OAR速率自适应机制的改进与实现

以最大化AdHoc网络吞吐量为目标,研究了基于IEEE802.11协议的物理层和MAC层信道接入机制和速率选择机制,分析了经典的速率自适应机制,但这些速率自适应机制绝大多数是针对数据帧提出的,而针对控制帧的速率自适应机制还非常少见。在研究基础上提出了一种控制帧速率自适应机制,详细阐述了实现过程,并对改进机制进行了仿真。仿真结果表明:通过控制帧速率自适应能有效地降低系统总开销,提高网络吞吐量。     

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.     

多速率移动自组网中交叉层优化的性能分析

由于严格分层的协议无法很好地适应移动自组织网络（Mobile Ad hoe Network,MANET）的动态变化,交叉层设计与优化近年来成为MANET的一个研究热点。针对802．11b标准支持的多速率通信,分别在网络层和MAC层实现了两种多速率控制方案,并通过仿真实验详细分析了这两种速率控制方案的性能。实验结果表明,在网络层引入物理层提供的多速率信息作为路由选取标准,可有效提高网络吞吐率,降低端到端延迟;同时,在MAC层使用高速率转发中继,对网络层路由进行局部优化,可以进一步改善对拓扑动态变化的适应性。     

支持多速率自适应的IEEE 802.11网络性能分析

针对基于自动速率回退(ARF)算法的多速率IEEE 802.11网络,给出了ARF算法分析的一种离散时间Markov链模型.模型的建立,考虑了节点在发送过程中,通过Basic与RTS/CTS模式的选择,对是否因为信道传输误码导致的失败进行的区分.利用算法模型,分析了节点在以随机概率选择不同发送模式的方式下,其采用各个传输速率的稳态概率分布,并在此基础上结合协议退避机制的研究,给出了多速率网络系统吞吐量性能的计算方法.通过大量的仿真实验,验证了模型分析方法具有很好的准确性,并讨论了算法以及MAC协议参数设置对网络性能的影响.     

基于信道利用率的无线自组网竞争窗口控制算法

介质访问控制(MAC)协议的物理载波侦听机制是一种减少冲突的有效方法。同时,载波侦听阈值的大小对网络性能也有很大影响。由于无线自组织网络物理层可具有多种速率,而MAC层中的发送速率与物理层速率的不匹配,会导致网络拥塞和网络性能下降。在分析物理层速率和载波侦听阈值之间关系的基础上,提出一个选择与多速率相匹配的载波侦听阈值算法,最后基于物理层的最理想速率,对MAC层和物理层信道利用率进行比较,再通过竞争窗口来自适应控制MAC层的发送速率来提高网络性能。仿真结果表明,该机制在吞吐量和延迟方面要优于802.11DCF,在吞吐量方面提升了47.66%,在延迟方面降低了33.18%。     

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。     

一种自适应的TCP友好速率控制的方法

通过仿真和试验对移动IP环境下TCP友好速率控制的性能进行了分析。当移动体在不同参数的网络间切换时，此控制机制的性能严重下降，针对此点提出了改进措施——自适应发送速率的TCP友好速率控制(TFRC)，仿真和试验结果表明了改进方法的有效性。     

支持功率和速率控制的自组网MAC协议研究

本文首先分析了自组网中以节能为目的的功率控制以及多速率技术;然后详细介绍了当前典型的结合这两种技术进行综合优化的MAC协议,从优化目标选择、工作方式、信息来源等方面对比分析了这些协议的特点、性能及缺陷;指出该类的MAC协议的研究难点在于,对其他节点的状态了解不充分和度量指标难于反映综合优化目标。最后提出可能的改进方向。     

基于超宽带的自适应MAC协议

超宽带技术有能力支持更高的数据传输速率。针对超宽带系统特点,提出了一种根据收端信噪比和信干比自适应调整发送速率和分组长度的媒质接入控制(MAC)协议,并对该协议性能进行了仿真。仿真结果显示,相对于使用固定速率和分组长度的MAC协议,该协议可使系统吞吐量得到较大提高。     

一种自适应速率的UWB MAC协议

在超宽带（UWB）通信中,跳时冲激无线电（TH-IR）技术具有系统结构简单、成本低、功率小等优点,得到广泛的研究及应用探索。基于TH-IR UWB技术,提出了一种能够保证链路误码率及传输速率的自适应速率跳时（Rate-Adaptive Time Hopping,RATH）介质访问控制（MAC）协议,该协议利用跳时码管理多用户的信道访问,依据接收节点的信干比控制链路的建立,并采用自适应速率算法调节链路的传输速率。NS2平台下的仿真实验表明,与U-MAC等已有的固定速率协议相比较,RATH MAC协议能够使网络有效吞吐量和传输时延得到明显改善。     

一种高信道利用率的无人机自组网单阈值接入协议

为解决现有无人机自组网MAC层接入协议信道负载统计时间不统一导致负载统计结果存在误差和信道资源利用率降低的问题,提出一种多优先级单阈值接入控制(MSAC)协议.通过设计信道负载统计时间校正机制和基于单阈值的信道接入控制机制,实现更精准的信道负载统计和以数据包为单位的负载控制,使系统信道承载能力与实际信道负载相匹配,最大...     

