Ad hoc网络信道接入协议研究

信道接入协议是 Ad hoc网络的关键技术和研究重点 ,在协议研究的过程中发展为 3个研究方向 :竞争接入协议、信道分配协议和混合接入协议。分析了它们各自的优缺点 ,介绍了一些相应的典型协议 ,并在综合各种协议的基础上 ,提出了 1种可行的基于同步的双信道动态分配协议     

基于多信道接入协议的改进研究

为了解决隐藏终端和暴露终端的问题,在多信道接入协议(MCMP,Multi-Channel MAC Protocol)基础上,提出了改进的多信道接入协议(IMCMP,Improved MCMP),并在NS2(Network Simulator2)下,对单信道及多信道MAJC协议进行了仿真实验.仿真结果表明:多信道MAC协...     

一种中小型无线自组网信道接入协议设计

阐述了目前主流的无线自组网信道接入协议,并针对目前工程应用环境提出了一种改进的无线自组网信道接入协议——信道预约多址接入(CAMA)协议。CAMA协议基于IEEE802.11DCF协议思想,通过对物理信道的动态划分,将控制信道与业务信道相分离,实现了业务数据在业务信道的无冲突发送,改善了网络的信道利用率和传输的可靠性。     

双忙音媒体接入协议中的隐藏节点问题及其改进

针对双忙音媒体接入(DBTMA)协议只能防止发送距离范围内隐藏节点的问题,提出了一种增强的DBTMA改进(EDBTMA)协议,以彻底消除大规模ad hoc网络中的隐藏节点问题.ED-BTMA协议特点有二,一是采用了双收发器结构,其中的一个物理信道(数据信道)为高带宽信道,可利用现有802.11a/g无线设备,二是采用了忙音自适应功率控制机制,这样接收节点根据发送节点的信号强度可动态调整忙音的发射功率,以完全覆盖接收节点周围所有的隐藏节点,并在接收数据的过程中保证接收节点不受隐藏节点的干涉.仿真结果表明,在改进协议下的网络吞吐量平均提高了48%.     

多预约信息转发的协作信道预约多址接入协议

针对Ad Hoc网络中实时业务在背景业务繁重时信道接入效率低的问题,提出一种邻节点协作转发信道预约信息(CRI)的多址接入协议(M-CCRM).节点在发送数据分组前,选取多条CRI作为其数据开销,在控制该开销不超过预先设定门限的基础上,将这些CRI随分组一起发送;收到数据分组的邻节点提取其携带的CRI,记录下那些自己位于其预约范围内的CRI,避免在这些CRI的预约时段内接入信道.M-CCRM协议扩大了CRI的覆盖范围,解决了由于信道衰落和(或)分组冲突导致的CRI丢失问题,提高了实时业务的信道接入效率.仿真结果表明,当开销门限为0.02时,M-CCRM协议的实时业务发送失败概率比基本信道预约协议和基本协作预约协议分别降低了31％和20％.     

面向蜂群无人机自组网接入协议的多优先级动态阈值算法

针对蜂群无人机自组网中存在的数据传输低可靠性以及高时延等问题,提出了面向蜂群无人机自组网接入协议的多优先级动态阈值算法。首先,分析数据帧在无线信道中的传输过程,利用各优先级的数据发送概率求得各优先级的数据传输成功率;其次,提出了一种改进的信道满载阈值计算方法,当信道环境发生变化时能够稳定数据的传输并降低时延;最后,通过依次调整各优先级阈值,维持整体信道处在满载阈值水平,保证了最高优先级队列的高传输成功率与低传输时延,有效地提高了整体蜂群无人机自组网的性能。仿真结果表明：在不同业务量接入的情况下,所提协议能够保持各优先级数据的高传输成功率、低时延和高吞吐量传输,传输成功率比基于业务量统计的多优先级接入协议提升了14.2%,并在最高优先级数据传输成功率、端到端时延以及吞吐量等方面具有较大的优势。     

Ad hoc网络中一种基于邻节点时间安排的多址接入协议

为了提高Ad hoc网络信道资源的利用率,提出一种基于邻节点时间调度信息预约通信时间片段的介质访问控制(MAC)协议--NSBMA(Neighbor-Scheduling-Based Muhiple Access)协议,节点根据其邻节点的时间调度信息,调整时间片段的接收和发送状态值,并根据发送状态值(接收状态值)判断时间片段能否用来接收(发送)数据,使邻节点发送数据不影响本节点发送时间片段的选择.仿真结果表明,NSBMA协议比MACA和TRAMA协议在更大程度上解决暴露终端问题,提高了网络吞吐量.     

