Ad hoc网络MAC协议的关键问题研究

Ad hoc网络综合了分组交换网和无线通信网两者的优点，是一种极有前途的无玑通信组网技术。在Ad hoc网络中，设计一个合适的MAC协议不仅可以确保在发生分组冲突时在移动台之间成功地交换信息，而且还可以提高系统吞吐量、减小分组传输时延。本文讨论了影响Ad hoc网络MAC协议性能的一些关键因素及其解决方案，并给出了对MAC技术进行建模分析时常用的一些基本假设和方法。     

一种最大化网络吞吐量的认知无线Ad Hoc网络跨层优化算法

认知无线Ad hoc网络(cognitive wireless ad hoc networks)是由一组具有认知决策能力的节点以多跳无线方式组成的智能网络.网络容量的求解与网络吞吐量的优化是该类网络研究的难点.作者首先推导了混叠模式下认知无线Ad hoc网络容量上界的闭合表达式,并指出该上界只与用户空间分布特性相关;然后提出了一种新的基于遗传算法的跨层优化算法,通过联合优化邻居选择与功率分配实现网络吞吐量的最大化;最后仿真验证了该算法的有效性,结果表明网络吞吐量能较好地逼近网络容量上界.     

无线Ad hoc网络异步MAC层接入协议研究

针对无线Ad Hoc网络中三种典型的异步MAC层接入协议:MACAW、FAMA-NTR和DBTMA,从协议的基本思想、算法描述、协议状态流程等方面进行了探讨.其研究成果可以为进一步探讨无线Ad hoc网络异步MAC层接入协议提供参考.     

一种无线Ad hoc网络MAC协议优化算法

通过对IEEE 802.11DCF中最优最小竞争窗口的分析,推导出最小竞争窗口的自适应调整公式,并给出一种估计网络竞争站点数目的算法,即S-DCF。将以上两点改进应用于无线Ad hoc网络MAC协议。仿真结果表明,这种自适应优化算法对无线Ad hoc网络有足够的精度和有效性,在系统饱和情况下,优化之后的系统吞吐量、系统时延和系统丢比特率均有明显改善。     

无线自组网路由协议研究及OPNET实现

无线Ad hoc网络是一种由节点任意移动、拓扑结构动态、随机且快速变化的自组网。由于其复杂性和多棒性,常规路由无法传输信息。所以自组网路由协议一直是无线网络研究中的热点之一,目前大多数无线Ad hoc网络采用AODV或DSR路由协议。对这两种路由协议在不同网络环境下的性能进行了进行比较,分析。并对AODV协议进行改进,仿真结果表明,改进的AODV路由协议增加了无线Ad hoc网络的吞吐量,降低了延时和路由开销,从而有效地提供了网络性能。     

超宽带下无线Ad Hoc网络容量的理论研究

本文在三维球体表面和二维平面上建立了超宽带（IMB）技术下的Ad hoc网络模型,运用图论中Voronoi小区特性和渗透理论分析了相应的网络容量,得出结论：UWB技术下无线Ad hoc网络容量的上限将随着网络节点数目的增加而增大。该结论一方面说明UWB技术是提高Ad hoc网络容量的有效手段,物理层设计不同对网络性能会有不同影响,另一方面也为UWB技术与Ad hoc网络的结合奠定了理论基础。     

退避算法在Ad hoc网络中的吞吐量性能评估*

针对现有的主要退避算法,通过一维马尔可夫链分析了指数退避算法、线性退避算法和多项式退避算法以及各自对应的有最大重传次数限制的退避算法在饱和Ad hoc网络中的吞吐量性能,为无线Ad hoc网络的MAC机制的性能优化提供了理论依据。分析表明,对重传次数进行限制会减小吞吐量,同时导致丢包率的增加。三种退避算法中,多项式退避算法的吞吐量最大,而冲突概率最小,指数退避算法的吞吐量和冲突概率在三种退避算法中均居于中间;此外,吞吐量随着竞争节点的个数增加而减小,其中线性退避算法减小的速度最快,指数退避算法次之。     

无线Ad Hoc网络路由协议比较

无线Ad hoc网络的路由算法是Ad hoc领域的研究重点。文章分析了三种路由协议DSDV，AODV，DSR的机制，并进行了网络模拟试验，在网络收包率，时延，吞吐量等方面进行了对比，并分析了他们的优缺点。     

基于保护流的MANET网MAC层DoS攻击及防御

在分析拒绝报务攻击和IEEE802. 11协议的基础上,讨论了无线Ad hoc网络可能遭受的拒绝服务攻击类型。针对其中的MAC层拒绝服务攻击中的协同攻击,重点分析了基于保护流的解决方案。基于该方法的基本原理,提出了保护流位置设计的原则和方法。通过仿真分析在加入保护流前后被攻击流的吞吐量和延时,验证了所提出的保护流位置的设计。     

多速率Ad hoc网络MAC层公平性的分析与改进

在多速率Ad hoc网络中,利用自适应速率调整算法,网络节点可以根据信道质量选择不同的传输速率,从而提高网络的总体通信能力。对多速率Ad hoc网络MAC层公平性进行了仿真和分析,实验结果表明基于IEEE 802.11的多速率Ad hoc网络中存在严重的公平性问题。通过对吞吐率公平和时间公平的讨论,指出在多速率Ad hoc网络中进行MAC层公平性研究,时间公平性标准是较优的选择。另外提出一种针对多速率Ad hoc网络的改进公平回退（EFB）算法,仿真实验的结果表明该算法能够明显提高多速率Ad hoc网络的MAC层公平性。     

