高吞吐量低时延太赫兹超高速无线网络MAC接入协议

针对现有能够应用于太赫兹超高速无线网络的能量和频谱感知的媒介接入控制(energy and spectrum aware media access control, ES MAC)及IEEE802.15.3c协议存在的时隙申请量未及时更新、超帧结构不合理及分配时隙时未合并同一对节点之间的时隙请求等问题,提出了一种高吞吐量低时延MAC(high throughput low delay MAC,HLMAC)协议。通过设计一种新的超帧结构,使节点及时得到时隙分配信息,大大降低数据接入时延;通过更新时隙请求量和合并同一对节点的时隙请求,增加了数据发送量,提高了网络吞吐量。理论分析表明了HLMAC协议的有效性,仿真结果显示它比ES MAC协议增加了65.7%的网络吞吐量,同时降低了30%的接入时延。     

一种适合深空通信的容失文件传递协议仿真

深空通信链路的特点(时延巨大、上下行链路非对称性、误码率、丢包率大和链路易中断)限制了采用地面文件传送协议在深空中的应用。借鉴信道编译码的思想,提出了适合深空环境的容失文件传递协议。采用容失文件传递协议,地面站只要接收到一定数量的数据包,满足解织条件就能够恢复原始信息,无需反馈确认信息。当通信距离较短时,文件传递时延受文件大小和传输速率变化的影响较大,而较长距离的传递时延主要由传播时延决定,其他因素影响有限。容失文件传递协议无需反馈确认、单向可靠传输,大大减少了文件传递时延、提高了系统的吞吐量也保证了通信系统的可靠性。     

WSN中一种基于协作休眠的MAC协议

无线传感器网路中,支持休眠机制的MAC协议通常采用同相位调度策略,存在冲突概率高,数据传输延迟大等问题。针对这些问题,设计了一种新的基于不同相位调度表的MAC协议。该协议的簇内节点采用不同相位的调度表,以减少冲突概率和串音问题;数据传输采用机会协同传输方法,以有效降低数据传输时延。仿真结果表明,相比传统的非协作休眠机制和直接传输方法,CS-MAC协议可以有效减少冲突概率,降低数据传输时延,从而减少网络能耗。     

传感网络低占空比MAC协议同步机制研究

低占空比MAC协议通过节点休眠有效延长了传感网络的寿命,然而同步过程中许多节点监听多个计划,降低了协议的节能效果;同时节点休眠导致数据转发时延大大延长。提出了一种适用于低占空比MAC的新同步机制。基站成为唯一的同步发起者,它周期性地发布同步信息。其他节点仅监听一个计划并广播他们自己的休眠计划,多跳路径上的邻居节点交错监听周期。在一个树型拓扑网络上的仿真试验表明,此同步机制可以在更少能量的条件下进一步减少低占空比MAC的系统时延,提高网络在较重负载下的吞吐量。     

太赫兹无线局域网媒体访问控制协议的优化设计

针对太赫兹无线局域网络,为满足网络中对数据传输性能的要求,提出一种媒体访问控制(medium access control,MAC)层协议超帧结构,在新超帧结构的基础上,进一步提出3种优化机制,分别是自适应动态调整竞争接入时段的长度、合并申请量的免申请预分配时隙和删除冗余控制字段。通过采用OPNET仿真软件,对新提出的优化后的MAC层协议进行了仿真验证,并将仿真结果与现有的能够应用于太赫兹超高速无线网络的高吞吐量低时延MAC(high throughput low delay MAC,HLMAC)协议和IEEE 802.15.3c标准协议进行了比较。仿真结果表明,所提的MAC协议相较于HLMAC协议和IEEE 802.15.3c标准协议在网络吞吐量方面的性能得到了约3.45%和11.11%的优化提升,在平均接入时延方面的性能提升了约28%和50%,而在数据帧的传送成功率方面的性能也得到了约3.3%和10.6%的提升效果。     

S-TDMA协议点到点通信的仿真研究

介绍了自组织时分多址（S-TDMA）数据链协议中长传输过程和短传输过程两种点到点通信方式。利用网络仿真工具OPNETModeler，构建了S-TDMA数据链网络的仿真平台。在不同的业务量及重传参数下，对长传输过程和短传输过程的吞吐量、平均报文时延和平均报文丢弃率三种性能指标进行了仿真，并分析了仿真结果。     

