结果表明MAC层模块能够按照设计标准正常运行,且性能良好。     

一种新的移动Ad Hoc网络的单忙音码分多址协议

针对移动Ad Hoc网络(MANET),提出了一种新的多址接入协议——单忙音码分多址协议(SBT－CDMA)．协议综合使用了RTS/CTS短分组握手机制、忙音信号、功率控制和CDMA技术来提高网络性能．利用RTS/CTS分组进行码字分配和功率控制信息交换,利用忙音信号计算值与测量值之间的区别,来决定节点是否可以进行RTS分组的发送．该协议减少了分组碰撞,提高了网络的吞吐量,并降低系统功耗,同时有效解决了在MANET中采用CDMA组网方式时的远近效应问题．     

基于NS2的水声传感器网络MAC层协议分析

MAC协议决定了水声信道的使用方式,作为水声网络的关键技术之一,它越来越受到人们的普遍关注,它的研究对水声传感器网络的发展具有至关重要的作用.经过分析比较现有的陆上无线通信协议,选取其中性能较适用于水声信道的TDMA、802.11和S-MAC协议进行研究分析,对三者的各方面性能进行比较,并针对水声信道特点提出改进方案:利用TDMA的时延,交错设置帧周期;使IEEE802.11协议一次握手传输多个数据并采用周期性睡眠机制;对SMAC协议采用事先预测网络流量,动态调整占空比.设计了水声信道MAC层协议的仿真方法,通过修改NS2中已有无线通信协议的物理层和链路管理相关代码,实现了水下通信环境的模拟.     

基于S-MAC的媒体访问控制协议的研究

媒体访问控制协议是目前无线传感器网络中的一个研究热点。本文在分析无线传感器网络S-MAC协议的基础上,对近几年提出的几种基于S-MAC的媒体访问控制协议进行了深入研究,并通过仿真对其性能进行了分析比较。     

一种改进的无线传感器网络MAC协议

为了协调各节点的数据在同一信道中的传送,避免冲突。针对无线传感器网络的节点资源有限和网络拓扑动态变换的特点,本文提出了一种改进的MAC协议——ES-MAC(Energy effect-Medium Access Control,ES-MAC)协议。这种改进的协议利用动态的侦听睡眠周期既保证了系统性能,又节省了能量。仿真结果表明:ES-MAC协议不仅在网络性能方面比S-MAC协议、T-MAC协议有所提高,在节能方面也优于这二者。     

基于路由信息的无线传感器网络跨层MAC协议

为解决S-MAC协议的时延问题,提出了一种基于路由信息的MAC协议RC-MAC协议。协议采用跨层优化的方法,通过修改MAC层帧结构在该层中引入网络层所提供的路由信息,使节点能够预先知晓路径,实现预约信道并提前进行握手,提高了网络的传输效率。此外,通过引入多次自适应侦听,使数据能够在一个调度周期内传输多跳,减少了端到端时延并提高了吞吐量。通过理论分析和仿真验证了RC-MAC协议在未引入过多能量消耗的基础上相对S-MAC协议能够减少时延50%左右,在网络负载大时可有效提高网络吞吐量30%左右。     

基于NS-MAC协议的节能传感器网络仿真设计

优化传感器媒介访问控制(S-MAC)协议以减少网络能量消耗和数据延迟,已成为无线传感器网络(WSN)亟待解决的问题.在S-MAC协议原有周期不变的情况下,根据通信流量变化改变活动时间,以减少能量损耗,同时在NS-2仿真平台采用MILD算法减少节点间不公平竞争现象,并建立了优化后的NS-MAC协议.实验结果表明,NS-M...     

无线传感器网络安全S-MAC协议研究

S-MAC协议是在802.11MAC协议基础上提出的传感器网络MAC协议。首先简要介绍了无线传感器网络及其主要特点和问题,接着介绍了无线传感器网络的安全需求,然后提出了安全的SSMAC协议,其中使用公钥加密算法NTRU来实现SSMAC协议的数字签名.最后采用NS-2平台对其进行仿真,并进行了性能和安全性的分析.仿真和分析结果表明,SSMAC能保证通信包的数据完整性,身份真实性和抗否认。与RSA公钥算法相比,NTRU加解密速度更快,适合于无线传感器网络。     

基于CDMA的水下传感器网络MAC协议设计

水下传感器网络(UWSN)中节点采用声波通信,水声信道的高误码率、长延迟、低带宽、多径效应、多普勒频散等技术,据此提出一种动态的、分布式的基于码分多址(CDMA)的水下传感器网络介质访问控制层(MAC)协议.该协议不但节能,还能够提高CDMA扩频码的重用率,并且能够适应网络拓扑的动态变化.同时,协议使用了功率控制机制,有效解决CDMA系统中普遍存在的"远-近"效应问题.仿真实验表明,与经典的静态编码分配协议和ALOHA相比,该协议在冲突率、交付率、端到端的延迟、能耗等方面具有更好的性能.     