适用于无线Adhoc网络的多通道 MAC协议

为了解决多跳A dhoc网络中IEEE 802.11 M AC协议存在的“错误资源预留问题”(ERP)、“隐藏终端问题”(HTP)以及“暴露终端问题”(ETP),提出了一种改进的多通道媒体接入控制(m ed ia access con tro l,M AC)协议(M CM AC)。对IEEE 802.11 M AC协议存在的问题进行了分析,提出利用物理层提供的多个独立的通道并发传送数据,并用4次握手代替IEEE 802.11中的“RTS-CTS”的2次握手,使邻节点虚载波侦听不需要为数据传输保持静默,从而解决了ERP和ETP。仿真表明该协议能够在提高吞吐量的同时极大地降低时延。当网络具有中等负载时,该协议能够提高25%的吞吐量并将时延降低至原来的50%。     

基于移动预测的移动自组网路由协议

车载自组织网络、无人机自组织网络中节点高动态运动、网络拓扑变化频繁、链路维持时间短,使得传统的移动自组织网络路由协议不能适用.为了满足高动态自组网的需求,改进优化链路状态路由协议,引入移动预测机制.首先,在邻居发现过程中加入节点的位置和速度信息;其次,在中继选择时考虑邻节点的距离,选择不易中断的链路;然后,利用NS3进行仿真,结果表明,改进的优化链路状态路由协议提高了数据成功接收率,降低了端到端平均时延;最后,通过实物平台进行验证.     

间歇性连接移动自组网中自适应喷雾路由协议

针对传统喷雾路由协议缺乏自适应能力的问题,该文提出一种适用于间歇性连接移动自组织网络的可预测自适应种子喷雾(PASS)路由协议.该PASS路由协议在业务源端检查应用层发送时延要求的合理性,并预测路由代价;被授权的中继节点根据当前网络环境动态建立时延与喷雾深度的映射关系.仿真结果表明,该PASS路由协议能在缺乏网络参数的动态网络环境中满足时延约束,是一种有效的低代价时延约束路由协议.     

一种收方主动的ad hoc信道接入协议研究

ad hoc网络中,接收方主动的信道接入协议在传输数据分组时减少了握手控制分组,对直接冲突、间接冲突和噪声干扰比发送方主动的信道接入协议更具有健壮性,且对往返时间不敏感.针对RIMA-DP协议不能准确预测数据到达时间,文章利用全向天线的广播特性来对协议中的应答ACK控制分组进行改进,使得在传播中下一跳节点能够根据监听到的ACK来预测数据包的到达时间,提高了吞吐量,降低了端到端的延迟.仿真结果表明了该协议的有效性.     

A broadcast signcryption protocol for ad hoc networks

Many previous broadcast encryption schemes can only guarantee confidentiality but cannot verify integrity and authenticity for broadcast messages.In this paper,a broadcast signcryption protocol for ad hoc networks is proposed based on cluster-based structure.The proposed protocol not only guarantees confidentiality but also verifies integrity and authenticity for broadcast messages.More importantly,the proposed scheme enables the cluster head to robustly add or remove any cluster member without changing secret key of other cluster members.Moreover,the proposed protocol avoids massive message exchange for key setup among cluster members.The analysis of security and performance shows that the proposed protocol is secure,efficient,and more practical protocol for ad hoc networks.     

移动自组织网络中一种能量有效的跨层协议

提出了一种移动自组织网络中能量有效的跨层协议,将网络层的能量感知路由协议与MAC层的功率控制协议相结合,以提高节点的能量利用效率.在路由协议中根据节点剩余能量决定节点接入路由的延迟时间,从而使剩余能量较多的节点能够更快地接入路由,以使网络中的能量消耗更公平.在MAC层中实现功率控制,减少节点的实际能量消耗.仿真结果表明,在移动自组织网络中,该能量有效的跨层协议不但能延长网络的生存时间,减少端到端延迟,而且可以提高网络吞吐率.     

