基于冲突分类模型的冲突解析算法

IEEE 802.11 网络中的传统退避算法利用竞争窗口机制进行冲突解析,冲突节点被重新分布在一个更大的窗口范围内以避免冲突.然而,只要这些分布窗口之间存在着交集,就仍有可能引发冲突.为了解决一个问题,提出了一种冲突分类模型,将网络中的分组冲突分成交叉冲突和同级冲突,并且提出针对这两种不同类型的冲突应该采取不同的策略进行解析.利用顺序离散窗口分布机制(sequential discrete window distribution,简称SDWD)解析交叉冲突,通过节点分布窗口的离散化避免交叉冲突;同时,通过     

基于无线传感器网络的分布式时分多址调度策略

针对周期汇报型无线传感器网络(WSN)中数据量大而导致的无线信号冲突概率高的问题,提出了一种分布式的时分多址调度策略(DTSS)。该策略采用了一种分布式的竞争算法来构建节点的时隙调度表,即每个节点根据自身搜集到的信息来决定下一跳目的节点,并和其他节点竞争传输时隙。所有节点完成时隙调度表的建立后,节点在每个数据采集周期根据自己的工作时隙调度表发送和接收数据。仿真结果表明,该策略避免了节点无线信号的冲突,降低了节点能耗,延长了网络生命周期。     

基于无线传感器网络的分布式时分多址调度策略

针对周期汇报型无线传感器网络(WSN)中数据量大而导致的无线信号冲突概率高的问题,提出了一种分布式的时分多址调度策略(DTSS)。该策略采用了一种分布式的竞争算法来构建节点的时隙调度表,即每个节点根据自身搜集到的信息来决定下一跳目的节点,并和其他节点竞争传输时隙。所有节点完成时隙调度表的建立后,节点在每个数据采集周期根据自己的工作时隙调度表发送和接收数据。仿真结果表明,该策略避免了节点无线信号的冲突,降低了节点能耗,延长了网络生命周期。     

基于网络效用最大化与冲突避免的无线传感器网络MAC协议

针对周期汇报型无线传感器网络(WSN)中的无线信号冲突和能量利用效率问题,提出了一种基于网络效用最大化与冲突避免的媒体访问控制(UM-MAC)协议。该协议基于时分多路复用(TDMA)调度机制,将效用模型引入无冲突的节点工作时隙分配过程中,把链路可靠性、网络能耗归纳到一个统一的效用优化框架中;进而提出了一个启发式算法,使网络能够快速找到一个基于网络效用最大化与冲突避免的节点工作时隙调度方案。将UM-MAC协议与S-MAC协议和冲突避免MAC(CA-MAC)协议进行比较,在不同节点数量的网络环境中,UM-MAC获得的网络效用较大,平均数据包成功发送率较高,生命周期介于S-MAC与CA-MAC之间,在不同的网络负载下所有节点发数据包到汇聚节点的平均时延有所增加。仿真实验结果表明:UM-MAC协议较好地解决了冲突干扰问题,提高了网络的数据包成功发送率和能量利用效率等性能;在低网络负载时,TDMA类协议的性能并不比竞争类协议好。     

密集型WSN冲突避免的MAC协议

无线传感器网络媒体接触控制层存在2种冲突。提出基于概率的时隙选择算法,使不同节点在相同时隙发送概率不同,从而降低域内冲突。实验结果显示,该算法的有效能量和损失能量相比Sift协议节省了17.6%和43.9%,能量有效率提高了14.3%。提出染色预防算法,通过提前确定节点活动时序解决域间冲突问题。实验结果显示,该算法的节点平均睡眠时间在87%以上,空闲侦听导致的能量消耗仅占总能量的7%。     

密集型WSN冲突避免的MAC协议

无线传感器网络媒体接触控制层存在2种冲突。提出基于概率的时隙选择算法,使不同节点在相同时隙发送概率不同,从而降低域内冲突。实验结果显示,该算法的有效能量和损失能量相比Sift协议节省了17.6%和43.9%,能量有效率提高了14.3%。提出染色预防算法,通过提前确定节点活动时序解决域间冲突问题。实验结果显示,该算法的节点平均睡眠时间在87%以上,空闲侦听导致的能量消耗仅占总能量的7%。     

