WLAN Mesh网络多信道速率自适应MAC协议

针对多种传输速率的链路共存于同一信道时引发的性能瓶颈,以及单接口多信道网络中接收端忙的问题,在DCF协议的框架内提出一种适用于WLAN Mesh网络的分布式多信道速率自适应媒体控制接入(MAC)协议。该协议允许发送节点的邻居节点通过协作应答的方式告知相应接收节点所处信道,接收节点根据当前信道质量合理选择传输速率和传输信道反馈给发送节点。通过上述机制,将不同传输速率的链路分配在不同的信道上。仿真结果证明,该协议能避免不同传输速率链路之间的相互干扰,解决接收端忙问题。与现有典型多信道速率自适应MAC协议相比,能有效提高网络的总吞吐量。     

基于UWB的WPAN网络路由及速率分配策略*

超宽带（ultra wideband, UWB）是一种可用于高速无线个域网（wireless personal area networks, WPAN）的新的无线通信技术。在多速率多跳UWB WPAN中,传统的路由选择和随意的速率分配会导致不必要的信道占用时间,降低网络吞吐量。为解决此问题,通过利用链路传输速率和信道占用时间及链路错包率之间的相互关系,提出一种新的超宽带路由及速率分配策略（UWB routing and rate assignment,URRA）,使得数据在满足一定错包率上限的前提下占用最     

基于UWB技术的无线移动多媒体QoS路由协议

随着UWB技术的出现,无线移动多媒体业务在自组网中的应用成为可能。为了满足无线移动多媒体传输的需要,设计了一种新的针对多媒体业务的QoS路由协议,给出了协议的详细描述。由于该协议充分利用了UWB技术的速率和距离互换特性,考虑了传输速率、时延和链路拥塞程度3个QoS参数,并借鉴无线移动自组网基本路由协议DSR和AODV,因此不仅能够获得满足业务要求的路由,且能提前预测链路的中断,以便及时切换替代路由。与目前已提出的基于UWB技术的路由协议相比,该协议更适合于无线移动多媒体业务的传输。     

一种UWB Ad Hoc网络的自适应MAC协议算法与仿真

UWB Ad Hoc网络在距离、功率、速率上有很好的互换性,这是下一代无线系统所期望的.在IEEE802.11DCF机制的基础上,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MAC协议算法,并对该协议性能进行了仿真,在跨层节约的机制调控下,有效地克服Ad Hoc网络带宽股限问题.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.     

Ad Hoc网络中联合跨层拥塞控制和资源调度

提出一个联合传输速率、链路的传输时间和链路速率的网络利用最大化模型（NUM）,并用对偶分解理论设计该问题的分布式算法。目标是为了得到传输层的最优的端到端的源速率,物理层的功率以及MAC层资源的最优分配,从而使网络利用率达到最大的同时使所有链路的功耗最小。通过仿真实验,验证算法的可行性,能达到预期的目标。     

Ad hoc网络中基于MAC层拥塞控制的速率自适应策略*

对现有AAR(adaptive auto rate)协议进行改进,将POCC算法应用于AAR协议,提出了AAR-CC(AAR-congestion control)协议,从而在MAC层实现了拥塞控制的速率自适应机制。AAR-CC协议源节点根据每时链路的总拥塞信息确定当时数据发送速率,适用于动态变化的多跳Ad hoc网络;本协议只对MAC帧稍作修改并增加一个字节的拥塞指示CI,具有可扩展性和低开销性。AAR-CC利用背靠背数据传输方式,充分发挥高质量通信信道利用率,能有效缓解控塞程度,从而提高网络的端到端饱     

WLAN跨层链路自适应机制

针对IEEE 802.11无线局域网（WLAN）标准并没有给出速率自适应机制的问题,提出了联合物理层与MAC层的跨层链路自适应机制CLLA。该机制在考虑信道干扰、区分碰撞丢失和噪声干扰丢失的前提下,分别对物理层和MAC层进行了数学描述,建立了以吞吐量为性能指标的两层参数之间的函数关系,自适应地选择发送速率以提高系统的吞吐量。仿真实验及与现有链路自适应机制的比较表明,提出的跨层链路自适应机制CLLA不仅能适应噪声干扰与信道的变化,而且明显地提高了系统的吞吐量。     

