解决Ad Hoc入侵终端问题的MAC层协议

针对目前Ad Hoc网络多信道环境下MAC层存在的入侵终端问题,研究并提出了MAC层协议的改进方案.即在原有的动态信道分配MAC层协议基础上,增加了对入侵终端发生情况下信道重新分配机制和链路重新建立机制.使得Ad Hoc网络在入侵终端冲突发生的情况下,各节点得以迅速重新恢复通信.最后,对改进后协议的正确性和有效性进行仿真验证.     

HM-MAC:一种支持广播的多信道传感器网络MAC协议

针对单Radio多信道MAC协议需要全网时间同步、占用大量正交信道、多信道隐终端较多以及单跳多信道广播数据大量丢失等问题,提出了一种基于竞争的多信道MAC协议--HM-MAC.该协议无需全网时间同步,通过动态预约技术降低了正交信道占用量,利用握手机制减少了多信道隐终端数目,同时,HM-MAC采用基于概率的广播发送者协调机制,减少了广播数据丢失,提高了广播效率.在理论上分析了所用信道数目、多信道隐终端数目以及广播效率等性能参数.实验结果表明:HM-MAC可以有效地解决多信道隐终端数目较多的问题,显著地提高了广播效率和网络吞吐量.     

基于CSMA/CA协议的UWB系统性能研究

超宽带(UWB)技术为无线通信领域带来了巨大的变革,但同时UWB技术固有的特点给UWB系统的设计也带来了挑战.其中,毫秒级的信道捕获时间导致了UWB系统性能的下降.因此,介质接入控制(MAC)协议的设计中应当考虑捕获时间的影响.本文研究了UWB系统中标准MAC协议CSMA/CA的性能,并将其与窄带系统进行比较,分别讨论了不同分组大小和分组到达时间的影响.仿真结果显示,在现有的CSMA/CA协议框架下,UWB系统并不能获得很好的性能,同时可以看出,大的信道业务量更适合UWB环境.     

Ad hoc网络中MAC协议的研究与综述

对Adhoc网络中MAC协议的研究是一个比较新的领域,正在引起人们的广泛关注.MAC协议的重要性来源于无线信道的一些有别于有线信道的特征,例如:隐藏终端、暴漏终端、信号衰落.目前已经提出了一些MAC设计方案,但这些方案都是孤立存在的,为了能从整体上了解MAC协议发展现状,对现有的MAC协议进行了归类并且对它们进行了简单描述,作为结论,给出了MAC协议的发展方向.     

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.     

无线Mesh网络中使用双收发器的多信道MAC协议研究

在无线Mesh网络中,当底层有多个可用的物理信道时,必须设计高效的媒体访问控制协议（MAC）才能充分利用所有可用信道,克服多信道的隐终端和显终端问题。三类多信道MAC协议都只使用了两个无线收发器,却能够在保持经济性的同时最大限度地利用多个信道,并解决多信道环境下广播消息发送和信道切换等问题。分析比较表明,该MAC协议能够在一定程度上利用多个信道增加网络的有效吞吐量,但在保证网络负载均衡上还存在不足,需要进一步研究。     

异步多信道无线传感器网络MAC 协议

针对无线传感器网络中控制信道饱和问题以及三重隐终端问题,提出了一种异步多信道MAC协议——RIM(receiver-initiated MAC).RIM利用接收端开始的传输机制有效地解决了控制信道饱和问题,同时采用了基于概率的随机信道选择机制避免了三重隐终端问题.而且,RIM支持一种简单且可靠的异步广播机制.通过基于马尔可夫链的理论分析,得到了RIM中节点的最优占空比.为验证RIM的实际性能,进行了模拟和真实实验.实验结果表明,与其他多信道MAC协议相比,随着信道数及网络负载的增加,RIM增加了网络吞吐量,降低了传输所消耗的能量,同时也提高了广播的可靠性,达到了能量有效的目的.     

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.     

基于双忙音的可调功率无线MAC协议

本文基于IEEE802.11DCF提出了两种基于双忙音信号的无线自组织网络MAC协议,即恒定功率双忙音(FPDBT)和变功率双忙音(VPDBT)MAC协议。这两种协议能基本解决无线自组织网络大干扰范围下的隐藏终端和暴露终端问题。本文对MAC协议进行了理论分析,并建立了OPNET仿真模型。通过仿真试验分析比较了IEEE802.11DCF、DBTMA、FPDBT和VPDBTMAC协议的信道传输性能。结果表明两种改进协议都能在大干扰范围下有效避免分组冲突,并显著提高信道利用率。VPDBT协议还能够对信道空间复用率和分组冲突避免的性能有较好的折衷。     

一个可感知干扰的无线自组网MAC协议

在分析无线自组织网中隐终端和暴露终端问题的基础上,指出在802.11MAC协议中,造成这两类问题的根本原因是其采用了简化的干扰模型,并提出一个基于busy tone的、可以感知干扰的MAC协议(IABT)用来提高无线自组织网的性能.通过在busy tone中编码当前的干扰信息,busy tone可以有效的为将要进行的通信预留信道.IABT协议可同时解决隐终端和暴露终端的问题.通过NS2的模拟仿真,显示出IABT协议可以有效的减少MAC层的冲突,从而提高了无线自组织网的性能.     

