移动AdHoc网络退避算法的改进与仿真研究

移动AdHoc网络由于没有固定控制中心,信道访问冲突十分严重,传统有线网络退避算法不适合于无线的移动.为了减少信道访问冲突,提高网络吞吐量,提出一种移动AdHoc网络的退避算法.算法根据网络状态和冲突节点发生情况,对竞争窗口大小分别采用线性、重增长线性和多重下降等方式进行动态调整,改善网络的性能.利用NS2仿真工具对网络退避算法进行了仿真,结果表明,网络退避算法减少网络信道访问冲突发生概率,提高了网络的吞吐量,网络系统性能更好.     

战术Ad hoc网业务量突发特性下的退避算法研究

战术Ad hoc网是一种以突发数据业务为主的分组无线网络,业务流实际上具有着一种自相似特性,与以往研究中所使用的泊松业务模型区别很大。自相似业务突发产生成批到达,使得节点缓存队列更加拥塞,排队时延增长。在研究多路重尾ON/OFF源生成自相似业务的基础上,通过对各源的突发情况进行定量分析,提出了一种适用于自相似业务的退避算法。该算法为节点引入适当的竞争系数,使得对于信道的访问可以根据当前网络的突发状态合理分派。实验在OPNET下进行,通过调整网络节点数和突发程度,仿真得到各项统计结果。不论网络时延还是吞吐量,改进后的协议都具有较好的性能。这对战术Ad hoc网络的协议设计、资源的优化配置具有参考价值。     

基于OPNET的MAC协议的研究与仿真

文中主要分析了IEEE802.11的MAC协议中的分布式协调工作模式(Distribute Coordination Function,DCF).使用DCF方式进行访问控制时,二进制指数退避算法在竞争周期内冲突增加会使信道分配不合理,这样严重影响网络的通信吞吐量.针对影响网络吞吐量这个问题,文中首先结合了马尔科夫(Markov)的改进模型,根据节点的实时状态,设计了节点在初始竞争成功发送数据后和发生冲突时的退避算法,优化了DCF的退避机制,动态地调整了节点在不同状态时的信道获取能力,提高了节点发送数据的网络吞吐量.最后以OPNET为仿真平台证明其在吞吐量方面有所改善.     

一种服务于流量特性的信道访问方法及公平性研究

无线通信网络中,业务流在数学上呈现出一种统计上的自相似性.本文结合该流量特性,针对如何改善高负荷、高业务流量突发环境下网络性能的问题,给出一种基于节点突发流量的信道访问退避策略:通过动态监测和计算当前节点突发流量的大小来调整信道接入,从而减少碰撞次数,提高信道利用率;为解决算法公平性的问题,同时引入了节点流权值w(i).通过流量特性适应机制及节点流加权机制,使得网络在提高性能的同时能尽量减小算法不公平现象所造成的影响.理论分析及仿真结果均表明:在网络业务量突发性强、信道竞争激烈的情况下,该策略能有效缩短信道接入时延,排队长度等各项网络性能指标.     

无线传感器网络中一种自适应的退避算法

802.15.4协议中CSMA/CA信道接入方式为了避免再次碰撞使用BEB退避算法,在重负载的情况下网络性能较差。提出一种自适应的退避算法,它用报文的冲突概率来预测节点附近信道的争用状况,在不同的网络状况下,竞争窗口的取值采用相应的退避策略,动态地控制节点的退避范围,以达到改善网络性能的目的。分析与仿真结果表明,新的算法与传统的退避算法BEB算法相比,在网络负载重的情况下,有效地降低了数据包的冲突概率,减少了时延,提高了网络的吞吐量,同时对信道的公平性也有所改善。     