面向多跳无线网络的无冲突MAC协议

多跳无线网络中隐藏节点导致节点之间的冲突频繁、数据重传率高、网络吞吐量下降.而802.11 DCF 中的RTS/CTS(ready-to-send/clear-to-send)机制不能有效地防止隐藏节点,特别是随着网络中节点通信速率的提高,由 于节点的信噪比要求也相应提高,接收节点受到更大范围内隐藏节点的干涉,RTS/CTS 机制防止隐藏节点的效率急剧降低.首先,在考虑网络积累干涉以及环境噪音的情况下分析了多跳无线网络中的隐藏节点问题.然后,提出一种双信道无冲突MAC(media access control)协议DCCFMA(double channel collision free media access).DCCFMA 协议采用双信道结构,接收节点根据数据信道中发送节点的信号强度动态调节控制信道的发射功率,以完全覆盖接收节点周围所有的隐藏节点,保证接收节点在接收过程中不受干涉.DCCFMA 协议能够有效地解决多跳无线网络中的隐藏节点问题.仿真结果表明,与802.11DCF 相比,DCCFMA 机制下的平均网络吞吐量增加了24%.     

IEEE 802.15.4中信道利用率的分析与改进

在分析IEEE 802.15.4网络中为时延敏感应用提供的保护时隙(GTS)分配策略后,指出GTS分配中信道利用率低等不足。为此,对IEEE 802.15.4中的GTS进行改进。将GTS时隙再次划分为微时隙,与标准GTS申请命令不同,节点无须指定所需的GTS长度,而是提供需要发送的数据数量和数据长度,通过协调节点来决定所分配的GTS长度。仿真实验结果表明,改进后协议能提高信道利用率和网络吞吐量。     

射频识别系统冲突防范算法

射频识别是物联网技术的核心,标签冲突问题是射频识别必须要解决的一个关键问题．针对射频识别系统中的标签冲突问题,分析了Aloha算法及其改进算法．提出了一个基于FibonacciNumber的动态帧时隙Aloha改进算法,并建立了动态调整帧长的策略．仿真结果表明该算法能提高系统的吞吐率和系统负载．     

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。     

低速无线个域网隐蔽站问题研究

低速无线个域网标准IEEE802.15.4协议MAC层的主要目标是有效地减少能量的消耗,而并没有考虑如何有效地减少隐蔽站问题的产生.在无线多跳网络中解决隐蔽站问题主要方法有RTS/CTS和调节载波侦听范围等办法,但是均不适用于低速无线个域网.在对基于IEEE802.15.4的时隙CSMA/CA退避算法和隐蔽站问题产生的原理进行深入分析的基础上,得出了在节点均匀分布的情况下退避指数的最小值macminBE相对于发帧成功率的表达式,提出了通过调节macminBE,来减少由于隐蔽站问题引发的帧冲突的方法.并通过NS2仿真实验验证了方法的可行性.克服了现有方法的不足,较大地提高了网络的性能.     

一种用于高速公路上防车辆连环碰撞的V2V广播协议

目前,V2V网络主要通过周期性广播紧急预警消息(emergency warning message,EWM)来解决高速公路上经常发生的连环碰撞事件,但是周期性广播EWM容易产生广播风暴,造成大量消息的传输失败和传输延时,从而影响了预警网络的可靠性和效率.通过研究V2V网络中的各种无线广播协议,提出了一种用于高速公路上防止车辆连环碰撞的广播协议.协议在方向性广播的基础上,通过发送ACK帧选择广播车辆并由广播车辆负责广播EWM来解决广播协议中的EWM冗余问题.仿真实验表明:协议能有效地控制EWM的冗余问题,提高EWM传输的可靠性并降低传输延时.     