基于模糊逻辑的跨层调度与功率控制

提出一种基于模糊逻辑的跨层调度与功率控制机制(WDPFPC),在MAC层执行加权时延优先(WDP)调度策略,根据用户权重和业务时延要求确定调度优先级;在物理层使用模糊功率控制机制FPC,根据用户权重、业务时延和信道衰落状态,利用模糊推理方法进行自适应功率调整.WDPFPC机制较好保证了用户业务的QoS需求,提高了功率控制的准确性和有效性,运算复杂度低.仿真表明,WDPFPC能有效减少业务阻塞率,提高系统吞吐量,同时能节省功率使用.     

实时无线局域网介质访问控制协议的仿真

OPNET是一用来模拟通信系统和预测网络性能的强大仿真工具。传统无线局域网由于时延不确定性问题在工业控制领域不能得到直接应用。考虑了工业应用场合的特点，介绍了一种无线局域网实时介质访问控制协议。给出了节点的仿真构造、模块内部的状态转移图，实时和非实时节点的时延曲线。仿真结果表明该介质访问控制协议能满足实时节点的通信要求，同时非实时节点通过冲突避免减少了冲突增大了网络的吞吐量。     

无线Ad Hoc网络中CSCA协议的仿真研究

为了有效利用无线Ad Hoc网络中的信道资源,提出了一种多址接入协议,即信道选择冲突避免(CSCA)协议。该协议在公共信道上发送RTS/CTS分组实现握手,采用灵活的信道选择方案选择无冲突的业务信道传输数据分组,接收节点成功接收完数据分组后在另一个公共信道上回复ACK分组。最后,利用网络仿真工具OPNET构建了CSCA协议的仿真框架,并在此基础上,通过仿真评估了协议的平均信道利用率、平均分组延迟和分组丢弃率等性能。仿真结果表明,CSCA协议在网络传输业务量重的情况下具有较高的信道利用率、较小的分组时延和分组丢弃率。     

带休假的返回n-ARQ系统时延性能研究

在对返回 n 步自动重传请求协议(返回 n-ARQ)的系统传输过程进行分析的基础上,利用等效服务时延的思想简洁有效地建立了返回 n-ARQ 系统的休假排队模型,求得了该系统的主要性能指标分组平均等待时延、平均服务时延以及归一化最大吞吐量等的表达式,给出确定最佳滑动窗口长度以及最佳分组长度的理论模型;最后通过数值模拟分析了分组传输正确率、滑动窗口长度以及分组长度对系统时延的影响,并分析论证了最佳滑动窗口长度以及最佳分组长度的存在性和可确定性及其变动规律.     

Delay performance of the CFDAMA-RPR protocol via satellite

The relative performance of the combined free/demand assignment multiple access (CFDAMA) protocol with different terminal request strategies is examined. A new scheme is proposed employing combined round robin/piggybacking request strategy (CFDAMA-RPR), which is compared with the CFDAMA-RR (employing round robin request strategy) and CFDAMA-PB (employing piggy-backing request strategy). Simulation results demonstrate that compared with CFDAMA-PB and CFDAMA-RR protocol, the CFDAMA-RPR scheme can offer better delay/throughput performance of satellite channel.     

基于WIA-PA的无线总线多信道调度算法

针对无线总线替代有线总线所带来的网络实时性和吞吐量下降的问题,充分利用无线信道提供的众多信道,在媒体接入控制(media access control, MAC)层提出了一种多信道调度算法。该算法在星型拓扑下将每个通信周期分为载波侦听多路访问(carrier sense multiple access,CSMA)阶段和时分多址(time division multiple access,TDMA)阶段。在CSMA阶段,基于不同优先级的灵活接入使得节点间发生碰撞的可能性大大降低。在TDMA阶段,基于全局队列的最早截止时间优先(earliest deadline first, EDF)调度使得信道利用率明显提高。仿真结果表明:提出的多信道MAC调度算法可以有效提高网络的实时性和吞吐量。     

