一种应用于Ad Hoc无线局域网的随机接入协议

本文分析了应用于Ad Hoc无线局域网的BSAC(Buffered Slotted ALOHA CDMA)随机接入协议,并且首次提出了采用Markov(马尔可夫)链方法的分析模型.此模型应用两个Markov链模型,一个表示节点中的M/M/1/k排队模型,另一个表示网络中活动节点数量.两个Markov链模型通过节点空闲概率相互联系.在此模型基础上,本文详细分析了扩频增益、队列长度与最大允许重传次数等输入参数对网络吞吐量、平均延迟与丢包概率等性能尺度的影响,推导得出了BSAC协议的吞吐量极限.另外,本文还引入多数据包接收技术-延迟捕获技术,该项技术可以有效降低数据包冲突概率,相对于没有采用延迟捕获技术的BSAC协议,平均提高吞吐量29.1%,最大吞吐量提高20.8%,使网络性能接近于理论极限.     

一种用于AdHoc网络的协同MAC协议

基于IEEE802．11 DCF模型,利用协同分集技术,提出了一种适用于AdHoc网络的协同MAC协议。此协议在目的节点实时选择传输模式和协同节点,可有效减小节点移动和信道变化对网络性能产生的影响。同时,利用分集技术,对源节点和协同节点的数据信号进行最大比合并（MRC）,可有效提高系统的可靠性。仿真结果表明,在文中的仿真条件下,和传统IEEE802．11DCF协议相比,该协议在系统分组递交率和延迟性能上分别提高了20％和50％。     

基于捕获效应的传感器网络MAC层研究

基于Markov链理论提出了一种新的理论模型用于描述无线传感器网络MAC层回退机制,该模型重点考虑了密集分布的无线传感器节点中普遍存在的捕获效应,并给出了新模型下节点发送概率的解析解。在此基础上,进而提出了一种新的无线传感器网络吞吐率计算模型,通过仿真分析,基于该模型计算所得到的网络吞吐率理论值要大于没有考虑捕获效应的网络吞吐率理论值。因此提出的新模型能够更准确地描述捕获效应对无线传感器网络的影响。     

无线Mesh网中基于网络编码的多路径TCP研究

在无线多跳网络中,本地重传和网络编码已经被成功地应用到多路径技术上以增加吞吐量并减少丢包。然而,在提高UDP传输性能的同时,也产生了数据包重排序和延迟等副作用,严重影响了TCP性能。针对此问题,主要提出一种基于网络编码的多路径传输方案NC-MPTCP,即在无线mesh网络的多条路径中引入网络编码、执行拥塞控制以及使用一个基于信用的方法控制节点的传输速率,提高网络的吞吐量以及增加网络传输的可靠性。该方案使用一个简单的算法,评估丢包率以及发送线性组合数据包的速率,用来降低目的节点的数据包解码延迟和防止TCP的超时重传。仿真结果表明设计的NC-MPTCP有效。     

基于TDMA支持实时应用的多跳时隙预留协议

提出一种基于时分多址接入(TDMA)的多跳时隙预留的协议(TMSR)以支持Ad Hoc网络中的实时应用,协议中节点为实时数据包的多跳转发预留信道时隙,通过超帧把数据包从源节点传输到远端的目的节点。通过NS2对提出的协议性能进行评估,重点分析了静态和移动环境下该协议的平均端到端时延和平均吞吐量,同时,在单跳仿真场景中,对TMSR协议与ETDMA进行对比,仿真结果表明随着数据流量的增加,TMSR提供了比E-TDMA更好的数据包吞吐量和时延性能。在多跳仿真场景中,采用TMSR协议的节点间的平均端到端的时延满足了实时应用的端到端多跳时延要求。     

一种基于ε-greedy的领导选举方法

随着区块链的广泛部署,无人协同等延迟敏感型的应用对区块链系统的低时延需求日益提高。在协同场景下,区块链节点通常跨地域部署,节点异构性较强。在基于领导节点的拜占庭容错(Byzantine Foult Tolerant, BFT)共识协议中,不稳定的或能力较差的领导节点将导致不必要的高延迟,并降低区块链的可用性,特别是在资源有限的移动或传感器网络下。针对上述问题,提出了ε-LE,一种带有网络感知的领导选举方法,基于节点到领导节点的通信延迟测量结果,采用ε-greedy策略对领导节点进行选择,使得当前性能较优或网络中关键位置的节点具有更高概率成为领导节点,从而优化共识延迟。相较于AWARE等方法,ε-LE实现O(N)的通信复杂度,更加适用于具备线性通信复杂度的共识协议。实验结果表明,ε-LE能够选择可优化集群共识延迟的节点作为领导节点,在线性拓扑网络中实现了约21%的吞吐量提升。     

