基于冲突避免的无线表决系统MAC协议设计

终端设备和收发基站的通信效率和稳定性在无线表决系统中是亟须解决的关键问题。由于单个无线信道同一时刻只能由一个设备使用,因此目前终端设备和收发基站的数据传输通常使用轮询的方式进行传输或者基于时分多址（TDMA）的方式共享信道。针对无线表决系统当前传输方式存在效率低、含有大量冗余数据包以及信道繁忙使得相邻信道间干扰较强导致容易丢包等缺点,基于LoRa设备的信道活动检测机制设计了一种三阶段冲突避免算法。结合可靠传输机制设计了无线表决系统的介质访问控制层（MAC）传输协议,以减少无线表决系统传输中的冗余数据,并提升传输效率以及稳定性。实验结果表明,基于该协议的无线表决系统的数据传输效率大幅提升,并且可以有效降低数据丢包带来的额外时间消耗。     

一种新的拓扑无关的按需分配多信道自组网MAC协议

本文针对节点具有多个可用信通的自组网,提出了一种与拓扑无关的多信道MAC接入协议,协议采用按需预约的方式进行动态的信道分配,通过携带在信道预约消息中的节点邻居状态信息实现节点信道状态的更新。该协议所需信道数与网络的拓扑和度无关,克服了拓朴相关的多信道MAC协议不适用于节点密集的应用场合的问题。在协议开销增加很小的情况下,每个节点只需要一部半双工收发信机就能够实现在多个信道上高效的数据收发,不需要节点间的时钟同步,极大地降低了对网络节点设备的硬件要求,具有良好的应用前景。仿真结果表明,协议在网络总吞吐量、端到端时延等方面具有优良的性能。     

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。     

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。     

一种基于负载均衡的动态多信道自组网MAC协议

自组网的信道是多跳共享的,使用传统的单信道接入协议会带来隐终端和暴露终端等问题,而目前提出的多信道协议没考虑到负载均衡问题会导致系统性能下降.在本文中提出一种基于负载均衡的动态多信道接入协议,该协议将可用频带分为一个控制信道和多个数据信道,源站与目的站在控制信道上交换控制分组信息来决定在最佳的数据信道上传输数据分组,信道选择是基于信道接收功率最大的原则.仿真结果表明,它比单信道协议有更好的性能.     

无线自组网节能MAC协议综论

首先介绍了在无线自组网中引入节能MAC协议的背景,讨论了进行节能MAC协议设计的相关问题,包括无线网络接口设备的功耗特点、影响能耗效率的表现形式、设计协议时所需遵循的原则以及可采用的节能手段。对当前典型的节能MAC协议和有助于提高能耗效率的MAC层措施进行了举例介绍和分析。最后,对节能MAC协议研究的发展趋势和面临的挑战作了展望和论述。     

双网卡多信道无线MAC协议

多收发器多信道技术能够有效提高无线多跳网络的带宽和吞吐量,成为学术界的研究热点。多收发器多信 道MAC协议研究主要涉及信道资源的分配与管理问题。在现有多信道MAC协议的研究基础上,提出一种基于 IEEE802. 11标准W iFi网卡的双收发器多信道MAC协议—DIM(Dual-Interface Management)。协议采用信道冲 突模型来分配信道资源,以优化网络的信道分布;同时,DIM协议在较少的硬件配置下,充分利用IEEE802. 11标准提 供的信道资源,提高了信道利用率。仿真实验表明,DIM协议具有较大的网络吞吐量和较小的分组传输延迟。     

基于信任关系的无线自组网分簇方法

针对传统的分簇方法很少考虑安全因素,或者只考虑安全性而忽视对网络性能影响的问题,提出一种基于信任关系的分簇方法。该方法结合人类记忆的扩散激发模型的思想,能够根据有限的局部信息,自动地对整个网络进行分割,在提高AdHoc网络性能的同时,还可提高其安全性。实验结果表明,该分簇方法在精确度方面与集中式的分簇方法非常接近。     

基于扩散激活模型的无线自组网分簇方法

传统的分簇方法很少同时考虑安全因素及其对网络性能的影响。针对此问题,提出了一种基于信任关系的分簇方法,该分簇方法结合人类记忆的扩散激发模型思想,能够根据有限的局部信息自动地对整个网络进行分割。试验结果表明,该文所提出的分簇方法在精确度方面与集中式的分簇方法非常接近。因此,在提高Ad Hoc网络性能的同时,还可提高其安全性。     

一种REB & PMDS的无线MAC协议

针对分散无线网络的媒质访问控制,提出了一种新的MAC算法;算法根据几何分布采用随机长度的突发来重复消除信道访问节点,其中每个发送节点能够在每个时隙中执行载波侦听操作或执行一个短突发或干扰发送;计算了在单次消除和重复消除中n个节点中有m个节点在消除阶段存活下来的概率以及重复消除中一个节点成为唯一获胜者的概率;并基于基本优先级向量提出了一种实现差异化服务的相对优先级机制,从而提高整个网络的信道总利用率;仿真实验结果表明,提出的协议算法相比于目前广泛采用的几种MAC协议在信道接入成功率、信道利用率和信道分配公平性方面都有明显的优势。     

