IEEE802.11 DCF退避机制分析和改进

引入二维马尔科夫模型,对退避时隙选择概率分布对IEEE802.11DCF系统性能的影响进行了理论分析,并提出了一种简单有效的退避时隙选择改进方案.仿真结果证明,该方案能够有效提高IEEE802.11的饱和吞吐量.     

IEEE802.11 MAC层协议栈的均衡多线程实现方法

IEEE802.11标准中的媒体接入控制层(MAC)协议栈由包含22个子模块的有限状态机组成.在嵌入式系统的基础上实现802.11MAC层协议栈时,可以有多线程和单线程的设计方法,但它们都难以达到效率均衡的效果.这里提出的均衡多线程的设计方法,兼顾了系统效率和可实现性的要求,获得了良好的效果.仿真实验结果验证了此方法的高效性.     

IEEE 802.11 DCF协议性能分析模型

提出了一种改进的二维Markov链模型用于分析IEEE 802.11 DCF协议.该模型不仅考虑实际应用中饱和业务量和非饱和业务量的情况,而且考虑DCF协议的退避计时器的冻结状态和有限的重传次数.通过对该Markov链模型稳定状态的求解并结合M/M/1/K排队模型,导出了DCF系统性能的理论模型.仿真结果表明,该理论模型能够精确地预测广义IEEE 802.11 DCF协议的系统性能.     

护航无线局域网WLAN安全

无线局域网WLAN应用的关键在于保证数据通信的安全性,由于无线通信固有的开放性,导致无线通信存在易被窃听、截获、篡改等弱点.IEEE 802.11b中定义的有线网等同安全协议WEP,但研究与应用表明其存在极大的弱点,无法真正提供健壮的安全保障.为此,Wi-Fi提出了兼容WEP改善机制WAP(Wi-Fi Access Protect),并正在制定下一代安全机制WAP2,IEEE定义为802.11i,其引入了AES、802.1x鉴别、消息完整性码等机制.2003年12月我国正式出版了GB 15629.11,GB 15629.11中定义了与IEEE802.11标准中的完全不兼容的安全机制WAPI.     

基于IPSec的无线局域网安全通信机制分析及其算法研究

分析了现有无线局域网标准IEEE802.11中的WEP协议密钥序列重复使用、消息认证和完整性、密钥管理与更新问题的安全机制的脆弱性,提出了基于IPSec的安全WLAN解决方案,详细讨论了其中的安全认证、完整性保护、重放攻击保护、机密性算法和密钥交换的结构和原理,给出其相应的编程实现,并对结果进行了深入的安全分析,最后对今后研究的方向作出了展望。     

Ad Hoc网络中一种新的双信道MAC协议及其性能分析

针对多跳ad hoc网络,提出了一种新的应用于媒体接入控制(MAC)层的双信道协议,采用双信道传输以及改进的握手协议和信道预留方法,避免了数据冲突,解决了隐藏终端和暴露终端对数据传输的影响问题,提高了信道利用率.节点根据收到的不同的控制包,在控制信道和数据信道中采取3种不同的预留方法.在数据传输中,隐藏终端能够同时接收数据,暴露终端能够同时发送数据.在高业务量网络中分析了该协议的吞吐量属性,通过与基于RTS/CTS的协议的比较,表明DCMAC协议能提高多跳ad hoc网络的吞吐量.     

基于802.11协议的无线局域网技术

本文介绍了无线局域网的标准分别是IEEE802.11系列、Home RF和蓝牙等几种,其中最常用的是IEEE802.11系列标准,它们的主要区别在物理层的规范上。     

IEEE 802.11 DCF协议的非同步退避建模与分析

在IEEE 802.11分布式协调功能(DCF)协议的单跳无线局域网环境中,数据包冲突会在网络节点间产生非同步退避现象.以固定长度的物理层时隙为状态转换的单位时间,考虑节点冻结期经历的状态,提出一个新的三维马尔可夫链模型以分析非同步退避现象对协议吞吐量的影响.由该分析模型得出的结果在IEEE 802.11 DCF协议的两种数据包传输机制下都表现出与仿真结果较好的一致性,并且随着网络节点数增加,与已有参考模型相比也具有较高的准确性.     