无线传感器网络MAC协议研究进展

在无线传感器网络体系结构中,MAC(medium access control)协议是保证网络高效通信的重要协议.无线传感器网络有着与传统无线网络明显不同的性能特点和技术要求,传统无线网络MAC协议无法应用于传感器网络,各种针对特定传感器网络特点的MAC协议相继提出.归纳无线传感器网络MAC协议的设计原则和分类方法,分析当前典型的各类MAC协议的主要机制,详细比较这些协议的特点、性能差异和应用范围.最后总结无线传感器网络MAC协议的研究现状,指出未来的研究重点.     

基于拟生灭过程的多跳Ad hoc网络洪泛方式下拥塞控制及饱和条件研究

802.11Ad hoc网络中拥塞控制是保证网络稳定性的重要因素。拥塞发生时,通常的做法是控制流量,而研究网络何时出现拥塞则是目前的首先任务。针对多跳Ad hoc网络,对单个节点的数据发送过程,考虑包的最大重传次数、数据包的缓冲队列,提出一种新的基于802.11MAC接入协议DCF Basic Access机制的无限状态拟生灭过程模型。研究了在洪泛方式下为避免网络到达饱和状态,节点MAC层上数据包的到达率应满足的条件。指出在DCF协议下到达率对网络状态的影响。与现有文献的区别是,从网络层的角度进行研究,提出了一种新的更精确地描述数据发送过程的模型。给出了多跳Ad hoc网络中稳定性与数据到达率的数学关系式,为多跳Ad hoc网络的拥塞控制提供了一个重要的参考。     

自适应调度的增强QoS保证机制

针对IEEE802.11的媒体接入控制层QoS支持技术进行了研究.基于无线局域网MAC层DCF和EDCF两种退避机制,提出了一种增强型自适应慢速递减的EASDCF方案,并在此基础上的结合IEEE802.11e的业务分级的思想,通过最大竞争窗口和重传次数的不同来区分不同的优先级,并对每个优先级进行区分服务.仿真结果表明,EASDCF机制所采用的分级策略提高了时延敏感业务的吞吐量,并使丢包率敏感的数据业务得到可靠保障,该算法能够有效地增强网络的QoS,提高整个网络的性能.     

无线Ad Hoc网络MAC层关键技术研究

无线Ad Hoc网络是一种无中心、自组织的多跳网络,其MAC层的研究是近年来的研究热点。在MAC层的研究中,有一些关键的技术问题有待解决,包括隐藏终端和暴露终端问题,公平性问题,QoS保证,速率自适应等。文章详细论述了每一个问题,并提供了一些解决的思路。     

基于马尔可夫链的IEEE802.15.4网络防丢包信道访问机制研究

为了降低802.15.4MAC层数据帧丢包率,在分析丢包率的原因基础上,提出了一种基于Markov链的信道竞争机制模型。通过对网络发送、退避和信道检测状态的稳态概率进行数学推导,研究了信道碰撞和数据帧的丢包率分析式;最后研究了参数数据包到达速率、节点数量、误码率、后退指数、后退等待次数对碰撞概率和丢包率的影响。实验结果表明,与节点无休眠态的802.15.4网络相比,节点丢包率平均降低了23.7%,模型较好地描述了提出的MAC层信道访问机制,合理的网络参数设置能够优化数据帧丢包率,研究结果对无线传感网的应用提供可靠传输优化参考。     

基于多臂赌博机的时变信道速率自适应选择方法

针对在复杂多变的无线通信环境中合适的传输速率难以确定,导致吞吐率下降的问题,提出了一种基于多臂赌博机模型的跨层速率自适应选择算法(DUCB-RA,Discounted Upper Confidence Bound Based Rate Adaptation),把速率选择问题转换为多臂赌博机(MAB,Multi-Armed Bandit)问题,同时利用了物理层以及媒体接入控制层反馈的信道信息来选择合适的发送速率。在最后给出了算法性能的数学证明和仿真结果。实验结果表明,与其他速率自适应选择方案相比,该算法在平稳以及时变信道条件下均能取得较好的性能。     

无线纳米传感器网络高吞吐量无冲突接入控制

无线纳米传感器网络是一种有着重要潜在应用的新兴传感器网络。考虑到纳米传感器的极低处理能力,研究人员提出了具有极低复杂度的基于TS-OOK的接入控制方案。针对该方案存在的数据比特发送会连续冲突及吞吐量较低这两个不足,设计了3种改进型TS-OOK方案:周期固定带宽均分接入控制方案、周期倍增带宽均分接入控制方案和支持优先级的接入控制方案。这3种方案都通过接入节点与中继节点之间的简单控制包交互来实现冲突避免。性能分析表明这3种方案具有更高的吞吐量和更低的传输时延。