基于RS-Polar编码的机载战术网络MAC协议

针对机载战术网络中节点的高速运动、大尺度稀疏分布、数据业务多样等特点,以及在时敏信息传输时高可靠、低时延的服务质量需求,提出一种基于RS-Polar编码技术的随机接入多信道媒质接入控制协议。采用RS-Polar级联的纠错编码技术、多包接收技术,使其在不采用信道预约和时隙分配的机制下仍然能够确保分组传输的实时性和可靠性,并有效提高网络吞吐量。通过建立突发包传播阶段的信道碰撞模型和接收阶段多包接收模型,理论推导了分组成功传输概率、分组端到端时延和网络吞吐量的数学表达式。仿真结果表明,该协议的分组端到端时延小于2 ms,当负载小于1 000 packet/s时,分组成功传输概率高于99%,能够有效满足机载战术网络性能需求。     

基于发送时延自适应抖动的多信道MAC协议

为保障机载自组网中各类飞行器在执行情报侦察、态势感知等任务时业务的低时延、高可靠、大容量的需求,提出一种新的多信道媒质接入控制协议。该协议采用时延抖动算法并根据信道负载自适应动态调整抖动窗口,利用多信道机制,使协议在有效保障系统稳定吞吐量的同时降低分组接入时延。通过建立分组排队阶段的M/G/1/K模型及信道接入阶段抖动状态的二维马尔科夫链模型,得到任一时隙有分组接入信道的概率,最终推导出分组成功传输概率、端到端时延和系统吞吐量的数学表达式。仿真结果表明,该协议可满足机载自组网传输业务的性能需求,验证了所建模型和理论推导的正确性。     

基于接收方信道质量的Ad Hoc网络多信道MAC协议

在分析当前Ad Hoc网络多信道MAC协议的基础上,提出了一个衡量信道质量的度量参数CQ（Channel Quality）作为信道选择的依据。并提出了一个基于接收方信道质量的多信道MAC协议MMCQ（Multi-channel MAC protocol with Channel Quality of receiver）,以解决多信道MAC协议常见的控制信道瓶颈和信道分配公平性问题。仿真表明：该协议在降低控制信道开销的前提下,能显著增加网络的平均吞吐量,并降低端到端平均时延。     

面向编码机会路由的无线Mesh 网络广播信道接入

编码机会路由是有损无线Mesh网络中提供高吞吐量和高可靠性传输的理想方案.该路由机制建立在无线广播的多用户分集优势和随机网络编码的纠删特性之上,为广播MAC的设计引入了新的机会和挑战.基于最优停止理论,研究面向编码机会路由的机会广播信道接入问题,提出一种在接入延迟和信道交付能力之间加以折衷,以获得最优的平均有效速率的方法,并在IEEE 802.11 DCF协议基础上设计实现面向NCOR的广播MAC协议O-BCast.仿真结果表明,该协议显著提高了编码机会路由的端到端吞吐量,具有网络负载自适应的良好特性.     

基于802.11的多信道MAC协议性能分析

为了改善无线网络中信道带宽的利用率,提高网络的吞吐量性能,已有研究提出了采用多信道MAC协议的方法,将单个信道分割成控制子信道和数据子信道进行联合使用.针对基于802.11DCF的该类型MAC协议,采用离散Markov链对DCF的退避机制进行建模分析,研究了多信道下两种MAC机制的饱和吞吐量性能与信道带宽分配比例的关系,分析了网络节点数、数据分组大小和DCF竞争窗口等对优化多信道带宽分配的影响,并将多信道MAC机制下的网络性能与单信道MAC机制进行了对比.分析和仿真结果表明,采用优化的信道带宽分配,多信道的MAC机制可以一定程度上提高网络的吞吐量性能.但是,当允许控制帧以最大信道速率传输时,多信道MAC机制吞吐量性能并不比单信道MAC机制好.     