无线传感网中的动态信道分配DCA-PC

信道接入协议对网络的性能起着决定性的作用．是WSNs技术的研究重点之一。单信道的信道接入协议在节点规模增大时,网络性能明显变差。采用多信道机制,可以提高网络吞吐量．减小传播延时．降低冲突的概率,更易于支持     

带有接入阈值和超时隙的认知无线网络频谱分配策略

为了提高认知用户的响应性能,并降低传输中断的概率,通过限制进入系统的认知用户数据包数量,并令授权用户以超时隙为单位优先使用信道,提出一种带有接入阈值和超时隙的集中式认知无线网络频谱分配策略。结合时隙序号及系统中认知用户数据包的数量建立2维离散时间Markov链模型,给出认知用户数据包的平均延迟、吞吐量及信道切换率等性能指标的表达式。建立系统收益函数,针对不同的超时隙大小给出接入阈值的优化设置方案,并利用优化结果,进行系统实验。实验结果显示:合理的接入阈值和超时隙大小可以有效提高认知用户的传输质量。     

无线传感器网络DCF改进模型建模分析

针对无线网络的IEEE802.11的DCF机制,文章构建一种基于冲突概率p的分析模型,该模型综合考虑了无线网络中的节点数、网络负载及退避算法中的退避阶数及重传次数等影响因素,利用M/G/1/K队列模拟无线网络终端的饱和与非饱和状态,采用二维Markov对无线网络系统建模,由该模型得到网络系统的归一化吞吐量,并分析不同的数据包到达率对网络性能的影响,为预测和优化系统的性能提供理论依据。     

移动Ad Hoc网络中的一种功率控制MAC协议

本文提出了一种应用于移动Ad Hoc网络中的功率控制MAC（medium access contr01）协议，通过两个通信节点之间的控制包中的信息交换来决定数据包的发送功率以及其它邻节点下一次发送RTS控制包的功率。通过仿真与IEEE 802．11 MAC协议进行比较，由仿真结果可以看出，该协议能大大减少移动节点消耗的功率，提高节点的能量利用效率，并保持系统的吞吐量性能。     

6LoWPAN网络能耗性能建模分析

为了改进6LoWPAN网络能耗性能,提出了一种基于超帧睡眠期的信道竞争机制,并对其进行Markov建模.基于本模型,对发送状态概率、信道检测冲突概率等网络参数和节点平均能耗进行了数学分析,并研究了参数λ、minBE和NB对能耗等网络性能的影响.理论分析表明,该模型能够较好的描述和评价6LoWPAN网络MAC协议,新机制降低了网络能耗,也改善了协议的性能.     

基于SMAC的无线传感器网络MAC协议的分析与优化

首先对MAC协议进行了相关介绍。然后重点介绍了一种基于竞争的无线传感器网络MAC层协议S-MAC协议。其核心是提出了一种新的无线传感器网络的MAC协议设计方案。基于动态调整占空比的思想,提出了ATC-SMAC协议。该协议在S-MAC协议的基础上改进了固定占空比的劣势,根据每个节点上的数据包的平均延迟调整占空比。通过动态地调整每个节点的占空比,使不同流量的节点拥有不同的工作时间,协议根据不同节点的流量情况自适应地对其占空比进行调整。经过仿真试验,得到ATC-MAC在网络端对端延迟、能量消耗以及吞吐量方面较S-MAC协议都有比较明显的提高。     

采用偏射路由算法的全光分组网络的性能分析

本文提出采用统一的马尔可夫链方法分析存储转发路由和偏射路由算法的网络，并在具体计算偏射概率时，采用了递推的算法。着重分析了偏射路由算法在无存储器、有单个存储器及有两个存储器的情况下，ＭａｎｈａｔｔａｎＳｔｒｅｅｔＮｅｔｗｏｒｋ和ＳｈｕｆｌｅＮｅｔ网络的性能，包括网络吞吐量、数据包的平均跳转次数和数据包跳转次数的概率分布，并对ＭａｎｈａｔａｎＳｔｒｅｅｔＮｅｔｗｏｒｋ和Ｓｈｕｆ－ｆｌｅＮｅｔ两种网络进行了简单的比较。     

