应用于IEEE 802.11 DCF中减小冲突的方法

为了提高IEEE 802.11 DCF(distributed coordination function)在网络繁忙时的性能,提出一种减小冲突的方法。该方法是将2个时隙组合起来构成一个超时隙。当一个站点在一个超时隙中发包时,它以q的概率选择第1个时隙发包,以(1-q)的概率选择第2时隙发包;因此,当多个站点同时在一个超时隙中发包时,一部分冲突就被转化为成功的发送或虚拟冲突。仿真结果表明:在存在100个站点的网络中应用该方法可以提高22.6%的吞吐量并将冲突所消耗的能量降低为原来的52.7%。这种方法简单易行,较大幅度提高了DCF的性能。     

一种基于优先级的DCF退避机制

针对当前IEEE 802.11 DCF(分布式协调功能)机制站点无优先级与有些站点需要实时性和高质量服务保证之间的矛盾,提出了一种兼顾优先级、吞吐量、时延的用于DCF的退避机制。该机制将优先级作为退避时隙选择的一个参考因素,将退避窗口分成数个无重叠、连续的子窗口,使不同优先级站点处于同阶退避时有不同的时隙选择范围,从而提升高优先级站点的吞吐量并降低其时延。该机制摒弃了很多复杂概念比IEEE 802.11e简单。采用二维马尔科夫链模型进行数学分析,并用NS2仿真工具加以验证,通过实验证明,采用该机制时,高优先级站点在吞吐量、时延上均能获得良好的服务质量保证。     

无线局域网能耗性能分析

为得到IEEE802．11分布式协调功能（DCF）在无线局域网环境中饱和状态下的能耗性能,根据节点在每一虚拟时隙内发送的报文概率和条件碰撞概率,通过计算节点在每个虚拟时隙内的平均能耗和每个虚拟时隙的平均系统时间,得到了节点的平均功耗和网络的载荷能耗率．分析结果表明：报文越长、信道速率越高,网络的载荷能耗率越低,能耗性能越好;网络的载荷能耗率与网络规模呈近似线性关系;随着信道速率的提高,基本接入机制将逐渐显示出较RTS／CTS接入机制更大的优势;当网络超过一定规模时,节点的平均功耗主要取决于接收功耗,而发送功耗、空闲功耗仅对其有微弱影响．     

网格型煤矿瓦斯监测网络节点接入机制设计

为了解决煤矿瓦斯监测网格型无线传感器网络无线节点在同一信道上工作时容易产生数据冲突,不利于监测的问题,提出了一种网络的无线节点接入机制。将无线传感器网络中的端设备节点先分组,再使用随机竞争与时隙分配相结合的方法来解决该问题。实验表明,利用分组无线节点中的时隙分配,并在同一时隙内采用CSMA/CA机制传输数据,不仅可以减少时隙数,降低数据传输时延,还可以减少数据传输冲突,节省能量,从而提高了无线监测网络的可靠性和稳定性。     

基于IEEE 802.11协议的P概率退避算法研究

针对IEEE 802.11 DCF提出一种P概率退避算法P_PBA（P-persistert backoff algorithm）。P_PBA基本思想是网络终端执行退避算法时计算出时隙利用率和概率P,在终端每次成功发送后,终端的发送竞争窗口大小以概率P回到初始值,否则以概率1－P保持竞争窗口大小不变。P_PBA解决了IEEE 802.11协议没有记录网络竞争程度问题,有效地降低碰撞概率,提高网络性能。仿真结果表明,P_PBA在保持高的吞吐量的同时维持较小的接入时延。     

基于排队网络的IEEE 802.11 DCF非饱和性能

针对IEEE 802.11 分布式协调功能(DCF)的非饱和性能评估问题,对DCF退避过程与站点媒体接入控制(MAC)层缓冲区队列整体建模,得到了一个闭合排队网络模型.然后,基于该模型推导出有限负载条件下无线网络传输率与吞吐量的表达式,并分析了站点数量、传输负载、数据包大小对网络性能的影响.仿真实验结果表明,该模型能够有效地分析DCF的非饱和传输性能.     

802.11多速率无线局域网中的竞争窗口控制算法

针对此类网络的饱和吞吐量模型,分析了速率调整无法降低帧冲突的原因以及发送节点的尝试发送帧概率对网络性能的影响.基于发送节点的尝试发送帧概率和竞争窗口大小之间的关系,提出了一个802.11多速率无线局域网中控制竞争窗口的方法,该方法通过估计局域网中的平均连续空闲时隙数来控制竞争窗口,因此能够主动减少由于节点数量大造成的帧冲突,从而提高网络性能.模拟实验表明,在802.11多速率无线局域网中,竞争窗口控制算法的引入可以在已有的速率调整算法的基础上使网络性能大大提高,获得更好的吞吐量和公平性.     

门禁系统中的RFID时隙防冲突算法

为了改善基于RFID技术的门禁系统在获取电子身份标签信息时的冲突问题,通过引用马尔可夫链为时隙防碰撞法建立数学模型,并以此为基础对时隙法的性能进行分析,从而得出时隙法中定时隙对电子标签数目识别的影响,这为在已定时隙数的情况下合理规划门禁系统范围内的电子标签数目、提高识别效率提供了参考。     

WPAN应用环境下IEEE 802.11b最优包长

为了提高WPAN应用环境下IEEE 802.11b的吞吐量,首先分析IEEE 802.11b DCF协议应用时的数据包传输时序,得到IEEE 802.11b系统的吞吐量性能与包长及包错误概率的关系,然后对WPAN干扰网络存在时包错误概率与PLCP服务数据单元(PSDU, PLCP service data unit)值之间的关系进行建模.在理论上证明了在一定的WPAN干扰强度下,IEEE 802.11b系统存在一个最佳的数据包长度,可以使得系统的吞吐量最大.在此基础上提出了WPAN干扰网络存在时的自适应包长方案.仿真结果表明,所提方案可以有效地提高网络吞吐量.     

