一种面向用电信息采集系统的WSNs多信道MAC协议

由于无线传感器网络（WSNs）单信道介质访问控制（MAC）协议无法满足用电信息采集系统的数据量大和并发性强的特点,提出了一种面向分簇网络的多信道MAC协议.网络簇间通信采用多信道并行传输方式,簇内通信采用基于信道质量实时评估的自适应信道切换机制.基于OMNeT＋＋的仿真结果表明：与单信道MAC协议相比,该MAC协议可以有效提高网络吞吐量和抗干扰能力.     

认知无线电网络MAC层协议研究

认知网络按照一定的准则划分为若干个簇,簇内共享一条信道用于交换控制信息,这种以分簇的方式实现按区域共享信道是认知无线电MAC层频谱共享问题的解决方法之一.为了使分簇结构更加有效的工作,本文提出了一种针对分簇结构的MAC层协议.在该协议中,信道接入时间被划分成一系列的超级帧,超级帧的各个时段均对应簇节点的具体操作,以此支撑簇结构稳健地应对主用户行为.仿真结果表明,本文提出的MAC协议在中高网络负载情况下能获得较高的网络吞吐量以及较低的传输时延.     

基于进化博弈论的水声传感器网络介质访问控制协议

为降低水声传感器网络低带宽、高延迟的特性对介质访问控制(MAC)层性能的影响,提出一种基于进化博弈论的MAC协议。该协议中,每个传感器节点可以采用空间复用和时间复用两种策略,并利用复制动力学方程得到进化稳定策略,达到进化稳定均衡,提高信道利用率和数据传输效率,进而实现MAC协议的性能优化。仿真实验结果表明,与传统的水声传感器网络MAC协议相比,基于进化博弈论的MAC协议可以提高网络吞吐量以及数据包发送成功率。     

接收方预约信道的水声传感器网络MAC协议

为了获得更高的网络吞吐量,更低的端到端时延,设计出了一种适用于分簇网络的水声传感器网络MAC协议,该协议采用接收方建立握手机制,有效的获取邻居节点通信时的状态,动态分配发送时隙,实现数据包以报文序列方式无冲突的到达接收端.仿真结果表明,与同类MAC协议(FERI, RIPT)相比,该协议提高了网络吞吐量,降低了数据丢失率和端到端时延.     

CM-MAC:一种基于分簇的多信道车载网MAC协议

车载网VANET是一种应用于智能交通系统的新型无线移动自组织网络(mobile ad hoc network,MANET).随着车辆以及移动ad hoc网络技术的发展,车载网已经成为一个新兴的研究领域.针对VANET中车辆行驶的特征,提出一种拓扑相对稳定的车辆分簇算法.在此算法基础上,根据专用短程通信(dedicated short range communication,DSRC)标准中控制信道(control channel,CCH)和服务信道(service channel,SCH)的分配,考虑车辆间的无线通信干扰和不同应用的QoS需求,提出一种基于分簇的多信道混合型MAC协议,簇内通信采用非竞争的TDMA机制,簇间通信采用基于竞争的CSMA?CA机制,相邻簇采用不同的服务信道.模拟实验表明,提出的MAC协议在同时满足实时应用的延迟需求和非实时应用的吞吐量方面,优于现有协议.     

WSN流量自适应MAC协议的改进

在流量自适应媒体访问控制(MAC)协议中,容易产生吞吐量抖动的问题。为此,提出一种动态占空比机制的改进方案。在基于S- MAC和TDMA流量自适应MAC协议基础上,通过引入动态占空比机制,将原S-MAC协议的侦听/睡眠周期,划分为多个短侦听/睡眠周期,以实现多次数据传输。NS2仿真结果表明,该方案能减少系统时延和能量消耗,同时维持较高的吞吐量,实现协议的平滑切换。     

面向城域应用的混合式无线网络设计与评测

针对传统城域视频会议中利用有线骨干网连接各无线局域网(WLAN)的方案不能满足按需灵活组网和覆盖城市周边欠发达地区以及远郊的需求,提出了结合WLAN本地覆盖和基于定向天线实现长距离传输的混合式无线网络架构,通过网络性能实测和视频会议应用系统的实际运行,验证了该网络架构的可行性.在测试的基础上,分析了长距离传输网络中基于TDMA的媒体访问控制(MAC)协议设计以及混合式无线网络中面向本地覆盖和长距离传输的两类MAC协议之间的协同等方面的重要性.     