一种基于转发区域的三维地理位置路由协议

在真实的无线传感网络(WSNs)应用环境中,传感节点位于三维空间。为此,提出基于锥形转发区域的三维地理位置路由协议。为了减少冗余数据包数、降低数据包碰撞概率,CFRG协议先建立锥形转发区域,其目的在于限制转发节点数。然后,再估计锥形转发区域内节点的转发概率,最终选择具有最大转发概率的节点转发数据包。当节点遭遇空洞节点问题,就自适应地调整锥形转发区域体积,扩大选择转发节点的空间,即通过锥形转发区域调整,解决VNP问题。仿真结果表明,提出的CFRG协议能够处理VNP问题。与同类的三维路由协议相比,CFRG协议能够提升端到端传输时延和数据包丢失率两方面性能。     

ISDN分组处理器接口(PHI)的性能分析

采用M/M/1/K的排队模型分析了PHI的性能,包括分组的损失概率、吞吐量、平均延迟、PHI上所能支持的最大用户分组业务量等。     

一种新型的光分组交换环网体系结构

提出了一种以波长为标签的新型全光变长分组交换环网的体系结构、网络节点的光分组数据包收发模型,以及防止光分组冲突的多令牌协议。使用多令牌协议的环网在进行光分组交换时,不需要高速的光子器件,无需使用延迟线、电中继以及解决光分组的冲突问题。通过数值仿真,分析了4节点、8节点和16节点环网巾光分组各种的时延特性以及网络的吞吐量特性。结果表明,当网络负载增大时,数据包的平均时延增大,同时网络节点的吞吐量和资源利用率也随之增大;网络节点数目越多,网络的吞吐率也越大。     

车载网络GPSR路由改进算法

GPSR路由协议在车载网络的应用中,因使用贪心算法而采用边缘节点进行数据转发,在转发过程中容易造成数据包丢失、服务质量低下等问题。文中针对原GPSR协议在数据转发模式上的缺陷,提出选取众多车载网节点中移动速度缓慢的节点作为中继节点,以减小选取移动速度过快的节点作为中继节点出现的概率。通过仿真对比原协议和改进后协议前后端到端延时、不同移动速度下的数据包接收的成功率、抖动率以及吞吐量等方面的性能,实验结果表明改进算法提高了协议的工作效率,优于原GPSR协议,更加符合车载网络的应用。     

CDMA无线网络中的突发数据业务延时分析

本文对CDMA无线网络中的突发数据业务的延时性能进行了分析。与以往的工作相比，本文假设数据流量模型为Markov到达过程(而非简单的泊松过程)，并从理论上对系统延时性能进行了分析。本文首先为数据子系统建立了完整的Markov模型，并运用矩阵几何技术求解该Markov链；然后计算数据包延时的概率分布函数(而非简单的平均延时)。仿真结果表明系统建模和延时分析方法是正确的。     

无线Adhoc网络中一种基于网络编码的协同MAC协议

协同通信中,中继节点通常用来转发源节点的数据分组.但是从中继节点的角度出发,帮助其它节点转发数据会降低其自身的性能,导致中继低效率问题的出现.针对此问题,该文基于网络编码设计了一种适用于无线Ad hoc网络的协同MAC协议.该协议将网络编码和协同机制相结合,在需要协同传输时,利用网络编码让中继节点在发送源节点数据的同时也发送自身的数据,利用网络编码来解决协同传输中中继低效率问题,进一步提升协同传输的性能.该文还在2维Markov退避模型的基础上,加入了网络编码和协同机制,对所提协议在多跳网络中进行了吞吐量性能分析,并探讨了网络节点数、多跳和信道质量对吞吐量性能的影响.仿真结果表明,相比一般的协同MAC协议,采用网络编码的协同MAC协议可以显著的改善系统性能,是解决协同传输中的中继低效率问题的有效手段.     

无线传感器网络中基于切换与保持节点选择的协同ARQ协议

提出了一种基于切换与保持节点选择的协同ARQ协议,该协议在确保无线传输可靠性的同时能获得较高的能量效率.建立了一种马尔科夫链模型,在此基础上分析了系统的吞吐量性能;基于无线传感器网络中一种广泛使用的能耗模型,以系统能效为指标分析比较了所提协议与传统ARQ协议的性能,并讨论了中继位置对系统能效的影响.基于Monte Carlo仿真,讨论了所提协议和传统ARQ协议的吞吐量和能效性能.数值和实际仿真结果证实了所给吞吐量模型的有效性;同时仿真比较表明所提协议能获得相比传统ARQ更优的吞吐量和能效性能.