自适应多通道二维概率型时隙式随机多址无线通信网络协议分析

 针对时隙式二维概率型CSMA随机多址接入协议中,发送概率p₁和检测概率p₂不可调整,在重负载的情况下,其吞吐量下降的问题,提出了一种自适应多通道二维概率型时隙式随机多址接入协议(Adaptive Slotted Two-dimensional Probability Multi-channelandmulti-access).用马尔可夫链的分析方法分析得到了该协议下负载均衡型无线通信网络系统的吞吐量和各优先级吞吐量的解析结果.仿真实验结果表明理论分析和仿真实验的一致性与合理性.通过与时隙式二维概率型接入协议的仿真比较说明该系统具有较好的性能.     

连续与离散时间混合控制的多通道随机多址接入Ad Hoc网络协议分析

 提出了一种连续与离散时间混合控制的多通道随机多址接入协议(MRMCS),设计了离散时间接入和连续时间接入相结合的控制时钟,采用概率p的选择、负载均衡技术,对多通道优先级业务控制的随机多址系统进行了研究.由于综合了时隙式接入控制和连续时间型接入控制的优点,使得连续与离散时间混合控制的多通道随机多址系统的性能得到了提高.通过建模分析,得到了CSMCMA网络协议的吞吐量解析结果.仿真实验结果表明理论分析和仿真实验相一致.同时,仿真实验还给出了概率检测时隙式和概率检测连续型随机多址系统的比较结果,说明双时钟控制系统的较优性能.     

自适应二维概率型随机多址无线网络协议分析

从提高无线通信网络QoS角度,提出了一种自适应二维概率型随机多址接入协议,协议根据通道负载的轻重,自适应地动态调整二维概率型随机多址协议中概率p_1、p_2取值.保证系统有较高的通道利用率,使系统吞吐量性能随着负载变化始终保持在最优状态.通过分析控制协议下系统吞吐量解析结果,仿真结果表明理论分析和仿真实验的一致性与合理性.同时,仿真实验给出了连续时间型系统与时隙式系统的比较结果,说明时隙式系统有较优性能.     

一种CDMA—时隙ALOHA系统及其性能分析

本文提出了一种CDMA-时隙ALOHA系统。其中,所有用户使用相同的伪随机序列,但发送时加入不同的随机时延,接收端利用伪随机序列的自相关特性捕获并接收各用户的信号,文中分析了当基站中采用的接收机数不同时,系统的信道吞吐率,并进行了计算仿真。分析和仿真结果表明系统的最大吞吐率比一般时隙ALOHA系统大大提高。     

室内信道下分时片ALOHA协议的分析

为了使各种终端易于移动、安装及避免室内复杂、昂贵的布线,近几年,随之也就出现了建筑物内(室内)无线通信的概念.本文就首次分析了在室内信道下分时片 ALOHA 协议的性能.分析结果表明:对分时片 ALOHA 协议,在平均信噪比为3CdB 时,信道吞吐量可高达0.61,远大于传统的0.368;在平均信噪比较低时(比如小于20dB),采用分集接收技术可以大大地提高信道吞吐量。     

一种多通道随机多址负载均衡方法分析

 为解决在采用固定占用发送的多通道随机多址系统中存在的负载不均衡问题,提出1种基于负载均衡的接入控制方式.采用平均周期划分的方法对新系统进行理论分析,得到各通道、各优先级及系统的吞吐量数学解析式,并由计算机仿真实验验证其结果.与原有的控制方式进行比较后,系统在新的控制方式下显示出更好的通道负载均衡性及较好吞吐量,适用于系统轻负载及重负载的情况.     

