基于协作网络编码的高效媒体访问控制协议

针对Ad Hoc网络中现有的编码感知的协作MAC协议（NCAC-MAC）在选择协作中继节点时未考虑节点的传输能耗以及候选协作中继节点发送的控制消息不能使其他不在彼此通信范围内的候选节点放弃竞争而产生碰撞的问题,提出一种基于协作网络编码的高效媒体访问控制协议（HECNC-MAC）。该协议主要提出以下三个优化思路：首先,候选协作中继节点对其目的节点能否解码进行解码预判,减少参与竞争节点的同时保证其目的节点能成功解码;其次,在选择协作中继节点时综合考虑节点所需的传输能耗;最后,取消ETH（Eager To Help）控制消息,且目的节点通过伪广播的方式通告确认消息。理论分析与仿真结果表明,与载波侦听多路访问（CSMA）、Phoenix和NCAC-MAC相比,HECNC-MAC能够有效减少节点的能耗,降低数据包端到端时延,提高网络吞吐量。     

机会分布式空时编码研究

协作分集技术能够在慢衰落无线环境中提供显著的性能增益.在现有的各种协作分集协议中,分布式空时编码是最有代表性的协作协议.但是由于其复杂性较高,实用性的分布式空时编码的研究仍然面临着很大的挑战.提出了一种新颖的基于机会的分布式空时编码协议,不仅复杂度低,而且可以获取和分布式空时编码协议接近的性能.还针对如何根据中继节点的空间分布进行协作协议选择的问题进行了分析.     

基于无线网络编码的速率自适应协作MAC协议

传统无线网络编码协议在单播传输模式中较少考虑速率自适应对网络性能的改善作用,而利用RTS/CTS握手信号进行信道估计的速率自适应机制则存在开销大、网络吞吐性能差等缺陷。为此,提出一种基于网络编码的速率自适应协作介质访问控制协议RACNC。该协议使用网络编码模型和基于ACK帧的速率自适应机制,当源节点传输的原始数据帧未被成功接收时,选取中继节点对原始数据帧进行编码处理,然后转发编码数据帧,在保证数据帧可靠传输的同时减少其在网络上的传输次数。同时利用改进的ACK帧进行速率反馈,避免在估计信道质量时发送多余的RTS/CTS控制帧。仿真结果表明,与基于网络编码的NCAC-WTC协议相比,RACNC协议可有效减小平均端到端时延,提高网络吞吐量。     

无线局域网MAC层协作通信改进方案

针对现有无线局域网MAC层协作通信的不足,提出一种根据即时信道信息选择最优中继的策略,引入固定退避时隙和改进的随机退避时隙解决中继碰撞问题,增加CTC(Compete to Clear,取消竞争)控制帧来协调源-中继-目的节点三者之间的关系.本文以吞吐量和服务延迟为性能指标对新算法和现有MAC算法进行仿真和比较,结果表明新算法能够带来网络性能的显著提升.     

基于分布式空时编码的异构协作通信系统介绍及DMT分析

协作通信可以在衰落无线环境中提供显著的性能增益。大多数研究协作通信的文献都假设每个节点只有一根天线或几根同样类型的天线。目前,具备异构通信接口的移动终端变得越来越普遍,所以有必要在蜂窝网络中深入地进行协作通信的相关研究。介绍了一种适用于异构协作系统的VAA-DSTC模式,并证明了其不仅可以获取满分集增益,而且移动终端异构通信接口间的数据率差异可以带来额外的复用增益。然后,重点分析了VAA-DSTC模式的分集复用折中(DMT)性能,并与其它类型的协作模式进行了比较。     

联合空时需求预留和功率控制的MAC协议

提出了一种应用于移动Ad Hoc网络中的联合空时预留和功率控制MAC协议.它通过对信道时间和空间资源预留更为精确的估计优化了可用的信道资源,提高了信道的空间利用率,降低了碰撞冲突的概率.因为物理层头部采用最低的速率进行传输,把这种时空估计信息嵌在物理层帧头部,可以把信息传播到更多更远的邻节点,减少了碰撞的概率.同时结合功率控制技术对数据包传输功率进行控制,降低了节点的能量消耗.通过仿真与IEEE 802.11 MAC协议进行比较,该协议提高了系统的吞吐量,移动节点功率消耗明显降低,节点的能量利用效率得到提高.     

无线网络协作MAC 机制

协作通信利用空闲节点的天线,构成虚拟的MIMO(multiple-input multiple-output)系统,从而对抗无线信道衰落,获取分集增益.协作通信是下一代无线移动网络的关键技术,也是近几年的一个研究热点.目前,已有的研究成果大多集中在如何根据信道状态选取合适的协作节点,以增加信道容量、减低能量消耗及减小中断概率等方面.但由于协作通信改变了以往的传统通信模式,因此需要设计新的MAC(medium access control)机制(协作MAC机制),以适应协作通信的特点.针对协作MAC机制进行综述,重点讨论了协作通信中MAC机制面临的问题,并对现有的协作MAC机制进行分析和比较,最后给出协作MAC的进一步的研究方向.     

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。     

基于认知流量的中继协作MAC机制

为了解决现有中继节点选取方法中,以信道状态信息作为中继节点的选取标准,忽略了节点业务的影响.在此基础上,提出了一种基于节点空闲时间的认知流量中继协作MAC (ITTC-MAC)机制.ITTC-MAC以节点等效数据传输速率作为中继节点的选取标准,建立和维护相关信息,动态选取最优的中继节点参与中继协作通信.NS2仿真结果表明,该机制可以有效提高网络的吞吐量.     