A mesh based routing protocol in vehicular ad hoc networks

This paper studies a routing protocol used in the application of collecting real-time traffic information using mobile vehicles to monitor traffic status. The biggest challenge of vehicular ad hoc network routing protocol lies in the mismatch between the direction of moving vehicles and routed data. In order to deal with this mismatch, a mesh based routing protocol with a two-tier network architecture is proposed. By using mesh nodes deployed at intersections, data can be routed through an optimized path which can improve the delivery ratio and reduce the consumption of network resources. The simulation uses the mobility model processed from the GPS data of taxis running in Shanghai urban areas. The result shows that the proposed protocol outperforms the existing flooding protocol.     

多速率ad hoc网络的信道忙感知路由协议

为了适应时变的信道条件并获得更好的信道利用率,IEEE 802.11支持多种数据传输速率,但是传统的无线ad hoc网络路由协议不能充分利用多速率,严重制约了网络吞吐量.文章在分析无线媒介接入竞争和冲突退避情况的基础上,提出了一个信道忙感知路由协议(简称CBAR协议);通过跨层设计,利用信道忙率衡量信道的繁忙程度,结合...     

A Partially Non-Cryptographic Security Routing Protocol in Mobile Ad Hoc Networks

In this paper, we propose a partially non-cryptographic security routing protocol （PNCSR） that protects both routing and data forwarding operations through the same reactive approach. PNCSR only apply public-key cryptographic system in managing token, but it doesn＇t utilize any cryptographic primitives on the routing messages. In PNCSR, each node is fair. Local neighboring nodes collaboratively monitor each other and sustain each other. It also uses a novel credit strategy which additively increases the token lifetime each time a node renews its token. We also analyze the storage, computation, and communication overhead of PNCSR, and provide a simple yet meaningful overhead comparison. Finally, the simulation results show the effectiveness of PNCSR in various situations.     

无线自组网可生存性保证的拓扑控制

为了解决频繁发生的自然故障和恶意攻击引起的无线自组网可生存问题,根据无线自组网的特点,分析图的连通度大小对网络拓扑结构特性和应用服务质量的影响,在此基础上结合网络可生存概念,提出面向网络可生存的容错拓扑控制设计策略。通过理论和实验求得保证网络多连通的关键邻居数,并提出一种基于邻居数的拓扑控制算法k2TC,当节点失效时,及时维护其他节点度等于或略小于阈值k。该分布式算法能构建并维护容错拓扑结构,算法简单且开销小。仿真结果表明:在节点出现失效时,新算法能够保证网络的抗毁性和有效性,使得无线自组网具有可生存的能力。     

无线自组网的一种跨层安全模型研究

分析了无线自组网的安全需求，并据此提出了一种全面的、自下而上的安全模型，其中包括基于椭圆曲线的改进底层算法（ADHOC-ECDSA）、身份认证和地址分配相结合实现单跳安全、基于ADHOC-ECDSA算法的安全路由协议实现多跳安全，同时使用一种简单的跨层入侵检测机制，分别对各层提出了具体的设计方案与安全性分析，为无线自组网的实际应用打下坚实的基础．     

一种多信道移动Ad hoc网络功率控制MAC协议

针对现有的多信道功率控制MAC协议（如DCA-PC）存在着控制信道利用率低和节点间采用大功率的通信对小功率通信干扰严重的缺点,提出了一种改进方案——DDCA-PC.DDCA-PC允许采用较低的功率发送控制帧,同时将大功率的通信限定在特定信道上.仿真实验表明,与DCA-PC相比,采用该协议可以在有效提高网络吞吐量的同时,降低能量的消耗.     

Route maintenance of on-demand routing protocol in mobile ad hoc networks

In mobile ad hoc networks （MANETs）, if a mnltihop route breaks, route maintenance is typically performed to establish a new route which causes high control overhead and long packet delay. To decrease the time of recovery and the overhead of maintenance, a new route maintenance mechanism in which the maintenance is confined to the vicinity of the broken link is proposed. This mechanism patches broken route through some other nodes in which only nodes near the broken link（s） may need to be substituted and the rest of nodes can be retained on the route. The broken link can be repaired without considering its relative position in the whole path, so the abihty of dealing with hnk failure is improved obviously. Simulation results show that the proposed strategy improves network performance significantly, such as in merits of control overhead and packet delay.