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。     

VoWLAN系统的MAC层改进机制

IEEE 802.11b的DCF接入方式是为无线数据业务提供接入而设计的,不能有效地支持诸如语音之类的实时业务。提出了两种改进的MAC层机制来提高无线局域网上传输语音（VoWLAN）的系统容量和有效性。分析和仿真结果表明,改进机制显著提高了系统容量,并保证了传输延迟、抖动和平均丢包率等服务质量（QoS）要求。     

基于无线传感器网络的混合MAC协议

结合载波侦听多路访问(CSMA)与时分多址(TDMA)的工作方式,提出一种基于无线传感器网络的混合介质访问控制(MAC)协议。引入快速冲突解决算法,对CSMA模式下的SMAC协议进行改进,使其争用窗口可以随着网络流量变化而动态改变,从而完成CSMA模式与TDMA模式的平滑切换。OMNeT++平台上的仿真结果表明,该协议能提高信道利用率,延长网络生命周期。     

CSMA/CA在CSMA/TDMA混合网络中的性能分析

CSMA/CA机制与TDMA在同频段共存时会存在相互干扰,为评估混合网络中CSMA/CA的性能表现,将TDMA视为周期性的干扰提出改进的二维Markov分析模型,能够计算不同条件下的CSMA/CA饱和吞吐量,并通过仿真实验证明了模型的有效性。同时讨论了TDMA时隙分配方式对系统性能产生的影响,仿真结果表明时隙均匀分配方式能保证较低的时延和时延抖动,而连续分配方式能使CSMA/CA获得较高的吞吐量。提出将基于最低信道需求时间的阈值计算方法与吞吐量分析模型相结合,用于在不同应用场景下进行时隙分配方式的选择。     

一种新的竞争与分配相结合的MAC协议

针对IEEE 802.11在高竞争下吞吐量低,以及TDMA协议在低负载下吞吐量低的问题,提出了一种新的TDMA MAC协议：Q-TDMA。结合TDMA协议可以保证节点在每个周期内有一个发送机会,而同步CSMA/CA机制可以解决隐藏终端和暴露终端的问题,Q-TDMA协议要求节点根据本身的队列长度来竞争复用时隙。仿真实验结果表明,Q-TDMA提高了网络吞吐量,降低了端到端的延迟。     

快速动态时隙分配MAC协议的帧结构优化与分析

针对快速动态时隙分配（Fast Dynamic Slot Assignment,F-DSA）MAC协议不能处理多节点申请入网的问题,对其帧结构和入网算法进行了完善,提出了碰撞感知快速动态时隙分配（Collision aware Fast Dynamic Slot Assignment,CF-DSA）协议。在相同入网算法的前提下,提出了一种新的控制微时隙分布方式,得到了聚合碰撞感知快速动态时隙分配（Aggregate Collision aware Fast Dynamic Slot Assignment,ACF-DSA）协议,通过理论建模与数值分析,主要研究了采用两种不同帧结构的协议性能,发现ACF-DSA较CF-DSA降低了节点的入网竞争时延,且对变化的网络环境具有更好的适应性,表明聚合碰撞感知的帧结构有助于节点入网效率的提高。     

改进型WSN分布式TDMA调度协议

无线传感器网络以汇聚型数据传输应用为主,多采用树型拓扑结构。根据该特征,提出一种改进型分布式时分复用调度协议,该协议依据节点距离sink的最小跳数和最大剩余能量建立树型拓扑,其分配算法分别采用临近最大值和跳数排序法。分析及仿真实验结果表明,采用这2种算法的改进型调度协议能有效降低数据传输时延和能耗。     

基于多信道的快速数据收集MAC协议

现有的单信道和多信道介质访问控制（MAC）协议不能很好地满足大规模数据收集应用场合对数据速率和时延的要求。为解决该问题,提出一种基于多信道的快速数据收集MAC协议,结合多信道和时分多址复用消除节点问的干扰,在节点进行时槽分配时充分考虑节点半双工通信方式和数据收集公平性,尽可能地在空间上实现信道的复用,提高数据传输的并行性。在时序调度过程中,引入网络时延能耗平衡因子,实现不同应用场合对时延和能耗的平衡调节,增强协议的灵活性。仿真结果表明,该协议在大规模数据收集应用中具有高吞吐量、低时延的特性。     

Ad Hoc网络中基于拓扑透明特性的混合MAC协议

针对ad hoc网络,提出了基于拓扑透明特性的混合MAC协议——TTHM协议(topology-transparent hybrid MAC protocol).TTHM协议在T-TSMA(threaded time spread multiple access protocol)协议所提出的螺纹协议机制的基础上引入了混合接入策略,能够根据当前的网络拓扑与业务负载,有效利用节点的分配与未分配时隙来进行报文传输.由于TTHM协议具有拓扑透明特性且克服了最大节点密度限制,因此便于分布式应用.仿真结果表明,TT     

无线移动网络节点发包概率的演化博弈模型

针对大规模无线移动网络中节点对信道资源的群体性随机博弈问题,在载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)的机制下,建立一种节点发包概率的演化博弈模型。考虑节点成功发送数据包的收益、监听、退避和冲突等成本因素,给出并证明该模型的演化稳定策略(ESS),推导节点发包概率演化的复制动态方程。数值仿真结果表明,该模型能提供更强的ESS,保证在多个移动节点干扰时演化稳定点的鲁棒性。