竞争窗口线性变化的分级冲突解析算法

设计合理的冲突解析机制可有效提高无线信道利用率。针对二进制指数退避（Binary Exponential Backoff,BEB）算法及其各种改进算法中普遍存在的节点间交叉冲突问题,提出一种竞争窗口线性变化的分级冲突解析算法（Staged Collision Resolution algorithm with Linearly Varying contention window,LV-SCR）。它通过使处于不同退避阶段节点的退避时隙互相隔离,彻底消除了节点间的交叉冲突;为降低信道空闲概率,还采用了一种竞争窗口的线性调节机制。仿真结果表明,与BEB算法相比,在网络吞吐量和数据帧平均接入时延未明显恶化的情况下,LV-SCR算法可使节点间的碰撞次数减少10%至50%以上。     

VoWLAN的MAC层QoS改进算法研究

竞争窗口及其退避算法是影响QoS的重要因素之一。本文以EDCF算法和它的改进算法AEDCF为基础,提出了一种新的动态改进竞争窗口的算法N-EDCF,根据网络冲突率和阈值来划分网络状态,然后对不同的网络状态选用不同的竞争窗口和退避算法。仿真表明,N-EDCF优化了VoWLAN的QoS性能。     

无线传感器SMAC协议竞争退避机制分析及优化

针对无线传感器网络能量受限和退避时采用固定竞争窗口的特点,提出了一种基于节点剩余能量和信道冲突次数的MAC协议（EC—SMAC）．该协议改进了SMAC的竞争退避机制,根据节点剩余能量和信道冲突次数来动态的调整竞争窗口,减少传输节点之间的冲突,从而使全网负载均衡,同时延长网络生命周期．仿真实验表明：在保证网络吞吐量和时延稳定的前提下,平均延长了7％的网络生命周期．     

Ad Hoc中MAC层一种基于动态预测的退避算法

提出了MAC层一种新的动态退避算法DPBA,它以报文的冲突概率来预测节点附近信道的争用状况,对不同的网络状况下竞争窗口的取值采用相应的退避策略,以达到改善网络性能的目的。分析与仿真结果表明,与传统的退避算法BEB算法相比,本算法有效地降低了数据包的碰撞概率,提高了网络的吞吐量,同时对信道的公平性也有所改善。     

CIMLD：多跳Ad Hoc网络中一种自适应的MAC退避算法

针对现有MAC退避算法无法适应多跳Ad Hoc网络的问题,本文提出一种自适应的MAC退避算法CIMLD(Conic Increase,MuItiplicative/Linear Decrease).CIMLD利用CWbasich阈值将竞争窗口分为两个区域,通过分段二次曲线计算每个区域冲突退避时的倍乘因子,从而能够快速解决节点碰撞问题和提高信道利用率.仿真结果表明,与BEB等其他算法相比,CIMLD在网络吞吐量和流间公平性上表现出了更好的网络性能.     

基于快速检测冲突的无线自组网系统性能分析

根据无线自组网的特性,建立了双信道随机接入的网络系统模型,给出了信息分组冲突时的分解过程和分解算法,分析了信道在冲突分解过程中的状态和系统性能,对影响系统性能的因素进行了探讨。     

一种基于802.11e动态自适应调整竞争窗口的算法*

为了进一步改善高负载状况下服务质量的性能,在原有的IEEE 802.11e 增强型分布式协调功能的基础上,本文提出了一种基于竞争窗口动态自适应调整的算法。该算法首先采用时隙利用率因子估计网络当前负载状况,然后在不同优先级下根据时隙利用率动态调整竞争窗口,降低了信道接入的竞争,提高了网络的性能。仿真实验表明,该算法在保证实时业务要求的同时,能够有效降低时延,显著提高无线局域网的吞吐量。     

一种IEEE 802.11接入机制的新退避算法

无线传感器网络采用类似开放式系统互联模型的协议栈,作为第一个完全针对无线传感网络设计的MAC协议,S-MAC采用了IEEE802.11DCF的接入机制。本文在分析了IEEE802.11协议的二进制指数退避算法(BEB),以及倍数增线性减退避算法(MILD)后,提出了一种基于网络性能指标的新退避算法。新算法将无线信道中的时隙利用率映射网络性能指标传输概率,对网络中连续两次发送的时隙利用率进行平均滤波处理,改变重传节点的发送优先级,来调整节点在竞争使用窗口的退避值,以达到有效减少网络的碰撞、提高无线信道的使用效率和网络吞吐率的目的。仿真结果表明,新退避算法能更准确地估计网络当前的竞争状态,有效地提高了网络吞吐率,获得较好的网络性能。     