基于NS2的UWB MAC层资源分配算法仿真

超宽带（UWB）技术是家庭无线个人域网的热点研究技术,而其MAC层的资源分配算法对整个网络的传输性能具有极其重要的作用。文中运用NS2网络仿真软件对UWB MAC层协议之一IEEE 802.15.3进行了仿真分析,搭建了微网结构,分析了网络性能参数,重点分析了一种动态分配算法提案在UWB高速网络下的性能。     

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。     

Capacity analysis and MAC enhancement for UWB broadband wireless access networks

We analyze the capacity of ultra-wide band (UWB) wireless access networks supporting multimedia services by calculating the number of multimedia connections that can be supported in a UWB access network with IEEE 802.15.3 Medium Access Control (MAC) protocol, considering the overheads from different layers. We then propose how to increase the capacity by improving the MAC protocol design and parameter setting. We also quantify the effectiveness of different approaches and derive the appropriate MAC protocol parameters such as the duration of contention period and contention free period in a superframe. Simulation results are given to demonstrate the accuracy of the analysis.     

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。     

Modeling the effect of node synchronization times in ultra-wideband wireless networks

Ultra-wideband wireless (UWB) can provide the physical layer for high-throughput personal area networks. When UWB is used for communication between many nodes, relatively long acquisition times are needed when dropping and re-establishing wireless links between the nodes. This paper describes the development and use of mathematical and simulation models to investigate the impact of dropping and reacquiring links between nodes on average packet delay; we also consider the performance of the alternative strategy of forwarding packets through intermediate nodes without breaking the established wireless links. The work presented here assumes that no specific MAC layer protocol, such as WiMedia UWB MAC, is in operation. The paper describes the models, explains the selection of modeling parameters used, compares the average packet delay for a network of three simple UWB nodes and for a ring of ten UWB nodes and explains the use of these results for network design engineers.     

DS-UWB通信系统MAC协议设计

在新加坡学者Peng-Yong Kong提出的CT-MAC协议研究的基础上,提出了一种修正的UWB通信系统MAC接入协议;算法针对DS-UWB通信物理层,修正了CT-MAC协议原有的最优冲突域计算方法,细化了协议流程;将修正的CT-MAC协议与IEEE802.11 DCF协议分别应用于同一个高速UWB通信系统,对MAC层性能进行仿真分析比较,仿真结果表明:由于CT-MAC协议的最优冲突域范围随带宽增大而减小,因而可保证网络具有更多的并发通信节点;相比较DCF协议,CT-MAC协议更适合DS-UWB通信系统。     

超宽带无线网络中MAC层协议性能研究

在超宽带系统的MAC层中,可以根据其特点进行设计选择,这是MAC层设计时要考虑的一个重要问题。一方面要看现存的MAC协议是否适用于超宽带系统,另一方面要根据超宽带的特性要求在MAC层中加入新的技术,通过适当调整来灵活控制。本文主要对超宽带的原理、实现方式进行了介绍,对现有的MAC层协议进行了适用于UWB系统特点的改进,对改进的协议进行了仿真和结果分析.     

A MAC protocol for low-rate UWB wireless sensor networks using directional antennas

Ultra-wideband (UWB) is a key solution for wireless connectivity, characterized by ultralow power consumption and a good degree of robustness to interference and multipath fading. Evidence of its significance, is its recent use in the IEEE 802.15.4a standard. UWB technology with joint consideration of directional antennas can benefit when compared to classical omni-directional antennas from the energy conservation viewpoint, which is of fundamental concern when it comes to wireless sensor networks (WSNs). However, exploiting directionality requires new approach in the design of a medium access control (MAC) protocol to be applied. In this work, idle nodes continuously rotate their receiving beams over 360° until a predefined preamble trailer is detected. The resulting scheme is a directional ultra-wideband MAC protocol, named DU-MAC, which deals effectively with the problem of deafness and the problem of determination of neighbors’ location. Simulation-based studies will demonstrate the effectiveness of the proposed protocol in many critical parameters, such as throughput and network lifetime.     

Interference Aware-based Ad-Hoc On Demand Distance Vector (IA-AODV) ultra wideband system routing protocol

Ultra wideband (UWB) systems are communication systems based on a baseband impulsive transmission that has recently excited interest both in the commercial and academic fields. Physical layer aspects and MAC protocols have been intensively investigated in the recent years leading, in some cases, to important and definitive results. However, many questions relating to the UWB network layer are still open. The aim of this paper is to investigate the network layer of the UWB system: for this purpose a new routing protocol called Interference Aware-based Ad-Hoc On Demand Distance Vector (IA-AODV) and based on the interference concept has been proposed. In particular, two distinct metrics are explained in detail: the first one is based on the concept of global interference perceived by each node; the second one is based on the concept of link interference perceived by a node on a wireless path to a generic neighbor. Finally, a comparative analysis between our protocol and Ad-Hoc On Demand Distance Vector (AODV) protocol are carried out in order to show the soundness of our proposal.