一种支持QoS的D-TDMA协议性能分析与仿真

数据链中的多址接入协议会直接影响其组网方式和性能指标.武器协同数据链中对信息传输的实时性有很高的要求,通过对动态时隙分配算法的改进,提出了一种适合武器协同数据链组网方式的D-TDMA协议,结合排队理论推导了该协议下不同优先级业务的平均端到端时延计算公式.利用OPNET软件搭建了武器协同数据链的仿真模型,比较了不同时帧长度对网络时延性能的影响,仿真结果表明,D-TDMA协议不仅能满足武器数据链中的时延要求,而且能提供较高的信道利用率.     

基于定向天线的移动自组网接入控制协议

移动自组网使用全向天线进行数据传输时,会产生信号干扰严重和网络收敛较慢等缺陷,为了克服这些缺陷,本文提出了一个基于定向天线的移动自组织网(MANETs)接入控制协议(DAND-MAC).本协议可以统一协调定向天线与全向天线同步工作,全向天线进行拓扑发现和邻居监控,定向天线用于链路建立和数据传输.详细分析了DAND-MAC协议系统结构、关键技术和核心算法,使用OPNET Modeler进行网络仿真建模.仿真结果表明:该协议相比传统的静态时隙分配协议和全向天线动态时隙分配协议,DAND-MAC在端到端延迟、吞吐量和时隙利用率等网络性能上有显著的提升.     

基于QualNet的数据链联合仿真应用研究

为更真实地仿真分析数据链系统性能,基于QualNet仿真框架引入联合仿真思想。提出了一种QualNet与Simulink进行联合仿真分析数据链系统的新方法。通过分析QualNet中底层模型,得出其自身模型难以满足数据链仿真精度要求的结论。在此基础上使用Simulink建立相对精确的数据链底层模型。仿真得到上层所需要的数据,实现与Simulink联合仿真数据链系统。仿真结果分析表明,该方法建立的系统模型能够较真实反映底层模型对上层协议的影响,所建立的系统模型具有较高的可信度和较强的灵活性。     

无线传感器网络中一种基于功率控制的MAC协议

无线传感器网络中,跨层协议的设计已成为研究热点.通过提取网络层和物理层中的一些信息,可以改进MAC(介质访问控制)层协议的设计.针对已有的一些跨层协议进行综合并优化,通过提取网络层的路由信息和物理层的发射功率信息,改进了MAC层TDMA(时分多址)方式下的时隙分配算法.通过更合理的时隙分配以及对每个节点发射功率的控制,使得整个无线传感器网络的能耗降低,寿命延长.从仿真结果可以看出该MAC协议达到了应有的效果.     

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.     

一种应用于临近空间通信网络混合业务的MAC协议

该文提出了一种基于修改PRMA协议用于支持混合业务的临近空间通信网络MAC协议。主要对PRMA协议中的帧时隙进行最优划分组合,每帧由100个时隙组成且分为两部分,前m个时隙用于传输视频业务和数据业务,后n个时隙用于传输语音业务。通过对时隙最优划分,业务分离和业务优先级判断,系统很好地支持了语音,数据和实时变化比特速率(rt-VBR)视频混合业务。最后对数据业务包平均时延,语音和视频业务丢包率以及信道利用率等性能参数进行仿真评估,证明该协议在保证各种业务服务质量(QoS)的同时也对提高信道利用率起着重要的作用。得到了最优视频业务预留时隙数m=36和85%的信道利用率。     

带睡眠机制的IEEE 802.15.4 MAC协议性能分析

针对IEEE 802.15.4中的周期性睡眠机制,提出了一种IEEE 802.15.4 MAC协议实时应用中完全基于时隙分析的精确建模方法.该方法把IEEE 802.15.4的睡眠机制以及载波侦听多址接入/冲突避免(CSMA/CA)机制同时纳入考虑,将整个超帧以退避时隙为单位进行划分.通过对2个机制精确到时隙的建模,分析了网络负载以及占空比特别是睡眠机制对能耗、吞吐量及平均服务延迟等网络性能的影响.NS-2仿真结果表明,该模型可准确预测实时应用中IEEE 802.15.4网络性能,且在相同数据率条件下占空比适当的睡眠机制可使得能量消耗以及网络吞吐量达到最优值.     

空基移动自组网中基于TDMA的 令牌时隙MAC协议

为了较好地提高控制信息的利用效率,提出基于时分多址(TDMA)的令牌时隙媒介访问控制(MAC)协议. 该协议采用控制信道与数据信道分离的方法,在控制信道按照网络节点的标号(ID)顺序,动态拥有令牌时隙,及时交换节点信息参数及数据传输请求;在数据传输信道采用预约分配的时隙进行高速数据传输,避免了节点间的传输干扰. 同时采用空分复用TDMA模式,极大地提高了有限信道资源的利用率. 仿真结果表明,设计的MAC协议能够有效地提高网络的吞吐量,满足不同服务质量(QoS)和传输时延的要求.     

基于双信道自组织时分多址的MANET组网技术

对于移动自组织网络(MANET),要求在高密度、重负载的场合,协议仍能确保时隙实时地接入信道。为此,本篇在详细论述分布式自组织时分多址(SOTDMA)的基础之上,提出双信道的自组织MAC协议DS-MAC。提出利用最小邻居节点集来解决时隙竞争问题。仿真结果表明,该协议能满足紧急通信的设计需求。     

一种基于负载平衡的无线传感器网络收集树算法

主要研究了大规模无线传感器网络的多跳树状路由协议,提出了一个基于heuristic算法建立近于全域平衡的资料收集树算法(Balance Convergecast Tree,BCT)该算法能降低资料堆积程度,减少资料收集时间并延长网络断裂的发生时间,同时在该算法中增加一个节点同步传输程度的频道分配机制,使得树上的节点以最少的通信时隙与有限的码字来组合配置通信频道作为资料传递时使用,提高同步传输程度,减少资料停留在节点中的时间,使整个网络中资料收集速度更快速.仿真结果显示该算法能更快速的收集网络上的资料并延长网络运行时间,同时证明了负载平衡的树能大大提高树状结构收集资料的运行效率.     

