基于跨层协同的MANET网络拥塞控制算法仿真研究

移动自组织网络MANET因大量数据包发送、节点信道同步适应和动态无线拓扑变化等原因,易发生传输拥塞.传统拥塞控制的主动式队列管理算法,如拥塞随机早期检测算法(Random Early Detection,RED),根据缓存占用情况监测和判断拥塞,无法适应MANET网络MAC层信道监控发送的特点.针对这一问题,基于链路层MAC802.11的RTS/CTS重传机制,结合网络层缓存占用情况检测网络拥塞,提出IRED(ImprovedRED)算法,该算法通过跨层协同的机制实现拥塞控制.最后,通过NS2网络仿真工具验证IRED算法的性能.实验结果表明,IRED较传统算法在吞吐率、延时和传输抖动等性能上都有显著提高.     

一种无线传感器网络跨层拥塞控制算法

在无线传感器网络中节点级拥塞和链路级拥塞同时发生的情况下,引入滑模变结构机制,提出相应的拥塞控制算法.链路级拥塞采取节点输出流量最小的数据包优先进行传输的原则;节点级拥塞利用主动队列管理方法实现拥塞控制.所设计的控制器实现了MAC层和传输层同时进行拥塞控制的目的,使整个网络中的节点根据局部的拥塞状态调整数据发送速率,同时自适应地分配MAC信道,利用Lyapunov函数证明了算法的有效性.仿真结果表明该算法有效缓解拥塞的发生,大大降低排队时间.     

无线Ad Hoc网络中MAC协议改进策略的研究

文章通过在传统的 IEEE 802.11 MAC帧的头部增加1个表征信道状态的字段,提供一种通信机制来解决隐藏节点问题;提出了一种具有邻居媒质意识的MAC(New-MAC)协议,当冲突发生时,该协议的后退算法使发射端能够根据本地和邻居的信道使用指数合作地调整竞争窗口大小,避免了采用IEEE 802.11 MAC 协议时节点之间出现的盲目竞争,从而改善了上层TCP 业务的公平性和吞吐量.     

IEEE802.11n高吞吐量无线局域网技术分析

文章针对IEEE 802.11n高吞吐量无线局域网关键技术进行分析.802.11n标准在物理层采阿太MIMO、OFDM、信道绑定以及短保护间隔等技术,MAC层采用帧聚合,Block ACK、反向传输以及BIFS等技术,从而使无线传输吞吐量和可靠性得到提升.     

无线Mesh网络中基于公平性的拥塞控制

提出了一种针对无线Mesh网络的具有公平性拥塞控制策略.该策略与IEEE 802.11e EDCA相比,在有效缓解网络拥塞的同时,保证了高优先级业务与低优先级业务之间的公平性,使整个系统吞吐量提高了6.3%,防:止了"饿死现象"的发生.仿真结果说明了该算法的有效性.     

编队协同中的Ad Hoc网络MAC协议

大量研究分析表明,退避机制和竞争窗口的优化设计能够改善IEEE 802.11 DCF MAC协议的性能.结合无人机编队和卫星编队自组织分布协同应用场景,给出了基于IEEE 802.11 DCF MAC协议的优化改进机制:DCF/CCW.该机制改变IEEE 802.11 DCF MAC协议中根据MAC帧的多次碰撞以确定竞争窗口值的方法,通过监控信道获得系统中竞争节点数目,使用最优常数竞争窗口,从而减少碰撞机率,获得网络性能的提高.该机制具有一定的拓扑适应性,当网络结构发生变化时,监控信道获得的系统竞争节点数随之变化,从而可动态调整最优常数竞争窗口.对该机制下的系统吞吐量和接入时延的分析结果显示:网络规模一定时,系统吞吐量受竞争窗口大小的影响较大,而系统平均接入时延的影响较小.该机制对提高和完善编队协同网络的通信性能具有一定的意义.     

基于QoS的超高速无线局域网信道绑定机制

相对于高速无线局域网标准IEEE802.11n,超高速无线局域网标准(草案)IEEE802.11ac主要是在吞吐量性能上有显著提高,而提高吞吐量的关键技术之一是利用信道绑定扩展信道带宽,使用拓宽的信道进行数据传输.但是这种方法并不能解决无线局域网中业务量大时业务冲突的问题.该文提出的信道绑定机制基于服务质量,根据业务优先级的不同,有选择地绑定不同数量的信道进行多信道数据传输.仿真实验表明:这种机制不仅保证了服务质量,还减轻了网络拥塞,比传统的信道绑定机制更加符合超高速无线局域网的要求.     

无线Ad Hoc网中节点吞吐量与周围节点的关系研究

MAC802.11 协议被广泛应用到无线 Ad Hoc 网络中,在 MAC802.11 协议下的无线 Ad Hoc 网络中,针对两个邻近的发送节点之间、两个邻近的接收节点之间的吞吐量否会相互影响的问题进行研究.根据 MAC802.11 机制进行分析,理论分析与仿真实验都表明表明:当某一节点的邻居节点发送或接收时,该节点的吞吐量会因为受到邻居节点的影响而降低.     