MIMO MAC协议PHY/MAC联合仿真性能研究

多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）技术是能够实现多包接收（Multi-Packet Reception,MPR）功能。提出MIMO系统的MAC协议,该协议基于数据流控制方法实现多包接收功能,并在同一通信领域内支持多对一和并行通信。网络仿真中采用调用信道模型的方法,并利用OPNET和MATLAB进行了PHY/MAC跨层动静态联合仿真分析。仿真结果表明,所提协议能够有效地提高移动Ad Hoc网络吞吐量、端到端分组延迟等性能。     

自适应低轨卫星MAC协议性能分析

针对低轨卫星通信信道碰撞检测能力弱,时延较长和大业务量的特点,提出一种具有接入控制机制的自适应APRMA MAC协议。通过对信道负载和业务优先级判断来确定不同业务的接入概率函数,并且接入概率在每个时隙中通过更新来动态适应系统资源的变化。该MAC协议确保多个终端合理共享有限的无线资源同时,系统能达到高容量。通过仿真对语音业务丢包概率、数据包平均时延和数据业务吞吐量三个衡量协议性能指标与传统协议进行分析对比,证明了APRMA MAC协议显著改善系统性能。     

接收方预约信道的水声传感器网络MAC协议

为了获得更高的网络吞吐量,更低的端到端时延,设计出了一种适用于分簇网络的水声传感器网络MAC协议,该协议采用接收方建立握手机制,有效的获取邻居节点通信时的状态,动态分配发送时隙,实现数据包以报文序列方式无冲突的到达接收端.仿真结果表明,与同类MAC协议(FERI, RIPT)相比,该协议提高了网络吞吐量,降低了数据丢失率和端到端时延.     

一种多信道混合方式的无线传感器网络MAC协议

为了提高无线传感器网络的吞吐量,降低时延,本文设计了一种多信道MAC协议——MCHMAC。它采用调度和竞争访问机制相结的混合方式来传输信息,通过动态调整节点的活跃与睡眠状态的时长来节省能量。MCHMAC使用信道状态估计算法对信道进行评估,利用信道调度表来为节点调度状态最优的信道。仿真实验结果证明,本协议提高了吞吐量,降低了网络时延。     

基于博弈论的无线传感器网络优化MAC协议

将信道竞争过程建模为非完全信息动态博弈,解出此博弈的纳什均衡。在无线传感器网络媒体接入控制协议S-MAC的基础上,根据求得的纳什均衡,提出IIDG—MAC协议。仿真结果表明,与S-MAC相比,IIDG—MAC可以提高分组发送成功率,降低分组重传能耗、发送时延和比特丢弃率,提高系统吞吐量。     

An access protocol for efficiency optimization in WDM networks: A propagation delay and collisions avoidance analysis

The main investigation of this study is the performance optimization of a WDMA protocol suitable for a network architecture of passive star topology that uses the Multi-channel Control Architecture (MCA) and adopts asymmetric access rights over it. The access asymmetry defines that the MCA uses a separate control channel properly assigned for the free stations transmission, while the remaining control channels are used by the backlogged stations. The proposed asymmetric access protocol prevents from the data channels collisions, while it takes under consideration the loss due to the receiver conflicts. This is achieved by considering the propagation delay latency parameter as appropriate time interval in order to coordinate collisions-free data packets transmission. The performance parameters are derived through exhaustive analytical study based on a Markovian model of finite population, while the throughput optimization conditions are analytically investigated. Comparative results prove that the proposed asymmetric access protocol provides almost 11% throughput enhancement and significant delay deterioration as compared to a relative protocol with symmetric access rights over the MCA. The proposed protocol study is accomplished by examining its performance for various number of control channels and stations population.     

Double sense multiple access for wireless ad hoc networks

In wireless ad hoc networks, the major quality of service (QoS) concern and challenge in the design and analysis of contention-based medium access control (MAC) protocols is to achieve good throughput and access delay performance in the presence of hidden terminals, which are defined as the terminals out of the radio coverage area of an intended transmitter but within that of the receiver. We propose and analyze in this paper a new dual-channel random access protocol, called “Double Sense Multiple Access” (DSMA), for improving QoS support in wireless ad hoc networks. By separating the transmissions of ready-to-send (RTS) and data packets into two time-slotted channels and by introducing a novel double sense mechanism, DSMA completely solves the hidden terminal problem and can guarantee the success transmission of data packets. By taking into account the most complex network scenario in which all transmitters are hidden terminals with respect to each other, key QoS metrics such as throughput, blocking probability and access delay are derived mathematically for the proposed DSMA protocol. These analytical results are verified by extensive computer simulations.     