分布式无线网络中依据用户妥善安排的多址接入协议

基于有效竞争预约接入、无冲突轮询传输的思想，提出了支持节点移动性和多跳网络结构的UPMA(User—dependent Perfect—scheduling Multiple Access)协议．其指导思想是仅有发送分组的节点才竞争接入使用信道资源，无业务发送的节点将立即被取消占用信道的资格，因此它极大地提高了信道的使用效率；同时，提出了一种冲突避免和分解协议来保证节点能快速接入信道；最后，以星型拓扑结构的网络为例考察了它对Internet数据业务的支持性能，并且给出了相关的结论．     

A stochastic model for beaconless IEEE 802.15.4 MAC operation

IEEE 802.15.4 is a popular choice for MAC/PHY protocols in low power and low data rate wireless sensor networks. In this paper, we develop a stochastic model for the beaconless operation of IEEE 802.15.4 MAC protocol. Given the number of nodes competing for channel access and their packet generation rates, the model predicts the packet loss probability and the packet latency. The model can also account for the impact of hidden nodes in certain situations. We compared the model predictions with NS2 simulation results and found an excellent match between the two for a wide range of the packet generation rates and the number of competing nodes in the network.     

Ad Hoc网络中隐藏终端和暴露终端相关问题研究

隐藏终端和暴露终端问题是Ad Hoc网络中的固有问题,成为影响网络性能的关键因素,是否较好解决了此类问题,已成为衡量MAC协议设计好坏的重要标准。文章在明确了隐藏终端和暴露终端的概念后,另定义了＂隐藏终端不同时发送＂和＂暴露终端被动为接收者＂两类问题,对MAC协议解决以上问题的方法进行了分类,剖析了各类方法的原理,并比较了其优劣,评价了其效果。     

基于ZigBee环境监控系统的MAC协议研究

针对环境污染监控系统数据量小、时间间隔长、周期性等缺点,改进IEEE 802.15.4MAC层规范,提出适合环境监测系统的协议emMAC,协议使用MAC层帧的保留位,保持帧长和格式不变,将GTS时隙进行再细分,最多可分为112个时隙,可为每个节点分配一个时隙进行CFP访问,并为提高QoS加入预警发送机制。emMAC保持了与IEEE802.15.4的兼容,通过使用omnet++4.1分析与仿真表明,协议有效的避免了信道冲撞,减少能耗,延长了网络寿命,性能优于802.15.4协议。     

LM3S1138与CC2420的无线传感器网络通信

介绍基于ARM公司Cortex—M3处理器核的LM3S1138微控制器;结合无线射频芯片CC2420,构建工作在2．4GHz频段下且符合IEEE802．15．4标准的ZigBee节点;详细介绍了通信软件设计,并给出发送端和接收端程序的实现过程。这种节点具有性能稳定、功耗低的特点,通过实验验证了点对点通信的可行性。     

基于节点合作的Ad hoc网多信道MAC协议

针对Ad hoc网络的多信道隐藏终端问题,提出一种基于邻居节点合作通告机制的异步多信道媒介访问控制协议。该协议通过空闲邻居节点向未收到信道协商控制帧的节点发送通告广播帧,从而有效地解决了多信道隐藏终端问题。仿真结果表明,与IEEE 802.11、MMAC协议相比,该协议在提高网络平均吞吐量的同时,还能降低数据包平均延迟。     

一种基于邻接节点信息的合作式Ad Hoc网络协议

在802.11协议中,DCF（Distributed Coordination Function）机制是节点共享无线信道进行数据传输的基本接入方式,为了解决无线网络中隐藏节点问题,使用RTS/CTS机制减少冲突,然而当网络节点数增加时,节点传输的冲突次数亦增加,从而使网络性能明显下降。因此,需要设计新的MAC协议,以适应当前Ad Hoc网络应用的快速发展。在IEEE 802.11的分布式协调功能访问机制（DCF）基础上,本文设计新的节点合作式的网络协议（C-MAC）。C-MAC节点通过控制帧获得本节点2跳内的邻接节点信息,并且根据邻接节点的信息设计调度算法,使节点以轮询的合作方式传输数据,有效地避免冲突。仿真实验表明,在改变节点速率、帧长度、网络节点数等参数情况下,分别以吞吐量、单帧传输时间和公平性为指标,对DCF和C MAC协议进行性能比较。在节点传输速率为11Mbps时,C MAC协议吞吐量比标准DCF最多可增加50%。