WSN角度协作路由协议中的中继选择

通过仿真与Zigbee硬件实验研究了角度与距离对无线传感器网络角度协作路由协议中继节点选择的影响;通过仿真分析中继节点的角度与距离两个因素对随机转发角度协作路由协议的目的节点中断概率的影响;通过RSSI测距实验间接测量源节点与目的节点之间的距离,并采用高斯模型处理测量数据,得到在不同角度及距离的中继节点条件下源节点与目的节点距离的测量相对误差.对Zigbee硬件实验与仿真结果的分析表明,无线传感器网络角度协作路由最佳中继节点的选择取决于侦听节点与源节点的角度及距离.     

用于无线网络中违规行为检测的退避算法

无线媒体访问控制协议通常使用分布式竞争机制来共享无线信道。通过对IEEE802．11协议的分布式协调功能机制进行修改,提出一种改进的退避算法,可实现对网络中的违规行为节点的有效检测,并通过惩罚机制加以纠正。仿真结果表明,该方法能够更有效地检测出无线网络中的违规行为,提高整个网络的吞吐量。     

传感器网络中一种实时的自适应时隙调度算法

无线传感器网络节点数目众多,MAC协议为节点分配工作时隙面临能量利用不高、节点延时较长等方面的难题。目前基于时隙调度的MAC协议一般采用等长的时隙大小,不能适应数据流量变化大的网络且忽略与网络层的融合,没有利用路由层信息来减低时隙分配算法性能代价。提出一种基于路由转发树的时隙调度算法（ATSA）,网络采用簇结构,在簇内构造一棵路由转发树,根据路由转发树形成的路径信息对节点实时获取节点每轮需要发送的数据量大小,根据节点的数据量大小来分配节点每轮需要的时隙,然后由簇头据此动态地为成员节点分配时隙,降低时隙划分的能量和时间代价,减少空闲侦听时间,避免串音。仿真表明,该算法有效地提高了网络能量利用效率,延长了网络生存周期,降低数据包的延时。     

适应性的混合卫星通信网络MAC协议

结合固定时隙分配协议、按需请求分配协议、随机接入分配协议的优点,提出一种适应性的混合卫星通信网络MAC协议CFDR-MAC。分配机制的边界点可以动态调节,从而实现MAC协议的适应性控制。仿真结果表明,CFDR-MAC具有较好的吞吐率和时延性能,能满足卫星通信网络的多种应用流量场景要求。     

基于功率退避的MAC协议优化算法

针对多跳稠密的移动Ad hoc网络面临的网络生存时间、无线资源利用效率以及时延要求等问题,提出一种新的功率控制MAC协议,该协议在功率退避基础上结合改进的时间退避机制,采用较灵活的竞争窗口调节方法有效地缓解冲突。仿真结果表明,该协议可以减少移动节点消耗的功率,提高节点的能量利用效率和系统的吞吐量性能。     

基于接收方信道质量的Ad Hoc网络多信道MAC协议

在分析当前Ad Hoc网络多信道MAC协议的基础上,提出了一个衡量信道质量的度量参数CQ（Channel Quality）作为信道选择的依据。并提出了一个基于接收方信道质量的多信道MAC协议MMCQ（Multi-channel MAC protocol with Channel Quality of receiver）,以解决多信道MAC协议常见的控制信道瓶颈和信道分配公平性问题。仿真表明：该协议在降低控制信道开销的前提下,能显著增加网络的平均吞吐量,并降低端到端平均时延。     

宽带自组织网络信道分配和接入技术研究与仿真

本文研究了当前多种有效的多信道自组织网络信道分配和接入技术,提出一种结合CSMA和TDMA两种接入方式,能适用于宽带无线自组织网络的信道共享机制,并利用OPNET仿真工具构建模拟的自组织网络场景,对提出的网络协议进行了性能分析,为下一步研究工作打下了基础.     

LTE系统ARQ重传资源重分配

针对长期演进（LTE）无线链路控制（RLC）层重传协议数据单元（PDU）只允许重分段不允许级联,当媒体接入控制（MAC）层复用模块向RLC层某个业务指示值大于RLC层重传PDU长度时将造成资源的浪费,提出了一种新的复用方案。新方案在获得封装该业务重传PDU需要的资源大小后,指示剩余资源分配给其他业务。这种剩余资源重分配机制中,优先考虑其他重传业务,其次考虑优先级最高的实时业务。对不同复用与调度方法进行仿真,仿真结果表明,新方案有效地提高了资源利用率,大大提高了高优先级的实时业务的吞吐量,明显降低了丢包率。     

一种实现MIMO多包接收的Ad Hoc网络MAC协议

MIMO技术可以同时接收多个数据包并能对它们进行有效的分离,是改善Ad Hoc网络系统性能的新途径。提出一种利用MIMO系统中MPR能力来提高网络吞吐量的MAC协议。它通过在回复CTS前接收多个RTS来最大化可以同时发送的链路数,接收节点根据自身的天线数目和接收到的RTS数目决定发送数据流数目。与现有的同类协议相比,该协议可以无差错地接收并分离出多个节点同时发送的数据,且在同一竞争区域内,允许多对节点同时通信。在OPNET仿真软件中,从业务负载、节点场景密度对其进行了网络仿真,并在结果分析中验证了MIMO MAC协议的综合性能优势。