认知车载网中基于TDMA/CSMA的混合多信道MAC协议研究

在传统车载自组网(Vehicular Ad Hoc Network, VANET)中采用认知无线电(Cognitive Radio, CR)技术可以解决无线电频谱资源短缺的问题,该技术形成了新兴的认知车载网络(CR-VANET),其关键技术之一是设计高效可靠的介质访问控制(Medium Access Control, MAC)协议。MAC协议在很大程度上影响着车载移动环境的吞吐量,丢包率和传输时延等性能,基于认知车载网中MAC协议的要求,提出了一种TDMA与CSMA相结合的多信道MAC协议(CRTC-MAC)。在固定时隙分配时采用基于无竞争的TDMA访问策略,在动态时隙分配时采用基于竞争的CSMA接入方案,并在此基础之上对传统的TDMA和CSMA访问方式进行了改进。性能分析和仿真结果表明,所提出的MAC协议能有效降低节点间数据包传输时所产生的碰撞,改善网络性能。     

Ad hoc网络中TDMA/CSMA融合的多址接入协议

为了解决在网络规模庞大、节点数量众多及数据业务负载极高的Adhoc网络中网络延迟和接入延时过大的问题,提出了以TDMA为基本多址接入方式,且采用固定与动态结合的调度算法。在固定分配时采用基本的TDMA接入方式,在进行动态分配时,采用基于竞争的CSMA方案,且对原有的TDMA协议和CSMA协议进行了改进,提出了更加适合这种新的多址接入方式的时隙与帧结构。实例仿真结果表明,该算法减小了网络时延,并改善了Ad hoc网络的性能。     

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。     

有效减小时延的自适应p-坚持CSMA协议研究

针对一些对实时性要求较高而数据吞吐量不高的网络服务,提出一种有效减小时延的自适应p-坚持CSMA/CD协议算法。依据与网络性能相关的关键参数之间的关系,提炼出能有效反映网络负载的状态监测量,基于对监测量的联合判断结果,将网络分为轻负载、较轻负载、较重负载和重负载四种状态,并针对不同负载状态调整发送概率[p]和最大避退上限值[Bm]。通过对协议的时延、吞吐量和总线利用率进行仿真,与一般的p-坚持CSMA/CD协议相比,自适应p-坚持CSMA/CD协议能较有效降低时延、减小抖动。     

适用于飞行自组网的闲置时隙预约TDMA协议

在飞行自组网中,固定时隙分配时分多址接入（TDMA）协议存在闲置时隙无法成功使用的问题。通过对TDMA协议引入闲置时隙预约机制,提出一种支持业务优先级传输机制的闲置时隙预约TDMA协议。采用短帧长的方式满足协同与控制业务的低时延传输需求,并利用闲置时隙预约机制允许节点使用闲置时隙传输感知业务,从而满足感知业务的高吞吐量传输性能要求。仿真结果表明,与CF-MAC和CTMAC协议相比,该协议能够在降低传输时延的同时,有效提高信道利用率和网络吞吐量。     

非时隙CSMA/CA性能分析与研究

通过对基于IEEE802.15.4的无线传感网络的非时隙CSMA/CA的算法进行分析,建立了适合于大部分无线传感网络实际应用的具有单步转移概率分布的离散马尔可夫链模型。并给出了在该模型下数据包延时、退避次数两个主要的网络性能评价指标的计算公式。最后通过仿真实验分析了CSMA/CA 算法的三个网络参数对系统性能的影响。     

多通道时隙式1-坚持CSMA多址通信系统协议分析

文章针对时隙式1-坚持CSMA协议,分别得到了固定占用和随机占用两种控制方式下多通道时隙式1-坚持CSMA多址系统的系统吞吐量和各优先级吞吐量。同时,还给出了计算机仿真实验的结果。     

短波地空网中一种动态TDMA协议设计与仿真*

针对传统TDMA网络节点间业务量不均匀时,会造成信道资源严重浪费的问题,设计了一种基于邻居时隙调动的短波地空网动态TDMA协议(TDMA protocol based on neighbour timeslot remove,NTR-TDMA),以可靠性较高的地面节点作为控制中心,实现时隙分配可控下的动态利用。提出了邻居时隙调动算法(neighbour timeslot remove algorithm,NTR-ALG),地面节点根据时隙估计过程后生成的节点时隙请求数,调动相邻业务时隙节点间的空闲时隙,重新划分节点业务时隙界限。利用OPNET平台进行性能仿真,并与HFTP协议和TDMA协议作了对比分析。仿真结果表明,NTR-TDMA相比HFTP协议和TDMA协议,在消息投递率、平均时延和吞吐量方面具有更优异的性能。     

一种新型战术MANET网络MAC协议设计

本文提出了一种新的适用于含有多种不同节点的战术MANET的动态时隙分配TDMA算法--PCC-TDMA算法.该算法结合了固定分配和动态接入的优势,通过在固定的时隙内发送控制信息且利用BC算法进行竞争,大大减少了冲突及网络时延,可适应密度变化较大的网络,还可实现时隙的空间复用.仿真结果显示,不论是吞吐量还是延迟方面,所提出的MAC协议都具有较好的性能.     

