A novel algorithm of channel resource allocation in wide-band WLAN

With the development of Wide-band wireless communications.MAC protocol in IEEE 802.11 call't satisfy user-individual quality of service(QoS)guarantees effectively and can't support hish-speed mobility.A novel algorithm for channel allocation in Wide-band WLAN and an improved resource reservation mechanism aDplied into IEEE 802.11 MAC protocol are proposed in this article.The simulated results indicate that the advanced protocol makes the system throughput improved and delay decrease.Moreover,the improved system shows an excellent performance in the environment with high-speed mobility.     

适用于无线Adhoc网络的多通道 MAC协议

为了解决多跳A dhoc网络中IEEE 802.11 M AC协议存在的“错误资源预留问题”(ERP)、“隐藏终端问题”(HTP)以及“暴露终端问题”(ETP),提出了一种改进的多通道媒体接入控制(m ed ia access con tro l,M AC)协议(M CM AC)。对IEEE 802.11 M AC协议存在的问题进行了分析,提出利用物理层提供的多个独立的通道并发传送数据,并用4次握手代替IEEE 802.11中的“RTS-CTS”的2次握手,使邻节点虚载波侦听不需要为数据传输保持静默,从而解决了ERP和ETP。仿真表明该协议能够在提高吞吐量的同时极大地降低时延。当网络具有中等负载时,该协议能够提高25%的吞吐量并将时延降低至原来的50%。     

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.     

基于ETPC的802.11 MAC层自适应节能传输机制

在传统的802.11与802.11e下,BSS中MAC传输路径只能是AP转发或经AP协调下的DLS方式,在能量敏感场景下,将导致无谓功耗。本文提出了一种基于增强型传输功率控制协议（ETPC）的自适应切换节能传输机制,该机制通过ETPC的动态链路测量进行实时切换决策,并根据所选传输路径实施精确功控。本文所提出之ETPC基于802.11h的TPC,TPC因未考虑节点移动性影响特别是突发性阴影衰落情况而致使其测量与控制精度不稳定,ETPC中,提出了双向瞬态测量法以克服此缺陷,使测控精度和实时性都得到良好改善。试验与仿真表明,本协议与机制在不影响吞吐量的情况下,可有效减少节点能耗。     

基于ETPC的802.11 MAC层自适应节能传输机制

在传统的802.11与802.11e下,BSS中MAC传输路径只能是AP转发或经AP协调下的DLS方式,在能量敏感场景下,将导致无谓功耗.提出了一种基于增强型传输功率控制协议(ETPC)的自适应切换节能传输机制,该机制通过ETPC的动态链路测量进行实时切换决策,并根据所选传输路径实施精确功控.所提出之ETPC基于802.11h的TPC,TPC因未考虑节点移动性影响,特别是突发性阴影衰落情况而致使其测量与控制精度不稳定.ETPC中,提出了双向瞬态测量法以克服此缺陷,使测控精度和实时性都得到良好改善.试验与仿真表明,本协议与机制在不影响吞吐量的情况下,可有效减少节点能耗.     

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.     

安全无线局域网增强媒体接入控制功能的关键技术及实现

在深入研究IEEE 802.11标准和无线局域网有关安全协议的基础上提出了改进的安全无线局域网(SWLAN)模型,及其基于嵌入式硬件系统的实现方案.SWLAN采用新的接入控制方法,通过在MAC(medium access control)层增加了改进的基于IEEE 802.1x的认证机制以及基于TKIP(temporal key integrity protocol)和AES(advanced encryption standard)的加密机制,增强了MAC层的安全控制功能,从而提高了无线局域网的安全性.本文着重分析了SWLAN的核心设备接入点(AP)的功能结构与关键技术,以及MAC层的设计方法和实现方案,对整个无线局域网安全系统的实现具有重要的意义.     

一种容延迟移动传感器网络节能MAC协议

针对容延迟移动传感器网络(DTMSN)中传感器节点高能耗、高动态等特点,提出了PC-MAC协议.在IEEE 802.11MAC协议的基础上,结合现有MAC协议的特点,将改进后的数据传输机制和传输功率控制技术引入到DTMSN的MAC协议设计中.最后,通过仿真实验证明,PC-MAC协议在容延迟移动传感器网络环境中,在不同的节点数量时,其节点的平均能耗、数据包投递率及网络吞吐量均有良好的表现.     

基于中央预定信令调控的多址接入

提出一个改进的多址接入控制协议,即基于中央预定信令调控的多址接入（centralized reservation signaling based multiple access,CRSMA）。该协议利用了IEEE802.15中所使用的小网络中央控制器（piconet coordinator,PNC）的特点,避免了数据的碰撞, 减少了控制信令的使用并且解决了空信道问题。对该协议进行了仿真分析,把该协议与IEEE802.11中的多址接入控制协议,即载波侦听多址接入/冲突避免（carrier sense multiple access with collision avoidance,CSMA/CA）,以及当前典型的改进方法进行了性能对比。最终的分析和仿真结果可以证明,从获得更高的吞吐量和更好的带宽利用率的角度而言,CRSMA优于CSMA/CA及其大多数改进的方法。     

