基于动态中继选择的无人机自组网协作接入协议

对无人机自组织网络中的协作机制进行了研究,提出一种基于动态中继选择的无人机自组网协作时分信道接入协议.该协议在传输中继数据包时引入了双队列协作机制,在网络层数据包缓存队列之外引入了独立的媒体接入控制(Media access control,MAC)层中继数据包缓存队列,并且能够实现默认中继节点与辅助中继节点的动态选择...     

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。     

车载自组织网络基于簇的协作MAC协议研究

随着无线通信技术的发展,车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)已经成为一个新型的研究领域。针对VANET中车辆行驶的特征以及车辆间安全信息传输严格的时延限制和高可靠性要求,提出了一种基于簇的协作MAC(CCB-MAC)协议用于安全信息的传输。当在广播期间节点没有接收到安全信息时,被选择的辅助节点重传先前侦听到的安全信息到目的节点,并且重传是在未被预留的时隙中进行的,这将不会中断正常的传输。数值分析和仿真结果表明,CCB-MAC明显提高了安全信息传输成功的概率,降低了传输时延和丢包率。     

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。     

基于队列长度的VANETs广播协议

车载自组织网络中,紧急信息的优先级高于服务信息。当节点接收到紧急信息后就会抑制服务信息的发送,造成紧急信息与服务信息之间发送不公平。针对这一矛盾,提出一种基于缓存队列长度的广播协议(BQLP),该协议通过数据包缓存队列长度来调整信息发送的优先级,缓存队列长度越长,节点发送信息的优先级就越高,从而避免因缓存队列过长而引起的数据丢包。仿真结果表明,BQLP协议不仅提高了数据包和节点的接收率,而且降低了数据包传输延时。     

基于跨层竞争的同步MAC协议研究

在无线传感器网络(WSNs)中,基于跨层竞争的同步媒体接入控制(MAC)在一周期内可安排多个数据包的多跳传输,传统的协议在同一个数据窗口传输请求数据包和确认数据包,降低了数据窗口的多跳流量的建立,也降低了在多跳场景中的数据包传输率和传输时延性能.本文提出了基于新的基于跨层竞争的同步MAC(CLC-MAC)协议,CLC-MAC协议引用新的周期结构,且其包含两个独立窗口,并由该窗口分别传输数据请求包和确认包,即请求包在数据窗口传输,而确认包在休眠窗口传输.实验数据表明:与先锋路由帧MAC(PRMAC)协议相比,CLC-MAC协议的端到端传输时延和数据包传输率的性能均得到了提高.     

车载自组织网络中基于时分复用的异步多信道MAC协议

为解决车载自组织网络负载较重时控制信道拥塞和信道利用率低的问题,提出一种时分复用机制的异步车载自组织网多信道MAC(Media Access Control)协议-ATMP (Asynchronous TDMA-based multi-channel MAC Protocol).ATMP协议采用时分复用的异步接入机制实现节点分时段接入控制信道,减少并发接入控制信道的节点数目,降低碰撞概率;进一步,为了解决多信道协调信息丢失问题,ATMP协议使用节点协作机制来获取节点遗漏的信道协调信息,有效降低因协调信息缺失造成的数据信道服务信息碰撞概率.仿真结果表明,ATMP协议在碰撞概率、安全消息时延及控制信道吞吐量指标上优于IEEE 1609.4标准、AMCP协议和AMCMAC协议.     

结合距离与队列积压的无线Mesh网络拥塞感知路由协议

针对无线Mesh网络中路由的拥塞问题,提出了一种结合距离与队列积压信息的拥塞感知路由协议(DR-CAR)。首先,结合链路质量源路由(LQSR)协议中的距离度量和E-Backpressure协议中的队列积压度量构建一种新的链路质量度量。然后,每个节点通过探测数据包来计算链路质量,并通过控制数据包和其邻居节点进行交互,以此来更新链路质量。最后,节点根据链路质量来选择下一跳节点,从而构建从源节点到目的节点之间的最佳路径。另外,在MAC层中为控制数据包分配最高的优先级,同时保证控制数据包的安全性。仿真实验表明,在不同的链路负载下,该协议在网络传输时延和网络吞吐量方面都具有优越的性能,具有可行性和有效性。     

一种分布式的基于预留的多信道MAC协议

无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)已经广泛应用于各个领域。许多领域利用了周期性数据汇聚,传感器节点周期性地产生数据包,通过一系列中继节点传输到汇聚节点。提出了一种分布式的基于预留的多信道MAC协议,称为R-MMAC协议,其中利用了预留机制和多信道通信机制,在多信道条件下,每个节点传输数据包时都将预留下一个数据包的传输,根据接收信号强度指示(received signal strength indication,RSSI)值选择自己的最佳信道进行预留。另外,还提出了针对预留时发生冲突的解决算法,利用信干噪比(signal to interference and noise ratio,SINR)和数据包接收率(packet reception rate,PRR)得到了预留的传输时间,从而降低了传感器节点到汇聚节点的传输时延和未来数据包的冲突概率。利用OMNET++5.3仿真工具对R-MMAC协议、X-MAC和EM-MAC协议进行了比较,结果表明R-MMAC协议实现了更低的端到端时延。     