衰落信道中IEEE 802.11 DCF的算法改进

为提高IEEE(the institute of electrical and elec-tronics engineers)802.11 DCF(distributed coordinationfunction)在无线衰落环境中的性能,提出了一种适用于无线衰落环境的无线局域网媒体接入协议DCFf(DCF in fadingchannel)。根据网络规模和信道状态,通过动态调整将竞争窗口加倍和重置的概率使无线局域网的吞吐量性能达到最优。利用有限状态Markov链对DCFf和DCF进行数学建模和理论分析,模型考虑了传输误码对协议行为的影响。计算结果表明:当网络规模、数据速率、信道状态发生变化时,DCFf的吞吐量性能总是优于IEEE 802.11 DCF,并且DCFf与IEEE 802.11 DCF兼容。     

非饱和情况下基于802.11 DCF的改进协议DIDD

DIDD(double increase double decrease)协议是一种无线局域网介质访问控制802.11DCF(distributed coordination function)协议的改进。为分析DIDD协议在非饱和情况下的性能,该文使用三维Markov链模型,分析DIDD协议的回退过程求解节点的稳态发包概率;使用一维Markov链模型,求解起始回退阶段数的稳态分布;使用排队理论,计算了网络的非饱和吞吐量和数据包延迟。结果表明:在各种数据速率下,理论分析结果与仿真结果一致。     

支持高速城域无线IP接入的双脉冲预约协议

在IEEE 802.16无线城域网中,基于带宽请求消息的预约协议在高IP业务负载时易导致预约冲突。为此,该文提出了一种新的无竞争预约协议:用户站先通过每帧固定发送一个双脉冲信号来反映IP到达分组的个数和类型,并在随后的业务传输中捎带发送准确的带宽请求。仿真结果表明:该协议可将系统的最大吞吐量提高4%~20%,同时改善分组传输的延迟和延迟抖动性能。     

基于AP选择及自适应切换的负载均衡算法

针对无线局域网中无线接入点容易过载的问题, 提出一种基于无线接入点的选择及自适应切换的负载均衡算法。通过RSSI(Received SignalStrength Indication)值, MAC(Media Access Control)帧发送时延选择接入点, 同时对无线站点的突发流量做出积极应对措施, 用最小限度接入点的切换达到均衡整个网络负载的目的。该算法能明确选择信道空闲的无线接入点, 均衡接入点负载, 降低数据包的发送时延。与传统方法相比, 该算法使系统的总吞吐量提高13.6%。     

一种基于发射功率控制的无线自组织网MAC协议

在无线自组织网数据链路层中,采用传统的功率控制机制会引起不同发射功率节点间的分组冲突。为了减少这种冲突和提高网络性能,提出了一种基于发射功率控制的无线自组织网MAC协议。通过引入交互发射功率等级信息和目的节点发送两次CTS帧的方法来缓解隐藏终端问题。网络仿真表明,在静止网络中CTPL协议与802.11 DCF协议相比可有效提高网络吞吐率,并减少部分能量消耗。通过仿真分析可知,该协议在无线自组织网络静止场景中可提高吞吐率,降低传输时延以及延长网络使用寿命。     

A timeslot assignment scheme for cluster-tree based wireless sensor network

<正> Many efforts have been made to develop time division multiple access (TDMA) slots allocation in amulti-hop converge-cast wireless sensor network (WSN),however,most of them either use complex algorithmor concern frames only without simultaneous transmission in a single slot.In this paper,we presenta timeslot assignment scheme for cluster-tree-based TDMA WSN,covering three frequently used workingmodes in practical applications.The shortest frame formed can guarantee real-time communication and isalso facilitated for message and slot integration,since timeslots allocated to a single node are continuous.During allocation processes,the algorithms are distributed and light-weighted.The experiment resultedfrom a WSN prototype system shows that our scheme can achieve a good reliability.     

水下声学无线传感器网络的设计和性能分析

为了分析水下声学无线传感器网络在受到干扰情况下的性能,介绍了影响网络性能的相关干扰因素,设计了物理层水声通信干扰模型,建立了基于频率相关的路径损耗和Ricean衰减的信道模型,研究了可作为网络连通标志的覆盖范围、端到端帧误差概率、功率和带宽需求之间的关系,分析了节点受同层其他节点通信干扰下的网络性能。通过仿真实验验证了所设计模型的可行性。实验数据表明,通过优化通信工作功率和节点密度,能够确保网络正常运行,提高网络的可靠性。     

IEEE802.11功耗分析

为得到IEEE 802.11DCF在全互连网络饱和情况下的功耗,采用"盒子-球"模型对报文碰撞问题进行了研究.通过将发送结点的状态变化看作一个状态有限的一维马尔可夫过程,运用一种基于虚发送周期和平均竞争窗口概念的方法分析了IEEE 802.11DCF的功耗性能.结果表明,报文长度、信道速率等因素对协议功耗性能只有微弱影响;结点数达到一定程度之后,协议功耗主要由接收功耗决定,与发送功耗关系不大.