802.11协议在Ad hoc网络中的应用研究

Ad hoc网络MAC（媒体接入控制）协议的研究主要是基于802．11协议，但是802．11协议并非专为多跳网络而设计，因此在实际应用中存在TCP传输不稳定性以及节点信道接入的不公平性问题。文中提出通过调整TCP滑动窗口参数，解决Ad hoc网络中TCP传榆的稳定性；通过改进802．11协议的竞争窗口机制，解决节点信道接入的公平性。仿真结果表明，上述改进措施可以有效提高802．11协议在Ad hoc网络中的应用性能。     

智能传输系统中专用短程通信的媒体访问控制

在北美新的智能传输系统中，为缓解交通堵塞的表面传输设施的关键是建立在车一车无线电通信基础上，而75MHz专用短程通信可通过车一路连接满足将来大量媒介的传送。概述了专用短程通信的应用和IEEE802．11PHY和MAC属性的评估，及DSRC中802．11的局限性和DSRC的发展现状，期望802．11规格做出适当的调整来满足DSRC环境中多中继站连通性、高速车辆运行和一系列服务质量的需求。     

无线mesh网络公平性研究

网络重载时无线mesh网络会发生严重的不公平性,导致部分节点产生“饿死”现象.为保证网络公平性,首次提出公平队列管理和无线资源公平分配的联合解决方案.在分析了无线mesh网络空间不公平性的基础上,通过改进IEEE 802.11竞争窗口处理方法得到一种新的自适应分布式无线资源分配协议(adaptive distributed radio resource allocation,ADRRA).仿真实验比较了ADRRA与IEEE 802.11 DCF协议、赤字轮询与弃尾协议.结果表明,ADRRA协议实现无线mesh网络的无线资源可控管理,在网络重载时保证了较高吞吐量,并提高了网络公平性.ADRRA与赤字轮询队列管理的联合解决方案改进了网络公平性.     

IEEE802.11 MAC协议中基于DCF的优先级接入控制技术评述

作为无线局域网MAC层和PHY层最重要的标准,IEEE802.11已得到大多数电信设备制造商的支持,并广泛应用于移动计算与通信.基于IEEE802.11支持区分业务的多优先级接入控制机制是近年来受到广泛重视的研究领域.首先介绍了IEEE802.11协议组及其MAC实现,特别关注了DCF原理和退避机制.第二,我们对现有的几类基于竞争的优先级接入控制机制进行了介绍和评述.最后,我们给出了结论,并对未来可能的研究方向进行了讨论.     

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。     

基于区分服务的802.11 MAC层协议及其性能分析

针对无线ad hoc网络不能提供数据流优先级区分的问题,提出了一种基于IEEE 802.11 MAC协议的改进机制.该机制通过引入新的控制分组,使目的节点可以拒绝接收来自低优先级节点的数据,从而确保了高优先级数据业务的服务质量.还使用马尔科夫链模型对该区分服务机制进行了数学分析与评价,包括饱和吞吐量分析、分组丢弃概率分析和饱和时延分析.数学分析表明,该机制能够使高优先级数据流占用更多的带宽资源,并且降低了高优先级数据流的端到端平均时延和分组丢弃概率.     

IEEE 802.11 WLAN多业务综合传输性能分析

研究了IEEE802．11标准中的多址接入协议(MAC)在数据、语音业务综合传输情况下的性能。数据业务由分布协调功能(DCF)传送,语音业务由点协调功能(PCF)传送。通过仿真,评估了协议参数对网络通过量和平均MAC协议数据单元(MPDU)时延的影响。确定在一定数据通过量前提下IEEE802．11能支持的最大语音用户个数。特别地,语音业务对时延抖动敏感,指出了影响其抖动性能的主要因素。数值结果表明,合理选择参数对性能至关重要,IEEE802．11性能必须在语音站点数量和数据业务通过量之间进行折衷。最后。通过理论推导验证了仿真结果的正确性。     

无线局域网的Wardriving入侵检测

为了对无线网络进行入侵检测,设计并实现了无线网络安全监控系统.利用Libpcap函数对无线传输的原始包进行捕获;根据IEEE 802.11 MAC层协议,对原始包进行协议解码;利用统计分析检测方法,对基于主动扫描的Wardriving入侵进行检测.测试结果表明,该系统能及时发现Wardriving入侵.     

802.11b MAC子层控制器的设计与验证

IEEE 802．11b协议是目前运用最为普遍的无线局域网标准．基于独立组网模式,对介质访问控制层进行VLSI设计,并可方便地扩展为适用于骨干网模式的设计．设计的特色是采用了事件响应的设计路线以达到低功耗的目的;采用了基于内部总线共享的双总线系统架构,结合一种新颖的基于总线监控的调试方式,增强了设计的可测性,降低了验证成本,缩短了设计周期。     

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.     

使用神经网络建构地形指纹改善WAVE切换延迟机制

IEEE802.11p(WAVE)是一个由IEEE802.11标准扩充的通信协议,这个通信协议主要用在车用电子的无线通信上.IEEE802.11p所要提供的是交通环境下的无线通信,在汽车高速移动的环境限制下,其联机状态必定时常变动,这也迫使所有传输必须在短时间完成,因此在传输时间的要求上比传统的WLAN都要短,为此本文提出,使用神经网络机制ANN(Artificial Neural Network)建构地形指纹(Geographical Fingerprint),用以改善WAVE系统切换延迟问题.