一种基于簇的无线传感器网MAC协议

MAC协议对无线传感网络的运行和性能具有重要的影响。为此,分析了基于簇的无线传感器网络的MAC协议,针对它们存在的缺陷,提出了一种新的基于簇的MAC协议(C-MAC)。该协议能够根据簇成员节点数目和通信负载动态地改变TDMA帧的长度,减少节点的空闲侦听时间,提高信道的利用率,从而延长网络的生命周期。模拟结果显示,该协议在数据包延迟、能量消耗和数据包接收率等性能上有很大提高。     

无线传感器网络中基于分簇的自适应MAC协议

本文分析了目前无线传感器网络中MAC协议的不足，提出一种基于分簇的自适应MAC协议(AMAC)，该协议的时间帧长度可以根据网络拓扑和负载变化自动调整。通过仿真验证，在实时性、移动性较强的无线传感器网络中AMAC协议性能优于其它MAC协议。     

分组无线网缠绕多路径数据路由协议仿真

在分组无线网的路由协议中,传统路由协议在恶意节点数目较多时网络吞吐量较低,因此提出一种分组无线网缠绕多路径数据路由协议,利用获取的源节点数量信息与位置信息进行路由发现;根据路由发现结果建立从汇聚节点至源节点之间的路径,从而建立缠绕多径路由;对缠绕多径路由进行建簇与重构;进行支路径数优化,从而实现分组无线网缠绕多路径数据路由协议的构建。为了验证上述路由协议的网络吞吐量,将路由协议与基于链路状态的主动式多路径路由协议、基于动态源的按需式多路径路由协议、基于距离矢量的混合式多路径路由协议进行对比,上述四种路由协议在恶意节点数目为30时的网络吞吐量分别为69.5%、33.5%、23.6%、4.2%,通过比较可知,新提出的路由协议的网络吞吐量最高,证明了新路由协议的性能。     

基于IXP2350的WiMAX基站MAC层研究

全球微波互操作接入(WiMAX)基站MAC层由于协议的复杂性、不完备性和系统大量的数据吞吐量,成为系统设计的瓶颈问题。该文结合WiMAX基站和网络处理器2个关键技术,提出一种基于多核网络处理器的WiMAX基站MAC层的设计方案, 并给出软硬件架构,分析了MAC层的数据流程和控制流程,为WiMAX基站MAC层的设计提供了可行的方案。     

车载自组织网络协作MAC协议研究

车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)的关键技术之一就是 设计一个高效的媒体接入控制(Medium Access Control,MAC)协议。MAC协议因对网络的吞吐量、时延和丢包率等具有重大影响而成为研究热点。针对车载自组织网络对MAC协议的特殊性要求,提出了一种基于协作方案的TDMA MAC协议,即C-TDMA MAC。该协议中,当源节点到目的节点间直接传输失败时,其邻近辅助节点利用未被预留的时隙协作重传其先前侦听到的数据包到目的节点,而不影响其它数据包的正常传输。数值分析和仿真结果表明,所提出的协议提高了数据包成功传输的概率。     

基于UWB的MAC协议仿真研究

超宽带(UWB)技术是目前热点研究的一种无线个域网(WPAN)技术,而其MAC协议对网络的整体性能有着极重要的作用。文中运用NS网络仿真软件搭建了完整的UWB网络环境,实现了一种融合物理层编码技术的MAC协议,并与几种传统的MAC协议进行了仿真分析比较。仿真结果表明,该协议可使网络吞吐量得到较大提高。最后提出未来设计UWBMAC协议的方向。     