WLAN中MAC协议性能分析研究

对媒体接入控制(Media Access Control,MAC)协议进行性能分析,可以深入理解MAC协议的操作特点,发现吞吐量、数据包时延与丢失等性能遭受影响的本质原因。对当前马尔可夫链性能分析法加以详细地分析与总结,分别阐述了无线局域网络中分布式协调功能和增强的分布式信道接入两种MAC协议的性能分析研究工作。对进一步的研究工作进行了分析与展望。     

IEEE802.11MAC协议研究与优化

着眼于IEEE802.11MAC协议的改进与优化。根据马尔可夫理论分析了MAC层性能,首次提出利用平均冲突次数来代替以往算法中对竞争终端个数的精确测量,在此基础上将冲突权值引入DCF(distributed coordination function)机制中,从而提出了基于冲突权值的动态优化方案（dynamic optimization algorithm based on the conflict weights,DOBCW）。经仿真对比测试,改进方案DOBCW在系统吞吐量和系统时延方面很具优势,最高可     

无线传感器网络S-MAC协议性能研究

提出一种二维Markov链模型用于S-MAC协议的性能分析与评价。该模型利用信号流图和母函数的方法分析S-MAC协议的介质访问控制(MAC)服务时延,结合M/G/1/K排队模型分析S-MAC协议在非饱和负载下的性能。仿真实验和数值分析结果证明该模型可以较好地描述S-MAC的接入方式。     

无线多跳网络结合功率控制的物理载波侦听分析模型

载波侦听阈值的选取对无线多跳网络MAC层的协议性能有着重要影响.已有研究中忽略了确认报文、累积干扰在不同的载波侦听阈值下对系统性能的影响,并在分析中夸大了隐藏节点所导致的信道冲突.针对上述问题,提出了一种结合功率控制的物理载波侦听分析模型.该模型以网络整体性能为优化目标,对全网的累积干扰与空间复用度进行分析,给出节点的平均信道容量.此外,对信道状态建立马尔可夫链模型,提出了4类载波侦听范围内发生的信道冲突以及两类全网累积干扰所引发的信道冲突.分析上述各类冲突对信道利用率的影响,并结合节点的平均信道容量给出优化的载波侦听阈值以及传输功率.与已有研究相比,模型中明确分析确认报文、累积干扰以及隐藏节点对信道冲突的影响.分析结果表明,如果不考虑上诉因素将无法获得最优的载波侦听范围,并且会导致网络性能的下降.     

HINOC MAC协议性能理论分析

HINOC是一种新型的同轴电缆宽带接入技术,本文对HINOC MAC层协议的性能进行了理论分析。首先介绍了MAC层协议的主要机制和物理层帧结构,在此基础上重点研究了MAC层性能,计算了各种参数条件下MAC层吞吐量和传输效率,并对网络传送时延进行了分析。理论分析表明,HINOC MAC协议具有良好的性能,可以达到较高的MAC层传输效率、吞吐量和较平稳的传送时延。     

无线传感器网络MAC协议进展

MAC协议是无线传感器网络协议的重要组成部分,网络的性能(如吞吐量、容量、时延及功耗等)依赖于所采用的MAC协议,也是无线传感器网络设计研究的主要技术难点之一。该文指出了无线传感器网络MAC协议设计的主要问题,对几种典型的MAC协议进行了分析和研究,并分析研究了无线传感器网络MAC协议的研究与应用方向。     

无线传感器网络TDMA MAC协议的对比和改进研究

无线传感器网络MAC协议对网络的生命期有着重要影响,为找到适合一定环境所使用的MAC协议,必须对不同的MAC协议进行必要的分析。从数据帧着手,分析了不同的基于TDMA的调度式MAC协议的差异。针对原有TDMA MAC协议数据传输量不高、实现难度大等问题,提出相应的改进方法,并对三个基于LEACH的TDMA MAC协议进行了仿真实现,仿真结果与数据分析的结果一致。     

无线IEEE 802.11网络多信道MAC性能建模与分析

IEEE 802.11动态频谱接入网络是当前协议和模型在无线网络研究中一直受到广泛的关注.虽然它的物理层支持多信道,但其MAC层对多信道的支持仍面临挑战.目前的多信道MAC研究大多基于仿真实验,缺乏性能分析模型.本文设计了一种简单通用的信道切换机制,将IEEE802.11MAC扩展成为一种多信道MAC.本文提出了三维马尔可夫链分析模型描述多信道MAC性能,刻画单信道内重传次数和多信道间切换对性能的影响,支持基本和RTS/CTS两种接入方式.仿真结果表明,该多信道MAC模型能够很好地预测系统的饱和吞吐量,系统性能随着重传次数的增加能得到提高,而切换信道数量的增加并不能总是带来性能的提高.     

无线传感器网络MAC协议进展

MAC协议是无线传感器网络协议的重要组成部分,网络的性能（如吞吐量、容量、时延及功耗等）依赖于所采用的MAC协议,也是无线传感器网络设计研究的主要技术难点之一。该文指出了无线传感器网络MAC协议设计的主要问题．对几种典型的MAC协议进行了分析和研究,并分析研究了无线传感器网络MAC协议的研究与应用方向。