基于CDMA的水下传感器网络MAC协议设计

水下传感器网络( UWSN)中节点采用声波通信,水声信道的高误码率、长延迟、低带宽、多径效应、多普勒频散等技术,据此提出一种动态的、分布式的基于码分多址( CDMA)的水下传感器网络介质访问控制层( MAC)协议。该协议不但节能,还能够提高CDMA扩频码的重用率,并且能够适应网络拓扑的动态变化。同时,协议使用了功率控制机制,有效解决CDMA系统中普遍存在的“远-近”效应问题。仿真实验表明,与经典的静态编码分配协议和ALOHA相比,该协议在冲突率、交付率、端到端的延迟、能耗等方面具有更好的性能。     

一种无线传感器网络MAC层能量有效算法

由于无线传感器网络节点自身携带电池的特殊性, 其能量有效策略的研究越来越受到人们的关注．分析了无线传感器网络数据链路层能量消耗,在S-MAC和PD算法基础上,提出了新的AP算法．仿真结果表明,AP算法合理地减少了碰撞,提高了数据包接收准确度,改进了无线传感器网络的能量有效性,并有效延长了网络的生命周期．     

一种无线传感器网络低延时信道接入协议

针对无线传感器网络S-MAC协议中的延时问题,提出并设计了一种新型的MAC协议——LD-MAC协议。该协议采用提前预约多跳传输节点的方法,实现数据分组的快速转发,减少数据分组在网络中的延时,在一定程度上解决了节点早睡的发生。同时由于数据分组的快速转发,减少了节点的能耗。仿真实验表明：LD-MAC协议能够较好地降低能量消耗和数据传输延时。     

无线传感器网络节能控制器的研究与实现

针对目前远程监控系统成本高、功耗大、功能单一的问题,提出将无线传感器网络技术与红外控制技术相结合,采用针对简单小型无线网络专有低功耗网络协议即SimpliciTI的组网方案,选用高性能、低功耗、集成度高的CC1110(一种高性能无线单片机)作为无线传感器网络节点,设计并实现了具有数据存储、红外控制以及无线通信等多功能的节能控制器,将其应用到无线分体空调远程节能控制系统中,取得了功耗少、成本低、安装方便的效果。     

IEEE 802.11协议分布式能量节省机制的实现与性能分析

对单跳Ad hoc网络环境下的能量节省机制展开研究。首先分析了IEEE 802.11 DCF中的能量节省机制PSM(power saving mechanism),并详细讲述了能量节省机制PSM在GloMoSim网络仿真环境中的实现方法,然后通过网络仿真,对PSM的性能进行了详细分析。仿真实验结果表明:相对于DCF协议,PSM在一定条件下可很好地减少网络的能量消耗,但该机制会降低网络的平均吞吐量和增加网络的端到端延迟。同时也可看出,信标间隔中的ATIM窗口的大小会严重影响网络的性能。     

一种基于睡眠和网关选择机制的分簇协议

基于聚簇的思想,协议引入节点的随机睡眠机制和网关选择机制,提出一种适用于大规模无线传感器网络的协议SSGM．采用被动分簇策略来构建网络拓扑,簇头选举采用“先声明者胜”机制;网关的选择是根据网络的健壮性和能量均衡的原则确定;并且在保证相对较高覆盖率的基础上选择某些符合条件的节点进入睡眠状态,协议减少了不必要的能量消耗并降低了发生信号冲突的可能性．SSGM协议充分考虑了网络的健壮性、节点能耗的均衡性与节省性,能够有效地延长网络的生命期．     

基于OPNET的电力线网络的MAC协议仿真研究

随着低碳经济的兴起,智能电网成为当前的研究热点.智能电网的底层通信以现有的电力线网络为基础,因此电力线网络的性能深刻影响智能电网的有效运行.针对电力线信道的特性,主要探讨智能电网中的电力线网络MAC协议的性能.文章先介绍非时隙ALOHA和1-坚持型CSMA协议的基本原理,然后采用OPNET,仿真了电力线网络分别采用非时隙ALOHA协议和1-坚持型CSMA协议时的网络性能.在电力线网络接入不同的用户数时,仿真用户数的变化对网络性能的影响;电力线网络的接入用户数目都为30,考虑网络受到电力线信道的时延和信道误比特率的影响,仿真电力线信道特性对电力线网络性能的影响.仿真结果为电力线网络MAC协议的研究提供了一定的参考.     

微型无人机群空空数据链协议建模与仿真

为较为准确、客观地评价微型无人机群（UAV：Unmanned Aerial Vehicles）空空数据链系统的各项性能指标,根据ZigBee（Zig＋Bee无线数传网络）协议,通过建立时隙轮询表完成时隙分配。在简要分析ZigBee协议栈各层的功能及其网络拓扑结构的基础上,重点阐述了空空数据链协议的时隙分配机制及网络地址分配机制,讨论了利用网络仿真工具OPNET（Optimized Network Engineering Tools）建立该无线通信协议模型的过程,并通过构建一个网络仿真平台对信道接入延时、吞吐量等进行仿真分析。验证了该空空数据链采用的通信协议的有效性,同时也为其他网络协议仿真提供了参考。