一种高吞吐量的无线传感器网络多信道MAC协议

针对工业现场环境下无线传感器网络易受干扰而导致可靠性和吞吐量降低的问题,提出了一种基于单接口的多信道MAC层协议.该协议针对分簇式网络,采用改进的MMSN算法为各簇分配簇内通信基础信道,保证网内任意相邻簇信道互异,避免邻簇间的干扰,并在通信过程中根据实际信道质量和干扰强度动态分配簇内节点的通信信道,在抵御干扰的同时提高了信道的利用率.仿真结果表明,相比传统的MAC协议,该协议能有效提高无线传感器网络的吞吐量和抗干扰性.     

VANETs中基于分簇算法的广播协议

针对现有车载自组织网络(vehicle ad hoc networks,VANETs)中广播消息不能及时传输的问题,提出了基于分簇算法的广播协议,并提出了一种基于多权值的分簇算法.该算法综合考虑了车辆节点度数、链路剩余时间和信道的信噪比等因素.在该分簇算法的基础上,基于车辆消息的紧急程度,对现有802.11p协议中的退避算法进行改进.仿真结果表明,基于此分簇算法的广播协议,能够有效地减小广播消息的传输时延,增大广播消息的吞吐量和时隙利用率.     

多信道下基于ZIPF分布的调度策略研究

针对偏斜访问的多信道环境中广播周期过长导致平均访问时间太大的问题,提出一种基于ZIPF分布的多信道数据分配策略,通过缩短热数据项的广播周期来降低平均访问时间;为进一步优化访问时间,各信道内部分别用接近理论值的log-time算法调度数据项.实验结果表明,该算法有效地降低了用户的平均访问时间,提高了广播性能,特别适用于偏斜访问模式的环境.     

基于帧紧迫度的边界可移动虚拟信道调度算法

虚拟信道调度算法完成虚拟信道在物理信道中的排序,其性能决定了高级在轨系统多路复用的时延性能和物理信道传输效率。传统的动态调度算法未区分虚拟信道紧迫度与帧紧迫度的不同,并且未讨论在同步时隙中没有同步数据时如何有效利用该同步时隙,因此性能有限。针对这一问题,提出了一种基于帧紧迫度的边界可移动虚拟信道调度算法。该算法根据信源的数据类型将虚拟信道划分为同步虚拟信道和异步虚拟信道,对同步虚拟信道采用轮询算法进行调度,对异步虚拟信道则采用基于帧紧迫度的虚拟信道调度算法进行调度,并且二者之间的边界是可移动的。实验结果表明,提出的算法与传统动态调度算法及边界不可移动的调度算法相比,大大降低了各虚拟信道的平均调度时延、最大调度时延,并明显提高了信道利用率,更适于在空间链路中传输多种不同类型的数据。     

分层M2M网络中分簇节点MAC优化研究

在高密度节点分布的分层结构M2M(Machine-to-Machine)网络中,同层簇头间和终端节点一般采用随机机制竞争信道,簇头或终端节点竞争信道机会相近,特别是簇头数据量较大就可能存在延时较大或丢包.为了减小簇头的延时和丢包率,提出了一种BT-MAC算法,在终端节点和簇头间竞争信道时,根据节点需发送数据量反比设定节点退避时间,因此簇头传输的数据量越大,算法设定的平均退避时间就越小,相当于簇头发送的优先级越高,从而减少碰撞,提高簇头接入信道的概率.仿真结果表明,对比常见的DMAC协议和SMAC协议,BT-MAC算法能提高簇头接入信道概率达到较小的平均延迟,同时也能减少节点的平均能量消耗.     

无线传感器网络基于节点调度的双簇头路由协议

为了延长无线传感器网络的生命周期,提高节点能量利用率,将分簇与节点调度相结合,提出了一种基于节点调度的双簇头的路由协议.该算法利用节点调度实现网络中冗余节点查找,减少分簇时活跃节点;考虑节点和基站的距离及能量,优化选择主、副簇头,副簇头优先选择冗余节点.主簇头用以收集和融合簇内节点的信息,副簇头负责与基站进行通信.仿真结果表明,新算法能有效节约网络能量、平衡节点能耗、延长网络生存时间.     

任务类型感知的无线传感器网络数据融合调度算法

针对数据融合调度能量与时延优化问题,提出一种任务类型感知的无线传感网数据融合调度算法。通过传感器节点多功率、多信道的方式,利用最大独立集思想,构建基于数据融合主干树的网络拓扑结构,从而根据调度优先级,通过近似贪婪算法实现簇内数据融合调度,同时结合稀疏系数感知任务类型,减少传输数据量,进而利用簇头节点在网络中的等级,实现簇间数据融合调度。结果表明,所提算法在减少簇头节点数据传输量,降低节点能耗的同时,缩短了数据融合时延,提高了网络寿命。     

一种航空电子WDM网络消息调度方法

针对WDM(wavelength division multiplexing)广播选择型网络结构,提出了一种高信道利用率的航空电子周期和非周期消息的实时调度方法 MMAS(multichannel multiclass avionics scheduling).对周期消息,采用多信道静态轮转调度策略,其中RL(round length)轮转参数优化方法,可以有效地提高信道负载率,减少带宽碎片;同时提出的多信道消息分配策略能有效减少消息拆分次数.对非周期消息,采用动态预留的多信道调度策略,提出了基于周期消息剩余带宽循环序列矩阵的方法提高了信道利用率,提出了非周期实时消息的准入条件.最后,一个具体的算例验证了MMAS中周期消息RL优化方法、消息分配方法以及非周期消息剩余带宽调度策略.结果表明,周期消息分配方法能降低消息的拆分次数,RL优化设计方法和非周期剩余带宽的调度方法能有效提高信道利用率水平.     

无线传感器网络LEACH路由协议的簇头多跳算法

针对无线传感器网络LEACH路由协议簇头分布不均匀、网络拓扑和能量消耗不均衡的问题,提出基于DCHS簇头选择策略的无线传感器网络LEACH路由协议的簇头多跳算法LEACH-MUL。该算法在非簇头节点中选择一个节点作为通信簇头节点,其它簇头节点进行融合后的数据发送到该簇头节点并进行数据再次融合,最后通信簇头节点将数据融合后的结果数据发送到基站BS。LEACH-MUL算法能够有效地均衡节点能耗,提高能量利用率,延长网络寿命。     

基于QoS保证的自适应跨层调度算法

针对无线多媒体通信网络,提出一种基于业务和信道信息的自适应跨层调度算法(TCAS).引入调度概率作为决策因子,利用业务流量和信道状态等跨层信息,设计出基于决策因子的预分配和实时调度相结合的资源分配方法.仿真结果表明,该算法与比例公平调度(PFS)算法和基于信道和队列信息的调度策略(CASTI)算法等经典算法相比,在无线多媒体应用环境中具有更强的适应性和稳定性,可提供多样服务质量(QoS)保证,并显著提高了资源利用率.