基于WSN的轨道客车空调数据采集分析系统

为快速准确地验证高速动车组空调系统的数值模拟计算结果,提出了一种数据采集分析系统方案。通过对比分析试验测量与模拟计算的结果,帮助设计人员评价车厢内的热舒适性,建立新的客车空调效果检验模式。系统由无线数据采集子系统、空调性能分析软件及空调设计数据库组成。无线测量网络基于ZigBee协议,节点硬件应用JN5139模块设计,采用Cskip算法的树型网络地址分配策略,对温湿度传感器进行非线性补偿;CFD（Computational Fluid Dynamics）计算使用FLUENT软件;用ADPI（Air Diffusion Performance Index）指标评价热舒适性。小规模模拟试验表明,系统工作稳定可靠,准确地实现了温湿度等参数的实时测量。     

基于ZigBee的无线网络通用数据传输系统设计研究

在ZigBee通信协议的基础上,设计了一种短距离的无线通用数据传输系统。本设计以TI公司的CC2538为硬件平台,利用ZigBee协议栈组建网络实现了无线数据传输。实验证明:该通信系统性能良好,数据传输可靠,具有通用性。     

LoRa技术在油田数据采集系统中的应用

针对现有网络通信技术在复杂油田环境中组网困难和超高功耗的问题,采用低功耗、超长距离无线通信LoRa技术以提高网络通信技术在智慧油田数据采集系统中的精度和实时性,降低组网难度。通过对LoRaWAN无线标准协议和轮询时隙分配算法的研究,设计了一种基于LoRa扩频技术的差异性时隙分配策略的无线数据采集方法,在OPNET 14.5平台对改进的方法进行仿真。仿真结果表明,使用该方法的自组网络吞吐量相比固定时隙分配策略有了明显的提高,有效降低了重要数据节点数据上报周期,增加了网络信道的利用率,该方法可进一步实现油田数字化建设。     

基于ZigBee的无线投票系统设计

采用TI设计的高速ZigBee SoC芯片-CC2430,结合ZigBee协议栈,设计了一个基于国际无线通信标准的无线投票系统,它能够在一个空间内快速地建立无线投票网络,支持多节点自由地接入或离开,并且能阻止非法身份节点的进入。系统把路由节点和终端节点设置成通用的投票节点,通过ZigBee网络将这些数据发送到ZigBee网关,网关通过串口与上位机进行通信,并用LabView编写了数据统计界面。测试结果表明,该系统由于采用自组织、自愈合的无线网络,因此性能可靠、方便实用,尤其对于没有有线投票系统的会议室。该系统针对实验教学改革,适用于开展大学生课外科技活动、拓展实践能力。     

ZigBee实现家庭组网技术的研究

实现家居智能化,离不开一个低成本、易安装、配置灵活的传感和控制网络。ZigBee是一种新的短距离无线通信技术,专为低速率、低功耗的无线互联应用而设计,非常适合家庭无线组网。文章通过对ZigBee技术及其协议栈的分析,阐述了ZigBee实现家庭组网的关键问题。     

基于IEEE802.15.4标准的无线多跳网络的研究与实现

IEEE 802.15.4标准是针对短距离、低速率、低功耗和低成本设备设计的短距离无线通讯协议,定义了低速无线个域网的MAC层和物理层规范,在分析低速无线个域网规范的基础上,设计并实现了一个兼容ZigBee规范的无线多跳网络.     

大功率无线电力传感网络信道交叉映射机制

大功率无线电力传感网络通信组网中,信道的交叉映射可以实现分层管理和提高抗干扰性能抑制。传统方法中,采用多因性的时帧分布调节方法是实现大功率无线电力传感网络信道交叉映射,容易导致无线电力传感网络节点出现信道频移,数据通信丢包较大。提出一种基于数据转发链路估计的大功率无线电力传感网络信道交叉映射机制。构建节点数据传输模型,进行大功率交叉网络模型构建和信道模型构建,把传感器节点划分为多个簇,构建无线电力传感网络,实现节点优化覆盖。计算大功率交叉网络信道的数据转发链路转发冲激响应函数,实现网络信道的交叉映射机制改进。结果表明,该模型能有效提高数据转发成功率,数据收集的稳定性提高了10%,保证有较高的通信成功率,且功耗减少24%,信道的交叉映射可以实现分层管理,提高抗干扰性能抑制,性能优越传统方法。     

CSMA/CA网络协议的无线区块链安全性研究

传统区块链的设计主要面向稳定且传输速率较高的有线通信环境,现有绝大部分的区块链研究都认为通信信道是完美的.随着无线接入网架构的不断演进,以数据验证为基础的区块链势必要考虑无线通信技术的影响.以基于CSMA/CA网络协议的无线局域网为例,节点在无线区块链中广播交易必须遵循MAC规则来竞争无线信道.尤为注意的是,无线信道的...     

基于ZigBee技术的森林防火预警系统设计

为提高森林防火预警系统的可靠性、灵活性和性能价格比,设计了基于ZigBee技术的、由有线数据通信与无线数据通信相结合的、具有拓扑结构的森林防火预警系统。在介绍了承载ZigBee技术的真正片上系统（SoC）——无线单片机CC2430的特征、优点和应用准则之后,重点阐述了基于无线网络通信技术ZigBee的森林防火预警系统的设计与实现方法以及运行效果。