基于蚁群优化的AdHoc网络生存时间和其他网络性能平衡路由协议

本文提出了基于蚁群优化(ACO)算法的Ad Hoc网络生存时间和其他网络性能平衡路由协议(ABEAR)。协议按需发送人工蚂蚁进行路由发现,综合节点残留的信息素浓度、下一跳节点剩余能量、节点周围链路质量和拥塞情况选择下一跳节点来转发数据包,尽量避开信道使用频率较高的路径,减少了因信道冲突、数据包丢失和数据包重传所造成的能量损失,还缩短了网络传输时延,提高了网络吞吐量。协议还采用跨层机制根据MAC层通信活动情况,在保证网络连通性的前提下使部分空闲节点转入睡眠状态来节省能量消耗。仿真表明,与AODV协议相比,ABEAR协议在网络生存时间、数据包交付率和端到端平均时延方面均有较大改善。     

基于竞争允许TDMA的无线传感器MAC层协议

无线传感器网络在许多重要领域有着广泛的应用,而传感网的媒体访问控制子层(MAC)协议对传感器网络的运行和性能具有重要影响。该文概述了目前存在的传感网MAC协议的设计思想,在SMAC协议的基础上,将TDMA和CSMA两种思想结合起来并与SMAC协议同步机制相统一,提出了一个新的基于竞争允许TDMA的无线传感器网络MAC协议。模拟结果显示,与SMAC协议相比,该协议在数据包延迟、能量消耗及数据包的接收率等性能上有很大提高。     

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.     

移动Ad Hoc网络中基于ID的信道预约多址接入协议

为了在移动ad hoc网络中有效利用无线信道资源,提出一种基于ID的信道预约(ID-based channel reservation,简称IDBCR)多址接入协议.该协议在公共信道上发送Request-To-Send/Clear-To-Send(RTS/CTS)分组实现握手,采用基于节点ID的信道选择方案选择无冲突的业务信道传输数据分组,目的节点成功接收完数据分组后在另一个公共信道上回复acknowledgment(ACK)分组,有效避免了暴露终端问题.最后,仿真实现了IDBCR协议,并与CAM-MAC(cooperative asynchronous multi-channel MAC)多信道协议比较.结果表明,在总信道利用率、平均信道利用率和平均分组延迟性能上,IDBCR多址接入协议明显优于CAM-MAC协议.     

Topology-transparent reservation time division multiple access in multihop ad hoc networks

In this paper, an optimal topology-transparent reservation time division multiple access (OTTR-TDMA) protocol is proposed for multihop ad hoc networks. Our MAC protocol is based on a slotted TDMA architecture in which every slot is divided into reservation phase and data transmission phase. Every node not only transmits data in its assigned slots that are computed by Chlamtac’s algorithm, but it also utilizes free slots among its non-assigned slots through reservation. Through theoretical analysis, we derive the proper parameter for the best performance. We compare our protocol with other TDMA protocols and find that it gives better performance. Simulation results show that they are consistent with our analytical results.     

基于语音时隙机制的车载自组网MAC协议

在节点高速运动的车载组网多跳通信中,如何快速选择下一跳中继节点是目前无线自组网亟待解决的问题。为此,提出一种基于类语音时隙划分信道竞争机制的时分复用协议,采用类似语音优先权接入的语音突发方式解决多跳中继选择问题。仿真结果表明,在不同节点分布的运动场景下,使用语音突发方式的MAC协议较传统的时分复用随机接入方式具有更短的接入延时与更低的网络开销。     

TLTS:大规模无线传感器网络下基于簇的两级TDMA调度协议

媒质接入控制子层是节点能量消耗的主要所在,因此无线传感器网络设计的基于TDMA的MAC协议具有固有的节能特性,但是其可扩展性较差.基于簇的TDMA协议则可有效提高系统的可扩展性,但同时带来了簇间传输干扰问题.针对此问题提出了一种基于簇的两级TDMA调度协议--TLTS协议.通过两级TDMA调度,避免了簇间传输干扰,提高了能量有效利用率.实验结果显示,当节点密度较高时,TLTS协议更适合用于大规模部署的无线传感器网络中.     

IEEE 802.11p协议MAC层自适应移动性改进研究

针对VANET环境下标准IEEE 802.11p协议的MAC层对车辆移动性因素支持不足的问题,对IEEE 802.11p协议MAC层自适应移动性机制进行了研究。首先,构建了一种VANET通信场景;然后,基于构建的通信场景,分别基于节点邻居数量和节点相对速度提出了一种P持续CSMA/CA机制和一种基于节点相对速度的动态优先级管理机制;最后,基于Veins仿真平台构建了测试场景,并对提出的改进机制进行了仿真测试。测试结果表明提出的两种机制能够有效增加系统吞吐量、减少丢包数量、降低平均数据传输延迟和平均数据重传次数,显著提升了VANET网络性能。