工业物联网密集场景中的演进型时隙分配机制

随着工业无线传感器设备数量的增加,传统IEEE 802. 15. 4 CSMA/CA协议已不能满足工业无线传感器网络密集场景。为此,提出一种演进型时隙分配机制,为密集场景下的工业无线传感器网络提供合理的时隙分配策略。基于当前最大时隙数构建可分配的时隙集合,根据退避状态指数和随机退避数计算位置指数,从而得到时隙分配方程,并依据该方程分配时隙数。通过不断演进CSMA/CA协议,建立状态转移模型。仿真实验结果表明,该机制可提高密集场景中时隙分配的公平性和传输命中率,降低数据发送延迟。     

基于马尔可夫链的CSMA/CA接入攻击

首先对CSMA/CA机制进行形式化建模,然后基于马尔可夫链从随机性能模型和带宽占用模型两方面给出 了对其进行攻击的理论分析,在此基础上给出了对CSMA/CA机制的具体攻击方法。在仅掌握数据帧部分字段的情 况下对接入机制攻击进行了实验,并对吞吐量、通信效率、碰撞次数几方面进行了性能分析。实验结果验证了利用马 尔可夫链理论对CSMA/CA机制进行攻击分析的可行性和有效性。     

一种ZigBee网络中基于优先级的CSMA/CA优化算法

本文针对ZigBee网络中的MAC层核心算法CSMA/CA不能区分业务优先级和在高网络负荷中性能较差的问题,提出了根据网络负荷设置竞争窗口的方法来确定网络中不同业务的优先级;同时,根据网络负荷来自适应调整算法中的退避指数,进一步优化网络性能.对网络模型进行了数学建模和分析,并且利用NS2软件建立仿真场景进行了网络仿真,仿真结果表明改进后的算法以较小的时延代价提高了网络吞吐量,并降低了丢包率,从而使网络整体性能得到优化.     

基于CSMA的无线射频识别防碰撞算法

传统无线射频识别防碰撞算法的系统吞吐率普遍不高.为此,提出一种基于载波侦听多路访问(CSMA)的新算法.在标签发送数据前,增加一个保护时间带,并对信道侦听操作进行同步处理,以提高信道侦听的准确性,降低数据发送的盲目性.实验结果表明,与其他算法相比,该算法具有较高的系统吞吐率和较短的数据传输时廷.     

An Improved Markov Model for IEEE 802.15.4 Slotted CSMA/CA Mechanism

IEEE 802.15.4 protocol is proposed to meet the low latency and energy consumption needs in low-rate wireless applications,however,few analytical models are tractable enough for comprehensive evaluation of the protocol.To evaluate the IEEE 802.15.4 slotted CSMA/CA channel access mechanism in this paper,we propose a practical and accurate discrete Markov chain model,which can dynamically represent different network loads.By computing the steady-state distribution probability of the Markov chain,we obtain a...     

IEEE802.15.6无线体域网CSMA/CA接入机制建模与性能分析

无线体域网是由附着在人体表的可穿戴传感器或植入人体内的生物传感器组成的无线网络.IEEE 802.15工作组于2012年正式发布了用于无线体域网的IEEE 802.15.6通信标准.该标准面向窄带通信主要采用支持QoS区分服务的时隙CSMA/CA接入机制.为深入理解该机制的内在特性,利用Markov链对饱和状态下的退避过程进行建模,并在此基础上分析了各个优先级的吞吐量、成功收包率和延迟等性能.仿真结果验证了模型分析的准确性.分析和仿真结果表明,该标准为不同优先级提供了区分服务,但在饱和状态下最高优先级会抢占大部分信道资源,造成其他优先级的资源短缺.     

一种短波地空网MAC协议设计与仿真

针对传统TDMA固定分配方案在节点间业务量动态变化时,存在着信道利用率较低的问题,设计了一种基于全局时隙转让的短波地空网动态TDMA协议（TDMA protocol based on Whole Timeslot Transfer,WTT-TDMA）,以可靠性较高的地面节点作为控制中心,实现时隙分配可控下的动态利用。提出了全局时隙转让算法（Whole Timeslot Transfer algorithm,WTT-ALG）,地面节点根据时隙评估过程后生成的节点时隙请求数,按需协调全局空闲时隙的转让,重新分配节点业务时隙数。利用OPNET平台进行仿真建模,并与HFTP协议和TDMA协议作了对比分析。仿真结果表明,WTT-TDMA相比HFTP协议和TDMA协议,在消息投递率、平均时延和吞吐量方面具有更优异的性能。