VSAT数据通信网的多址协议

多址协议是VSAT卫星通信网的关键技术之一。在VSAT数据通信网中,为了在传输数字综合业务时,减小传输时延,提高对转发器的利用率,合理地分配带宽而采用各种多址协议。多址协议根据各VSAT小站接入卫星信道的方式,可分为固定分配、随机争用和预约可控三类;根据卫星信道是否划分时隙,可分为"时隙"和"非时隙"两类。     

ISO18000-6C标准的防冲突改进算法

对超高频RFID系统中ISO18000-6C标准使用的时隙Aloha算法进行改进,并用仿真试验来检验系统的性能。改进的算法运用切比雪夫不等式估计现场未识别的标签数目,根据最优帧长原理动态地调整帧时隙数和分群数。在标签数目相同情况下,改进算法后系统的吞吐率与信道利用率都有所增高。     

车载无线网络中基于冲突估计的多信道选择策略

通过分析IEEE 802.11p/1609的信道切换与数据传输机制, 采用Markov链和连续空闲时隙结合的方法, 给出了信道中各种不同类型业务的业务量与冲突概率的关系, 并提出了一种信道选择方法, 选出最佳的接入信道, 以平衡各信道中的业务量, 解决了原协议中无信道选择策略可能带来的信道拥塞问题. 仿真结果表明, 采用本文的信道选择策略, 可有效提高站点的平均吞吐率.     

多天线FD-SWIPT中继信道下功率分裂和波束成形的联合优化

设计了多天线全双工(full-duplex,FD)中继信道下联合优化功率分裂因子和波束成形矩阵的能量与信息同传(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)算法.不同于现有的FD-SWIPT方案,考虑较为复杂的多天线中继系统,并用功率分裂(power splitting,PS)代替传统的时间切换(time switching,TS),使得信息传输和能量采集过程可以同时进行.给出了基于迫零算法(zero-forcing algorithm,ZF)的波束成形方案,研究了系统低复杂度的次优解,其中波束成形的使用增强了能量采集和回路自干扰抑制的能力,从而达到更大的吞吐量.还优化了PS,并利用二次插值法求出最优的PS因子,最终得到整个系统的次优解.仿真结果表明,联合优化方案可以提升系统的最大吞吐量,另外,PS因子的选择对系统吞吐量起着至关重要的作用,同时这2个优化因子都与发射功率的大小有关.     

重载下CSMA/CD总线性能分析

本文基于分时间片非坚持型CSMA/CD协议,提出了一种新的适合于重负载下评价CSMA/CD总线性能的数学模型.该模型合理地考虑了重载下各种新现象及影响总线性能的诸因素.实验研究结果表明,本文提出的模型较以前的评价模型更接近于实际系统.     

Design and Analysis of Prioritized Medium Access Control Protocol for Backbone Routers in Wireless Mesh Networks

A Prioritized Medium Access Control (P-MAC) protocol is proposed for wireless routers of mesh networks with quality-of-service provisioning. The simple yet effective design of P-MAC offers strict service differentiation for prioritized packets. A Markov model is developed to yield important performance matrices including the packet blocking probability due to queue overflow and the packet reneging probability due to delay bound. It is further proved that the service time of P-MAC approximates exponential distribution, and can be effectively estimated. The analytic models with preemptive and non-preemptive schemes, validated via simulations, show that P-MAC can effectively support traffic differentiation and achieve very low packet dropping (both reneging and blocking) probabilities when the traffic load is below the channel capacity. When the network is overloaded, P-MAC can still maintain extremely stable and high channel throughput. Moreover, it is demonstrated that P-MAC performs superior in multihop networks, further proving the advantages of the proposed protocol.     

负载感知的太赫兹纳米传感网的TDMA协议

针对基于TS-OOK(time spread on-off keying)调制的通信系统存在数据传输连续碰撞的问题,考虑到实际应用场景具备负载不均衡的特点,提出负载感知的TDMA (LATDMA)协议.该协议根据网络中源节点数目、源节点业务量大小以及太赫兹信道的传输特性,在传统TDMA协议基础上实现动态分配时隙.仿真结果表明:该协议是能量高效的,在时延和平均吞吐量方面均具有明显的优势,因此可以应用于时延要求较苛刻的网络场景中.     