基于异构竞争窗口优化的水下传感器网络MAC协议

传统水下传感器网络的MAC协议具有能耗过大、带宽资源不足等缺点,通过研究基于竞争窗口CW(Contention Win-dow)的CW-MAC协议无法完全保障信道利用公平性的缺陷,提出了两种基于异构竞争窗口优化策略的HCW-MAC协议,根据传感器节点的欧式距离差异对各节点所分配CW值的进行优化调整.本文采用NS-3仿真平台对CW-MAC与HCW-MAC协议分别进行了仿真比较,仿真结果验证了HCW-MAC协议的吞吐量与能耗性能均优于传统的CW-MAC协议.     

一种基于多信道分簇结构Ad Hoc网络的簇间中继实现方案

针对大规模应急救援场景,将多信道接入信道利用率高、网络吞吐量大的优点与分簇式Ad Hoc网络减少开销、便于管理的特征相结合,设计出基于分簇结构的Ad Hoc网络模型,提出了与之相对应的支持多业务的多信道混合接入协议。在此协议基础上,对节点间通信方案进行了探讨,并详细阐述了簇间中继通信的实现方案及流程。     

移动水下传感器网络动态TDMA协议

介质访问控制(MAC)问题是水下传感器网络(UWSN)研究的热点问题之一,其协议设计的主要挑战是水下网络的信号传播延迟太高带来冲突的“时空不确定性”现象—来自不同站点的帧是否冲突不仅取决于他们的发送时间,还取决于这两个站点的位置.因此总结了水下MAC协议的最新研究成果,提出了一个基于位图协议的动态水下TDMA协议,适用于节点能够局部运动的动态水下网络.该协议利用水下特殊的“时空不确定性”现象减少信道空闲,提高能量效率和传输效率.最后,通过仿真实验验证了协议的可用性和效率.     

高时隙利用率太赫兹无线个域网MAC协议

针对现有的IEEE802.15.3c及高效公平(High Efficient Fairness MAC protocol,HEF-MAC)等相关接入协议涉及的标准聚合帧机制及时隙申请方式应用到太赫兹无线个域网尚不完善的问题,提出了一种高时隙利用率太赫兹无线个域网MAC协议(HTSU-MAC)。HTSU-MAC通过采用帧聚合内容按需重传以及无确认时隙利用等新机制,使得信道时隙资源得以高效利用,网络吞吐量得以极大提升。理论分析验证了该协议的优越性,仿真结果表明,HTSU-MAC协议较其他协议具有更好的网络性能。     

面向超宽带的MAC协议加速器设计

IEEE802.15.3被认为是UWB技术的MAC协议可选方案之一,然而它并不完全适应于UWB的物理层,为此本文设计了一个新颖的MAC协议加速器。它把MAC层分成两个子层:上层MAC(UMAC)和下层MAC(LMAC)。UMAC实现一些定时不敏感的MAC功能;而LMAC实现那些需要实时响应的MAC功能。性能分析表明吞吐量、延时等参数得到了明显改善。     

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。     

多信道多址接入协议的性能分析及仿真研究

针对宽带无线自组织网络(Ad Hoc)应用,首先将现有的多信道多址接入(MAC)协议根据使用天线数目的不同分为三类,分别阐述其特点,并对基于双天线的多信道MAC协议进行了性能分析,从而发现了该多信道MAC协议存在性能瓶颈;进一步利用开源的OMNeT++4.0和INET网络仿真平台,对基于双天线的多信道MAC协议进行性能仿真;仿真结果显示:当数据分组大小为512字节时,网络吞吐量最高为每秒1432个分组;最后提出了解决性能瓶颈问题可能的解决方案。