一种新型IEEE802.11无线局域网自适应协议模型

文章介绍一种新的IEEE802.11无线局域网自适应协议模型即信噪比-波功率自适应(SNR-WPA)模型,它基于无线信道信噪比仿真技术来动态调节和扩频无线通信波形和发射功率。SNR-WPA通过离散方式改变功率与每一个802.11数据波速度相匹配,在最小MAC层争夺中能够获得最大的网络吞吐量,且不会产生附加的路由负载。     

一种基于干扰感知概率预测的无线异构Mesh网络带宽统计联合优化算法

文中提出了一种基于IEEE 802.11的无线多媒体异构网络可用带宽评估算法,该算法通过研究分组碰撞概率和退避时间的相互影响计算发送端与接收端空闲时间的重叠概率,同时通过区分节点的繁忙状态和载波侦听状态来提高重叠概率估计的准确性.网络节点根据感知的信道剩余可用带宽,综合考虑流内和流间干扰,计算路径可行的发送速率和路径代价函数,以此选择最佳分组转发路径.NS2仿真结果表明,文中提出的带宽优化算法,与现有算法相比能够更加准确的感知链路的可用带宽,提高网络吞吐量,避免网络拥塞,为多媒体业务流的接入提供更好的QoS保障.     

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。     

基于CFB模式的802.11e EDCA网络研究

IEEE 802.11 DCF作为无线局域网介质访问层基本协议未考虑优先级,而IEEE 802.11e EDCA协议在数据竞争接入信道时引入了优先级的概念,不同级别的业务流可采用不同的信道接入参数.EDCA机制允许采用CFB(竞争空闲突发)模式,即站点在整个TXOP持续时间内都能对媒体进行控制,可减少竞争信道的时间.不同的业务流在以上三种MAC接入机制是否能得到服务质量保证是本文要解决的问题.本文比较复杂拓扑结构下DCF,EDCA和EDCA+ CFB三种模式系统的性能,仿真结果证明EDCA+ CFB模式能进一步提高多优先级业务流的服务质量,保证高优先级业务流的吞吐量和丢包率、延迟等性能.     

基于IEEE802．11MAC协议的性能分析与仿真

IEEE802．1lMAC协议是无线局域网标准的关键部分,它在很大程度上决定网络的性能。本文在分析IEEE802．11MAC协议基础上,采用网络仿真软件NS-2对无线局域网的吞吐率、包丢失率和端到端时延等性能进行了仿真,结果表明网络性能指标与网络中的站点有很大的关系。     

智能电网中基于平衡树的无线Mesh接入网络路由算法

在智能电网(smart grid,SG)接入层的无线Mesh网络(wireless mesh networks,WMNs)应用中,针对数据流过度地集中在关键节点而导致数据拥塞问题发生,提出一种基于平衡树的无线Mesh网络路由算法。在传统AODV(ad hoc on-demand distance vector routing)算法的基础上,使用平衡树模型,综合考虑节点剩余容量和转发数据所需的路由跳数建立路由判据模型,合理地选择下一跳中继节点,均衡节点数据流。路由算法仿真采用OPNET平台实现,就网络的吞吐量、通信时延以及网络丢包率3个重要方面,对所提的路由算法与传统AODV算法的性能进行了对比分析。仿真结果表明,提出的算法能够有效地解决无线Mesh网络中的数据拥塞问题,相比于传统AODV算法能明显提高网络吞吐量,减小网络通信时延和丢包率,进而提高网络整体的可靠性。     

用MAC层突发传输提高无线局域网TCP公平性

在无线局域网(W LAN)系统中,IEEE 802.11协议在媒介访问控制(M AC)层对各个站点提供公平的信道接入机会。然而由于中心站点的业务量远远大于其他移动站点,M AC层的公平性恶化了传输控制协议(TCP)上、下行业务的公平性。该文以M AC层的观点分析了造成TCP业务不公平性的原因以及现有改进算法中存在的问题。提出了一种利用M AC层突发传输提高中心站点优先级的算法,并采用成批服务M/M/1/B排队模型分析了该算法的性能。仿真结果显示,该算法能够很好地保证TCP上、下行业务流的公平性,大量节省缓冲区容量,而且具有实现简单的优点。     

无线自组织网络可靠组播MAC协议

为了在无线自组织网络的MAC层中更好地提供可靠组播,在尽量少修改IEEE 802.11协议的原则下提出了一个可靠组播MAC协议RMMP(reliable multicast MAC protocol).首先由源节点组播RRTS(reliable RTS)帧,各接收节点依次回复RCTS(reliable CTS)帧;源节点在收到所有RCTS后,组播N个RDATA(reliable DATA)帧,各接收节点收到第N个要求回复的RDATA帧后依次回复RACK(reliable ACK)帧,然后源节点重传丢失帧.RMMP协议提高了MAC层组播可靠性.最后运用NS-2仿真软件对该协议进行验证,结果表明,RMMP在包投递率、吞吐量性能上都有很大的提高,实现了MAC层可靠组播,其代价是平均端到端时延略大.     

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.     

IEEE802.11b的媒体访问机制

IEEE802.11b采用无线方式传输信息，而无线方式传输与有线方式传输相比，具有较大的复杂性，所以其MAC（媒体访问控制）机制也更加复杂。论文在较为深入的对IEEE801.11b协议研读后，比较详细地阐述了IEEE802.11b的媒体访问机制-CSMA/CA（载波监听多路访问/冲突避免）机制，以及在CSMA/CA基础上的两种具体实现控制方式-DCF（分布式）控制方式和PCF（点协调式）控制方式，同时还简要探讨了MAC层的差错控制问题。