Novel satellite transport protocol with on-board spoofing proxy

1 .INTRODUCTIONTCP has been designed and tuned for wired net-works with low bit-error rate (BER) on the orderof less than 10-8,in which TCP segment lossesand corruptions are mainly due to network conges-tion . However ,this assumptionis not validin sat-ellite networks[1]. Satellite channel has severalcharacteristics that may degrade the performance ofTCP. These characteristics include large propaga-tion delay (i .e .,approxi mately 250 ms over a geo-synchronous satellite channel) ,lar…     

改进的卫星网络多路径并行传输算法

针对传统多路径并行传输（concurrent multi-path transfer, CMT）协议无法适应卫星网络高误码特性,提出了一种CMT改进算法。首先,在缓解接收端缓存阻塞的基础上,根据链路中传输的传输序列号(trans-mission sequence number, TSN)相对连续的分组时延抖动,正确判断网络的拥塞状况;然后,接收端选取返回时延最短的路径,将拥塞因子及时反馈给源端,源端调节相应链路的拥塞窗口,调整注入网络的数据量。仿真结果表明:本文算法在缓解因卫星链路差异造成的接收缓存阻塞的同时,能够根据网络状况自适应区分拥塞与误码,实现链路的高效利用。相对于传统CMT协议,改进的CMT协议在网络吞吐量、窗口抖动、时延和丢包率等方面都有明显提高。     

面向航空集群云网络的航空数据链MAC协议

针对未来航空集群作战的全新网络需求,提出了“航空集群云网络”的概念,设计了网络通信层面与任务需求层面耦合机制,为航空集群网络的具体通信技术研究提供了参考,并在此基础上结合基于正交频分多址(orthogonal frequency division multiple access, OFDMA)的可变带宽信道分配技术设计了一种面向航空集群云网络的媒体接入控制协议(aeronautic swarm cloud network oriented media access control protocol, ASCN-MAC)。详细设计了协议的任务需求认知机制,为智能化任务规划决策提供了通信支撑,并从需求出发,基于OFDMA的特点,提出了面向任务需求的层次化信道资源预约方式和信道资源贪婪预约算法。仿真结果表明,ASCN-MAC协议在任务规划决策的通信支撑能力、吞吐量性能和实时性上均具备较强的优势,可以满足新的作战样式下大量面向任务需求信息的可靠低时延传输。对全新作战样式下新一代航空数据链的研究具有一定的参考、借鉴意义。     

水声网络链路层协议的仿真研究

链路层协议的设计是水声网络的关键技术之一。它通过控制数据收发,实现网络数据包的可靠、有效传输,进而为网络层提供服务。针对水声通信系统低速率、高延时和低可靠性等特点,利用网络仿真软件OPNET对采用ALOHA协议和MACAW协议的网络进行了完整建模,给出了对等式网络和主从式网络下两种协议在吞吐量、丢包率、平均时延和能耗四个方面的仿真结果。通过对仿真结果的分析,为实用协议的设计提供了有效的参考数据和策略。     

面向双层卫星网络的多业务负载均衡算法

卫星网络中由于卫星高动态拓扑和地面用户分布不均,导致卫星网络易出现区域负载失衡。设计高效的动态路由算法是当前卫星网络的研究热点,为此,提出了一种面向双层卫星网络的多业务负载均衡算法。该算法根据卫星链路上的数据传输量进行拥塞判断,根据链路时延因素和链路负载因素进行负载代价计算,不同服务质量(quality of service, QoS)需求的业务进行不同路径选择,通过分流均衡网络流量。仿真结果表明,该算法能够减少数据包的排队时延和丢包率,提高整网吞吐量。     

Efficient medium access control protocol for geostationary satellite systems

This paper proposes an efficient medium access control (MAC) protocol based on multifrequency-time division multiple access (MF-TDMA) for geostationary satellite systems deploying multiple spot-beams and onboard processing,which uses a method of random reservation access with movable boundaries to dynamically request the transmission slots and can transmit different types of traffic. The simulation results have shown that our designed MAC protocol can achieve a high bandwidth utilization, while providing the required quality of service (QoS) for each class of service.