基于802.11的混合链路调制速率自适应算法研究

为了解决当前许多基于IEEE 802.11标准的速率自适应协议所面临着的快速变化链路中的切换滞后问题、碰撞问题及重复速率抖动问题,提出了一种混合速率自适应算法(MRA)。MRA算法通过高优先级速率自适应算法(HPRA)快速获得非最优化的传输速率来解决快速切换问题,通过低优先级速率自适应算法(LPRA)在一定时间后获得最优化的传输速率,其中利用获得的SNR参数减小碰撞问题带来的影响,并建立短时间内出现反复速率切换便在一定时间内禁止切换的机制来避免重复速率抖动问题的出现。仿真实验结果表明,无论在快速变化的链路中还是在相对平静的链路情况下,该算法的性能较当前的知名算法都有明显的提高。     

面向超宽带的MAC协议加速器设计

IEEE802.15.3被认为是UWB技术的MAC协议可选方案之一,然而它并不完全适应于UWB的物理层,为此本文设计了一个新颖的MAC协议加速器。它把MAC层分成两个子层:上层MAC(UMAC)和下层MAC(LMAC)。UMAC实现一些定时不敏感的MAC功能;而LMAC实现那些需要实时响应的MAC功能。性能分析表明吞吐量、延时等参数得到了明显改善。     

能量捕获无线传感器网络中速率自适应路由算法

能量捕获无线传感器网络是无源感知技术中非常重要的一类,它能够有效解决节点能量受限的问题,保持网络运行的持续性.现有的路由方法并未充分利用节点的能量捕获特性,也没有考虑到链路的成功收包率和节点的传输速率.为进一步提高网络的性能,提出了一种结合链路成功收包率的速率自适应路由算法.通过对节点的剩余能量和链路的成功收包率进行建模,给出了一个节点可作为路由中继节点所需要满足的两个条件;基于优化方程,为传输路径上的每一跳节点自适应配置时延最小化的传输速率;提出路由发现步骤来找出端到端传输时延最小的传输路径.实验结果表明,相比于固定传输速率的路由算法,所提算法所得到的传输路径具有较低的端到端传输时延和较高的吞吐率.     

改进的VANET分布式自适应时分多址分配机制

在车载自组织网（Vehicular Ad-hoc Network,VANET）环境下,针对多节点同时接入信道时的竞争冲突问题,将分布式时分多址（Time Division Multiple Access,TDMA）和空分多址（Space Division Multiple Access,SDMA）思想相结合,提出改进的分布式自适应时分多址分配机制（Modified Decentralized Adaptive TDMA Scheduling mechanism,MDATS）.MDATS协议的节点通过帧信息（Frame Information,FI）的交互,获取两跳范围内其他节点时隙使用情况,从而筛选出空闲时隙集.竞争区域将根据空闲时隙数在空间上均分成多个逻辑区段,节点则根据所处的逻辑区段与空闲时隙的对应关系确定竞争使用的时隙.该协议通过对空闲时隙在空间上的分散化,降低同时接入节点之间的竞争冲突.仿真结果表明,MDATS协议与其他类似MAC协议相比,能够达到更高的信道接入成功率、更低的接入时延性能以及更高的时隙利用率.     

单收发器分布式多跳认知媒体接入控制协议优化设计

针对移动自组网（MANET）媒体接入控制（MAC）协议中存在的多收发器限制、信道负载失衡等问题,并兼顾多跳和控制开销等性能,提出一种单收发器多跳分布式认知MAC协议优化模型。首先基于功率节省模式（PSM）机制,利用通知传输指示消息（ATIM）窗口和DATA窗口时间分割实现认知MAC协议的信道感知和数据传输功能;其次对功率值非均匀量化和格雷编码,降低移动性导致的浮点型开销;然后设计了多跳分布式信道协作机制,以此为基础,重定义信道切换规则,确保信道之间负载均衡;最后对信道空出时间（CVT）、信道开启时间（COT）、吞吐量和信道负载时间进行仿真。结果表明,新协议无需多收发器支撑,各信道之间CVT、COT、负载时间差值分别降低了13 ms、20 ms和100 s,对应吞吐量提高了1.5%,实现了协议在收发器数、信道负载均衡、吞吐量和控制开销等性能方面的优化。     

