基于预约的数据队列水下无线传感器网络MAC协议

为了有效地减少水声信道冲突提高网络吞吐量,提出基于预约的数据队列水下无线传感器网络MAC协议.该协议在数据传输前设置了信道预约周期与预约确认周期,利用RTS-CTS握手过程完成信道的预约、确认与数据传输的排序工作.当全部预约得到确认后,所有发送端按事先排好的顺序以接龙的方式传输数据队列,完成多对节点间的数据传输任务.这些方法降低了节点的平均预约时间,减少了节点发送数据的等待时间,有效提高了网络吞吐量.仿真实验结果表明,当网络负载较高时,该协议能够较大程度地减少控制包开销,提高网络吞吐量.     

一种基于多信道的接收节点优先的MAC算法

为了提高无线传感器网络的吞吐量并减小延迟,提出了一种基于多信道的接收节点优先的MAC算法（MCS-MAC）.在信道选择阶段,以接收节点为中心,由接收节点选择数据信道,发送节点转换到数据信道上与接收节点通信.如果接收节点不在控制信道上,邻居节点会主动发送NCTS包通知发送节点,并告知接收节点所在的信道,发送节点转换到数据信道进行通信,有效地利用了多信道,提高了网络吞吐量.在数据传输阶段,允许一次传送多个数据包,有效地减少了信道转换次数,减少了传输延迟.仿真结果表明,在较高负载的网络环境下,与经典S-MAC、MMAC协议相比,MCS-MAC明显提高网络吞吐量,同时减少了包的平均传输延迟.     

MIMO链路ad hoc网络中一种新的MAC协议

针对支持MIMO的并行RTS处理(PRP)MAC中分组的冲突导致网络通过量减小的问题,提出了基于五阶段预约的改进MAC协议(FPR-PRP MAC).该协议采用同步的时间结构,通过五阶段预约使网络节点获得传输时隙号.在信息时隙,根据预约的结果,一部分节点可以优先发送RTS分组,其他节点再通过竞争发送RTS分组.接收节点根据收到的全部RTS决定允许各发送节点使用的数据流数目,并将此允许值携带在CTS中回复给发送节点.FPR-PRP MAC将预约与竞争相结合的机制减少了网络中RTS冲突,同步的时间结构消除了控制分组和数据分组的冲突,因此可以有效地改善网络性能.仿真结果表明,在网络比较繁忙的情况下,与PRP MAC相比,FPR-PRP MAC可以大幅增加网络中流控方式发送的分组数,并提高网络的通过量.     

一种水下接收端同步的并发媒体接入控制协议

针对水下声信号的低传播速度导致的时空不确定性问题，能够高效的利用水下声信道的长传播时延的信道预约技术，常被水下传感器网络的媒体接入控制协议的设计所采用，为了探索设计水下传感器网络的高性能媒体接入控制协议，以信道预约技术为基础，提出了一种新型的适用于移动水下传感器网络的，基于接收端同步的并发媒体接入控制协议，即CMACRS(concurrent medium access control based on receiver synchronization),新协议采用信道预约方法，实现了多个发送节点的并发传输。广泛的仿真结果显示，在吞吐量等性能方面，新协议优于非时隙级并发传输的水下媒体接入控制协议。     

基于数据优先级的Ad hoc网络MAC协议研究

基于数据优先级提出了一种改进的无线MAC协议.数据在源节点按照一定策略被划分为不同的优先级,并且优先级信息被封装在数据帧中随数据在网络节点间移动;发送时,节点根据数据帧中的优先级调整IEEE 802.11 DCF中的竞争窗口,使不同优先级的数据帧使用不同的竞争窗口,以分散信道上的竞争压力,保证高优先级数据的优先发送.仿真结果表明,改进后协议不但明显减少了高优先级数据的传输时延,而且信道上的碰撞次数降低了近50%.改善了网络的性能.     

周期性数据采集无线传感器网络的设计

针对小范围内周期性数据的采集特点,采用改进的免冲突周期调度算法,实现了无线传感器网络中各节点对信道的时分复用,避免了因监听和对信道的竞争而消耗更多的能量.讨论了算法对网络容量和同步周期的限制,给出了确定累积误差和同步消息发布周期的方法.无线收发模块采用硬件支持IEEE 802.15.4协议的CC2430芯片,设计了满足该协议中MAC层的各类帧结构,以及传感器节点和汇聚节点的通信程序.     

一种无线传感器网络低延时信道接入协议

针对无线传感器网络S-MAC协议中的延时问题,提出并设计了一种新型的MAC协议——LD-MAC协议。该协议采用提前预约多跳传输节点的方法,实现数据分组的快速转发,减少数据分组在网络中的延时,在一定程度上解决了节点早睡的发生。同时由于数据分组的快速转发,减少了节点的能耗。仿真实验表明：LD-MAC协议能够较好地降低能量消耗和数据传输延时。     

无线传感器网络功率控制技术及NS2仿真

无线传感器网络在工业控制领域具有广阔的应用前景.论述了无线传感器网络中的功率控制技术,包括链路层、网络层的相关协议和应用层的数据融合等技术.基于NS2平台,使用MITuAMPS扩展,仿真模拟了leach和leach-c协议的运行,分析了2种协议下的网络节点生存个数及各节点能量消耗随着时间变化的趋势,为无线传感器网络应用于工业控制提供了一种功率控制的模拟分析方法.     

有效支持智能天线在MANET中应用的多址接入协议

在充分考虑智能天线与MANET特点的基础上提出了自适应定向CSMA/CA(AD-CSMA/CA)协议,该协议利用RTS/CTS短分组对话实现信道预约;在RTS与CTS分组中设置了训练序列,收发节点的智能天线基于训练序列进行自适应波束形成并传输数据分组与ACK;使用改进的"虚拟载波监测"机制进行冲突避免(CA)与分组发送过程的合理安排.用仿真方法对该协议的性能进行了评估,讨论了节点传输距离,数据与控制分组长度以及天线模式切换时间对网络性能的影响.仿真结果表明,AD-CSMA/CA协议与智能天线的结合能够有效实现信道的空分复用(SDMA)从而显著提高整个网络的信道利用率.     

无线传感器网络数据信道BCH码编译的设计

针对无线传感器网络节点间的信道数据传输,研究了传感器采集数据的发送、处理和接收过程,进行信号的有效传递,并实现无线网络对特定区域的监测.设计中的传输信道编码采用BCH码编译,以时域迭代算法结构校检编码,自动地纠正传输中的错误信息,并达到信道编码较低的误码率,实现了网络节点间数据的有效传输.