基于线性网络编码的无线网络信道接入机制

为了提高无线自组织网络的通信性能,针对当前网络信道接入机制存在的不足,提出一种基于线性网络编码的信道接入机制(LNC)。首先对传统网络信道接入机制的工作原理和缺陷进行分析,然后采用线性网络编码方式提高数据包传输效率,最后运用马尔科夫链模型对LNC进行数学建模,并通过仿真实验对其性能进行分析。仿真实验结果表明,相对于传统网络信道接入机制,LNC不仅提高了网络的吞吐量,降低了节点的数据包丢失率,而且提高了信道利用率。     

基于矢量空间重构的网络流量预测算法

客户机与服务器之间存在数据存储隐通道,对该通道的网络流量进行准确预测可避免网络拥堵,提高网络流量的调度和管理能力。传统方法采用线性时间序列分析方法进行网络流量预测,没有准确反映流量序列的非线性特征信息,预测精度不高。提出一种基于非线性时间序列分析和矢量空间重构的网络流量预测算法。进行相位随机化处理,使得网络流量数据离散解析化,把网络流量时间序列解析模型分解为含有多个非线性成分的统计量。采用自相关函数法求得矢量空间重构的时间延迟,采用互信息最小嵌入维算法求得网络流量序列的矢量空间嵌入维,实现流量序列的矢量空间重构。在高维矢量空间中,提取网络流量的高阶谱特征,实现网络流量的准确预测。仿真结果表明,采用该算法能有效拟合流量序列的非线性状态特征,对流量状态变化的动态跟踪性能较好,其预测误差比传统方法的低。     

井下人员定位系统防碰撞算法改进

为解决井下人员定位系统中多个标签向接收器发送信息时产生的数据碰撞问题,提出了一种改进的二进制指数退避算法。该算法采用乘法增加、线性减小的碰撞窗口调整方式,设定了两个阈值,并根据不同网络流量制定了不同的退避发生器值更新规则,同时同步更新优化窗口值,使标签能够自适应快速接入信道。测试表明,改进后的算法最大并发识别数量为150,最大位移速度为10m/s,均优于经典的二进制指数退避算法。该算法提高了数据传输率,减少了漏卡率,有效地解决了井下多目标识别的防碰撞问题。     

基于CSMA/CD的改进调度算法研究

针对共享式网络中采用CSMA/CD(带有冲突检测的载波侦听多路存取)的通信技术易出现时延的缺点,提出改进的预先呼叫的CSMA/CD调度算法,根据矿井监控系统的特点,实现矿井监控系统中分站节点输出调度.算法的核心是将分站节点编号分组,各组分配载波监听信道闲次数,按照组呼叫输出形式,组内载波侦听到闲的次数满足预先设定的次数时发送,否则不发送,在监控主机接收到上一组的组内倒数第二个信息时,向下一组发送信息,使下一组处于载波侦听状态.实验表明改进的CSMA/CD调度算法解决了CSMA/CD算法存在的信道争用和信息碰撞造成的时延且影响通信实时性的问题.     

具有交通规则约束的改进Dijkstra算法

传统Dijkstra算法在路径规划时无法适用于具有交通规则约束的交通网络。为解决该问题,在以往的路网模型和算法的基础上,提出一种具有交通规则约束的改进Dijkstra算法。算法对节点新增"待选择状态"和"可再更新状态",用以解决节点具有交通规则约束的问题;同时引入祖父节点,从而生成交通网络中各节点的三元组信息,以此作为回溯依据,可以得到从初始节点到目的节点的最短路径。该算法不仅适用于具有交通规则约束的交通网络,且具有较低的复杂度。通过理论分析证明了算法的正确性,并以长春市朝阳区的实际交通网络和随机添加的交通规则约束为数据进行了实验测试,验证了算法的有效性。     

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。