基于无线传感器网络的混合MAC协议

结合载波侦听多路访问(CSMA)与时分多址(TDMA)的工作方式,提出一种基于无线传感器网络的混合介质访问控制(MAC)协议。引入快速冲突解决算法,对CSMA模式下的SMAC协议进行改进,使其争用窗口可以随着网络流量变化而动态改变,从而完成CSMA模式与TDMA模式的平滑切换。OMNeT++平台上的仿真结果表明,该协议能提高信道利用率,延长网络生命周期。     

物联网中基于UWB能量检测定位算法的仿真

Ultra-Wideband(UWB)技术被认为是最适合进行室内无线测距定位的技术,为了实现对基于UWB的物联网中节点的位置进行定位,采用基于能量接收的方法来估计UWB信号的到达时间(Time of Arrival,TOA),进而计算出传播距离和位置。本文使用Matlab仿真了PPM-TH-UWB(Pulse Position Modulation Time Hopping UWB)信号在IEEE802.15.4a信道下的发射、延时、信道冲击响应、加噪声、能量接收、到达时间估计的过程。该方法解决了在没有UWB信号发送、接收装置时对无线定位算法的仿真、测试和评估。     

不可靠网络环境下的数字时间戳服务研究

数字时间戳(DTS)技术被广泛用于数字签名、电子商务及各种软硬件产品的专利和产权保护。在一些网络状况差、网速变化大、时断时续的不可靠网络中,缺乏必要的技术手段来保证时间戳服务的正常、有效运行。根据不可靠网络的特点,设计了一个不实时依赖时间戳服务中心(TSA)的时间服务模型,每次进行时间戳服务时不再需要与远程TSA进行通信,而是通过本地可信平台来进行时间戳服务。还提出一种不可靠网络环境下基于可信平台模块(TPM)的数字时间戳服务协议,并对协议进行了安全性分析。结果表明,协议是安全的,协议产生的时间误差是可控的,对不可靠网络有很好的适应性。     

SOIS中时间访问服务的Simulink仿真

SOIS是关于星上互联协议和软件服务的一种标准，其最外层为用户定义了统一的服务调用接口。时间访问服务是其中最基本的一种。提出了一种对时间访问服务采用Simulink/Stateflow混合建模的方法。     

无线传感器网络延迟层次型时间同步算法

时间同步在无线传感器网络的许多应用和协议中都有重要的作用,提高同步精度和降低能量消耗是无线传感器网络时间同步算法考虑的两个重要指标.为了改善中小型网络的时间同步性能,针对成簇的网络结构,提出一种基于分簇的延迟层次型时间同步算法(DHTS),建立系统模型并应用DHTS算法,分析了模型拓扑结构和算法同步误差.模拟结果表明,与传统算法相比,DHTS使所有的节点都得到了有效同步,能够在保证网络同步精度的前提下有效降低数据传输所需能量,并且能方便地应用于现实的无线传感器网络.     

基于二次数字签名的SOAP时间戳协议

在简单对象访问协议(SOAP)中,若时间戳签发机构(TSA)存在欺诈行为,协议的安全性就无法保证。针对该问题,提出基于二次数字签名的SOAP时间戳协议TPSS。TSA在签发时间戳时会留下不可否认的证据,其他实体可通过该证据检验时间戳的真实性,由此规范TSA的行为。在Hulft 7系统中的应用结果证明,利用该协议可有效规范TSA和发送方的行为,建立更加安全、稳定的网络传输机制。     

改进型WSN分布式TDMA调度协议

无线传感器网络以汇聚型数据传输应用为主,多采用树型拓扑结构。根据该特征,提出一种改进型分布式时分复用调度协议,该协议依据节点距离sink的最小跳数和最大剩余能量建立树型拓扑,其分配算法分别采用临近最大值和跳数排序法。分析及仿真实验结果表明,采用这2种算法的改进型调度协议能有效降低数据传输时延和能耗。     

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。