一种面向分簇无线传感器网络的多信道跨层协议

针对工业测控对传感器网络抗干扰性及通信实时性的要求,提出了一种面向分簇无线传感器网络的多信道跨层协议.该协议在簇内采用多信道配合时分复用机制,并通过高容忍度信道切换算法实时评估信道质量和自适应切换信道,以减小相邻簇和相邻频段协议的干扰,在簇间引入链路Q值评价路径状况,采用基于概率转发的多路径机制平衡网内数据流量,并控制和缓解拥塞,以减小数据流量大或变化快时因拥塞造成的丢包.该协议将簇内多信道和簇间多路径2种机制相结合以提升网络性能.仿真结果表明,相比传统的分簇协议,该协议能有效抵抗干扰并控制和缓解簇间拥塞,且可缩短约22％的簇间延时.     

无线传感器网络倍增超周期多信道MAC协议设计

针对数据吞吐量较大,延迟要求较高的无线传感器网络(WSN)应用,提出了新颖的分簇扩展与调度方法,设计了一种倍增超周期多信道MAC(Medium Access Control)协议。该协议以TDMA(Time Division Multiple Access)机制为基本原理,结合可灵活配置的混合型信道访问机制,能够有效提高网络吞吐量和信道利用效率。利用OMnet++仿真软件模拟协议的运行,结果验证了本协议在提高网络吞吐量和降低传输延迟方面有优良的性能。     

认知无线传感器网络中基于网络特性的单天线媒体接入控制协议

提出了一种基于网络特性的单天线媒体接入控制(STNC-MAC)协议用于认知无线传感器网络.该协议能使作为次用户的无线传感器节点有效地对主用户使用信道进行机会接入.STNC-MAC充分考虑了主用户和次用户的网络特性,通过定义数据传输单元和最大信道占用时间,设计出适用于STNC-MAC的数据传输方案和可用信道列表管理机制,克服多信道隐藏终端问题和“盲”状态问题;同时,在不对主用户造成严重干扰的情况下,实现了不同主用户信道利用率的数据信道支持不同长度数据包传输的功能.NS2仿真结果表明,STNC-MAC在吞吐量和平均时延方面比STDCA MAC和原始的IEEE 802.11 MAC更好地提高了网络性能.     

一种多信道移动Ad hoc网络功率控制MAC协议

针对现有的多信道功率控制MAC协议（如DCA-PC）存在着控制信道利用率低和节点间采用大功率的通信对小功率通信干扰严重的缺点,提出了一种改进方案——DDCA-PC.DDCA-PC允许采用较低的功率发送控制帧,同时将大功率的通信限定在特定信道上.仿真实验表明,与DCA-PC相比,采用该协议可以在有效提高网络吞吐量的同时,降低能量的消耗.     

一种无线传感器网络动态多信道MAC协议

为了解决无线传感器网络内部节点干扰和外部Wi Fi网络干扰引起的服务质量下降问题,提出了一种动态多信道MAC协议DM-MAC.首先,通过3次握手机制和分布式计算方法为网络内节点分配初始信道.其次,构造拉丁跳频矩阵,节点根据初始信道号在矩阵中选取对应的跳频序列.在此基础上,利用状态转移图调整每个信道在跳频序列中的位置.当可用信道数量发生变化时,根据信道状态转移图生成新的拉丁跳频序列.最后,利用网络仿真软件NS2对DM-MAC通信性能进行分析.实验结果表明,与Mu CHMAC协议相比,DM-MAC能够有效地降低突发流量传输时内部节点间的干扰,以及外部Wi Fi干扰源对无线传感器网络性能的影响.同时,该协议改善了平均端到端延时和数据延时上限性能指标,提升了网络服务质量.     

基于时分频分的无线传感器分簇网络MAC层协议

针对无线传感器网络节点能量有限的特点,提出了一种应用于簇结构的媒质接入控制（MAC）协议．即FT-MAC协议．该协议在簇内使用分时通信,利用粒子群算法优化时隙分配,减小状态转换的能量消耗,为了消除网络通信中的簇间干扰,FT-MAC使用启发式搜索算法为相邻簇分配不同的频率,在仅需保持簇内时间同步的条件下,FT-MAC通过网关节点的特殊工作模式实现了簇间通信,避免了全网时间同步所造成的大量能耗．仿真结果表明,与其他媒质接入控制协议相比,FT-MAC具有能耗小、网络数据包延迟时间短的优点．能满足大规模无线传感器网络应用的需要．     

利用MIMO系统多包接收能力的Ad hoc网络MAC协议

传统的分布式Ad hoc 网络的单信道媒体接入控制(MAC)协议在同一时刻一跳范围内只能允许一对节点通信,导致网络的冲突严重、吞吐量小和接入时延较大.为此,文中利用MIMO系统的多包接收能力,设计了一种新的分布式Ad hoc网络MAC协议,该协议利用二进制退避和共享退避机制进行信道预约和共享,在单信道自由竞争的Ad hoc网络中实现了多点对点的通信,大幅度提高了网络吞吐量.文中还推导了该协议的网络归一化饱和吞吐量的数学模型.理论分析和仿真实验证明,新协议的网络吞吐量比利用分层空时编码(BLAST)的CSMA/CA(k)协议有了较大的提高.     

基于时间规划的水下无线传感网络MAC协议

针对水下无线传感器网络长传播时延、低带宽、时空不确定等特点,提出了一种基于时间规划的媒体接入控制(MAC)协议.该协议主要通过规划时间序列合理安排数据传输时机,以避免数据冲突的发生,并以数据队列的形式传输有效数据,使得在一个握手周期内可以完成多个数据的传输,从而提高了信道的利用率.最后通过NS2仿真实验表明,当网络负载较高时,该协议能较大程度地减少控制包开销,提高网络吞吐量.     

无线传感器网络层次路由安全通信研究

在无线传感器网络中引入分簇结构,可提升系统吞吐量、降低系统延迟以及节省能量。但已有的分簇方案并未较好地实现簇的安全通信。针对此问题,提出SSCRA协议,借助覆盖半径来确定簇规模成簇,簇间采用多跳路由。为实现安全通信,簇内和簇间分别利用簇密钥和簇间密钥来保障数据包的加密和认证性。仿真实验表明该协议以较低的能耗增强了分簇传感器网络的安全性。     

双概率检测无线传感器网络MAC协议分析

提出了一种新的随机多址无线传感器网络MAC协议,通过划分分组发送时间为1+a,采用1时间内p1概率检测与a时间内p2概率检测控制策略,对多通道随机多址无线传感器网络MAC协议进行了理论分析.在可控性增加的基础上,得出了系统的吞吐量、多业务优先级的吞吐量和信息分组发送时延等重要系统参数.此外,还通过传感器网络实验和计算机仿真实验验证了理论分析的正确性.新的控制协议,其节点接入控制更加精细,更适于无线传感器网络的MAC接入控制.