基于ACE的无线局域网认证业务的设计与实现

简要介绍了IEEE802.11MAC层规范中的认证业务和ACE中的并发编程模式,给出了基于ACE的无线局域网认证业务的设计与实现方案.     

改进DBTMA协议公平性的一种方案

针对双忙音多址接入协议(DBTMA)在解决Ad Hoc网络中的隐终端和暴露终端问题时,出现的不公平性问题,提出了一种改进方案.改进方案去掉原协议中的忙音信号发送,采用时隙ALOHA协议对缺少发送忙音保护的RTS报文进行传输.仿真实验表明,改进的DBTMA既降低了协议的复杂性,缩短了时延,又保证了协议的公平性和稳定的信道利用率.     

无线局域网TKIP协议的安全分析

通过建立数学模型的方法对TKIP(temporal key integrity protocol)进行量化的安全分析,推导出TKIP协议内各模块与整个协议安全性能的对应函数关系,特别着重分析了iv空间与安全强度间的关系.根据分析得出TKIP协议虽然提高原有WEP(wired equivalent privacy)的安全性能,但其安全强度并没有预想的高.     

WLAN中基于信道预测的自动速率选择机制研究

提出了采用线性AR模型信道预测技术来提高IEEE 802.11中自动速率选择机制性能的方法,克服了检测RSS和发送数据帧之间的时间差影响.在发送端,根据历史接收帧的RSS值来估计当前帧发送时接收端的RSS水平,并结合发送帧长度和帧重传数来进行最佳发送速率的选择.对AR模型预测算法的步长选择进行了分析,在NS2网络仿真软件的TwoRayGround和Ricean信道模型下进行了仿真.仿真结果表明此机制比无预测机制提高了7%~30%的平均吞吐量水平.     

一种802.11功率控制MAC协议及仿真研究

提出了一种基于IEEE802.11的功率控制MAC(medium access control)协议,在控制包中包含发送功率和容许接收功率,通过两个通信节点之间的控制信息的交换来决定数据包的发送功率和限制其他邻节点的发送功率,有效降低隐藏终端和暴露终端之间的干扰,并且在数据接收的同时允许邻节点同时发送信息.通过仿真与802.11MAC协议进行比较,结果表明,在移动自组网中,该功率控制协议能够提高系统的吞吐量性能,而大大减少移动节点的功率消耗,提高节点的能量利用效率,并降低超过93%的系统能耗.     

无线局域网中基于隧道的平滑切换机制

在低切换延迟移动IPv4的延迟注册切换和代理缓存技术的基础上,提出了IEEE 802.11无线局域网中使用双向边隧道的一种平滑切换机制.该机制缩减了不适用于无线局域网的链路层触发,结合提出的减少链路层和网络层切换时延的手段,在实现平滑切换的基础上,进一步减少了切换时延,更好地接近无缝切换的要求.仿真实验表明,该机制不仅有效降低了切换过程中丢包的发生,同时也减少了平均500 ms以上的切换时延,使TCP的有效吞吐量提高了70%左右,极大地改善了无线局域网中站点的切换性能.     

一种支持拥塞识别的ad hoc网络DCF协议速率自适应机制

分析了IEEE 802.11 DCF协议虚拟载波检测机制在支持多速率传输方面存在的局限性,以及高速率传输数据分组的重负载条件下多跳ad hoc网络的节点拥塞问题,并在DCF协议框架内提出了一种支持拥塞识别的速率自适应机制.该机制允许接收节点根据信道质量选择可用的最高传输速率,并把此速率值和自身的拥塞状况反馈给发送节点,发送节点根据接收节点的拥塞状况决定发送或退避等待.仿真结果表明,该机制能有效解决ad hoc网络在重负载条件下的拥塞问题,显著提高网络的总吞吐量.