一种应用于低轨卫星的APRMA MAC协议

针对低轨卫星通信信道碰撞检测能力弱,时延较长和大业务量的特点,提出一种具有接入控制机制的自适应APRMA MAC协议。通过对信道负载和业务优先级判断来确定不同业务的接入概率函数,并且接入概率在每个时隙中通过更新来动态适应系统资源的变化。该MAC协议确保多个终端合理共享有限的无线资源同时,系统能达到高容量。通过仿真对语音业务丢包概率、数据包平均时延和数据业务吞吐量三个衡量协议性能指标与传统协议进行分析对比,证明了APRMA协议的性能。     

Performance Analytical Model of IEEE 802.11 Distributed Coordination Function

IEEE 802.11 distributed coordination function （DCF） is a distributed medium access scheme based on carrier sense multiple access with collision avoidance （CSMA/CA） protocol. Many literatures have analyzed the performance of IEEE802.11 DCF. However, such literatures either used simulation methods or built the analytical models under the assumption that the saturation condition was satisfied. To overcome such a problem, in this paper, a hi-dimensional Markovian model has been introduced to depict the DCF mechanism. The proposed model introduced an idle stage and a discrete time M/G/1 queue to deduce the channel throughput under finite load traffic. Simulation results proved the accuracy of the proposed model.     

改进防碰撞算法在RFID考勤系统中的应用研究

目的解决目前一些基于RFID的考勤系统因标签碰撞造成数据识别率低、系统稳定性差等问题。方法对现有的RFID防碰撞算法进行了分析,在传统的帧时隙ALOHA防碰撞算法基础上,提出了一种改进的动态帧时隙ALOHA防碰撞算法。结果构建了基于RFID的考勤系统架构,实现了人员考勤信息的记录及防止代替签到情况的发生。此外,还给出了改进的RFID防碰撞算法的详细过程。结论改进算法能够让系统以高吞吐量工作,缩短了识别时间,提高了系统的整体性能。     

MANET多信道多径路由的优化与仿真研究

由于现有多信道多径路由协议不能有效均衡信道与路径负载,所以在高负载MANET环境下网络性能较差。本文提出一种基于信道切换的多信道多径路由优化算法,该算法对不同类型分组进行自适应信道调度,通过限制网络控制报文的泛洪规模与动态切换数据报文的发送信道等策略,有效提高网络对信道与路径的综合利用。为了实现路由对信道切换,本文首先对NS-2进行可切换多信道拓展,仿真结果表明该算法能有效提高高负载MANET的性能,在丢包率、时延、吞吐量等方面均明显优于传统多信道多径路由。     

基于马尔科夫状态空间的水声OFDM资源分配

在水声自适应OFDM系统中,CSI(channel state information)是资源分配的基础。接收机必须及时地把信道信息反馈给发射机,然后接收机中的调制器根据反馈CSI信息选择合适的比特加载和功率分配方案。但在时变的水声信道中,反馈CSI与实时CSI可能不同。针对信道多变、时延大特点,本文提出了一种基于马尔可夫链的水声OFDM用户资源分配方案来解决这些问题。马尔可夫链状态空间是由初始信道状态和统计信道状态构成的,它可以充分利用感知到的时延CSI和信道统计量来预测数据传输时的CSI。利用统计CSI可以确定每个用户的最佳比特负载和功率分配,使水声系统能够容忍水声信道中较长的CSI延迟。结论表明基于马尔科夫空间的资源分配方案相比于线性预测的自适应,系统吞吐量得到有效提升     

基于状态模型的CAN总线系统的仿真

文中在分析CAN(controller area network)总线通信控制协议的基础上,运用有限状态机理l论,在MATLAB/Simulink软件Stateflow仿真环境中建立了CAN总线通信系统的仿真模型。通过运行此仿真模型,求取了如网络传输数据和不同优先级信息平均传输时延等性能指标。最后,文中还研究了CAN总线系统中字节量和传输速度对上述性能指标的影响,充分分析了CAN总线的高实时性。仿真分析结果进一步证明此种仿真方法对于研究总线是可行的。     

DCA协议的饱和吞吐量分析与最优带宽分配

动态信道分配(dynamic channel assignment,DCA)协议是一种经典的基于公用控制信道的多接口多信道无线网介质访问控制(medium access control,MAC)协议。为更全面地评估DCA协议的饱和吞吐量性能,首先通过分析DCA协议在控制信道和数据信道上的传输特性,建立了DCA协议饱和吞吐量的理论模型;然后,基于ns2网络仿真平台进行仿真实验,验证了模型的准确性以及对饱和转移临界条件的预测能力;基于该理论模型,进一步设计了信道最优带宽分配策略。理论计算以及仿真实验均表明:该信道分配策略能够有效地提高信道利用效率,改善网络吞吐量性能。