一种航空自组网中带差分服务的跳频MAC协议建模

针对军事航空通信中部分信息传输对时效性和可靠性的严格要求以及传播时延不可忽略的问题,提出一种基于Turbo 编码、猝发技术、异步跳频和优先级区分的媒体接入控制协议(PFH_MAC).通过为高、低两种优先级分组提供不同的排队策略和接入网络权限,以提供差分服务能力.运用Markov 建模、排队理论、组合理论和离散Laplase 变换得到系统各项性能的数学表达式.仿真结果验证了理论推导的准确性及差分服务机制的有效性.     

车载自组织网络协作MAC协议研究

车载自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)的关键技术之一就是 设计一个高效的媒体接入控制(Medium Access Control,MAC)协议。MAC协议因对网络的吞吐量、时延和丢包率等具有重大影响而成为研究热点。针对车载自组织网络对MAC协议的特殊性要求,提出了一种基于协作方案的TDMA MAC协议,即C-TDMA MAC。该协议中,当源节点到目的节点间直接传输失败时,其邻近辅助节点利用未被预留的时隙协作重传其先前侦听到的数据包到目的节点,而不影响其它数据包的正常传输。数值分析和仿真结果表明,所提出的协议提高了数据包成功传输的概率。     

一种适用于Ad Hoc网络的多信道能量高效MAC协议

对多信道条件下MAC协议功率控制机制进行了分析,提出一种能够根据各个接收节点的通信状况,动态地调整数据信道上数据帧的传输功率和控制信道上CTS帧的发送功率的多信道Ad Hoc网络能量高效的MAC协议(MPEMAC).仿真表明,该协议有效的节省了节点能耗,延长了网络节点的生存时间,同时还能够增大空间信道的利用率,从而进一步提高网络的平均吞吐量.     

A study of the length effect of fiber delay line based on CSMA/CP optical packet switching

This paper proposes a novel MAC (media access control) protocol named CSMA/CP for a metropolitan area network for the next generation Internet, which is an OPS (optical packet switch) network that all-optically and directly transfers IP packets over a WDM (wavelength division multiplexing) ring network. The proposed protocol uses the concepts of CSMA (carrier sense multiple access) and CP (carrier preemption) to all-optically transfer the IP packets of the nodes in the WDM ring networks. This paper studies the length effect of FDL (fiber delay line) in each node to support variable packet transmission, and develops an analytical model to analyze and simulate the packet delay and throughput.     

无线多通道MAC协议McMAC的改进方案

无线多通道MAC协议McMAC采用了基于同步通道切换机制的MAC框架,具有良好的抗干扰能力和吞吐量性能。然而该协议中存在的节点“消失”现象会导致大量的无效发送,造成带宽和能量浪费。提出了一种适用于该协议的新型通道访问控制机制,不仅可有效解决McMAC协议中存在的无效发送问题,而且具有良好的节能效果。仿真结果表明新的通道访问控制机制能够大幅提高McMAC协议的网络吞吐量和能量效率。     

自组网中基于多信道的功率控制技术

自组网介质访问控制协议是影响自组网性能的重要因素.形式化地描述并分析了结合多信道和功率控制技术的自组网MAC协议性能特征.NS-2仿真实验表明,与没有功率控制的AODV相比较,在功率控制技术中合理的引入多信道技术,可有效的降低功率控制所引发的碰撞增加问题,增加节点和网络的生存时间.     

带功率捕获的随机接入算法性能分析

简要分析了时隙ALOHA算法的性能,并搭建仿真平台对其过程进行了模拟仿真。在此基础上提出基于功率捕获的随机接入方法,即基站端在检测到同一时隙多用户碰撞后仍然试图检测出冲突产生时功率较强的接入分组,并对比时隙ALOHA算法对其性能进行了仿真分析。从仿真结果可以看出,系统接入后吞吐率有了很大的提高,同时接入时延大大降低。