基于事件驱动型的WSN跨层MAC协议

传统的S-MAC(self-organizing medium access control)协议采用了协商一致的睡眠调度机制,在网络中形成虚拟簇的同时引入自适应侦听过程,但是由于增加了睡眠时间而限制了网络吞吐量,导致网络开销较大和端到端传输时延较长.为此,提出一种基于事件驱动型的跨层媒体接入控制协议(event driven cross layer-media access control,EDC-MAC).采用跨层优化的方法,同时考虑网络层和MAC层,并且依据网络数据传输的特点将网络分为非事件状态和事件激活状态.有效地节约了能量,并减少了事件汇报时延.此外,当节点被激活处于事件激活状态时,采用分簇的方法将事件区域内的节点动态分簇,有效地减少了传输数据的能量开销.通过理论分析和仿真验证了EDC-MAC协议在相同数量感知节点情况下相对S-MAC协议能够平均减少时延35％左右,提高网络剩余能量10％左右.     

无线传感器网络MAC协议的节能机制研究

由于无线传感器网络节点使用干电池和纽扣电池供电的特点,限制了网络节点能量的使用。而传感器网络中能量的控制主要由MAC层和路由层完成,MAC层相对于路由层对能量的控制更为直接和频繁。文章分析了传感器网络的MAC协议中能量消耗的各种原因,并针对各种原因提出了相应的解决办法,可以较好地延长网络的使用寿命。     

基于能量改进的AODV路由协议

移动自组网(MANET)中移动节点的电池能量是非常有限的,剩余电池能量直接影响到整个网络的寿命和稳定性,所以考虑电池能量对MANET路由是非常重要的.本文在AODV基础上提出了能量敏感的自适应Ad Hoc路由协议EAODV.EAODV根据节点剩余电池能量情况自适应地选择路由,很好地平衡了各节点的能量,延长了节点寿命.在QualNet平台上对EAODV的仿真结果显示该方法有效平衡了网络的能量消耗,但时廷只有略微增加.     

基于组合优化理论的能量感知路由算法

针对传统OLSR算法的传输功率消耗和节点剩余能量之间的矛盾,提出了一种基于组合优化理论的能量感知路由算法(EW OLSR).首先根据传输功率消耗和节点剩余能量构建节点能量消耗数学模型,并将其作为路由选择目标函数,然后在节点剩余能量计算中引入ARIMA LSSVM组合预测模型,最后根据能量消耗最小路径选择数据传输路由.实验结果表明,EW OLSR算法不仅减少了网络能量消耗和传输时延,而且提高了分组到达率,在无线网络中具有广阔的应用前景.     

基于节点流量的低能耗无线传感器网络MAC协议

根据传感器节点的生存时间取决于节点能量消耗的特点,设计了节能的MAC协议.提出了一种基于节点流量的低能耗无线传感器网络MAC协议TBEE-MAC(traffic-based energy efficient MAC).在TBEE-MAC中,节点采用周期性休眠机制来节省能量,提出了活动时间结构和基于节点流量的同步调度方式,在时间误差允许的范围内,调整了同步调度周期,减少了能量消耗.仿真显示,TBEE-MAC在提供低延时性能的基础上,能量有效性相对于S-MAC协议有很大提高.     

基于跨层设计AODV的QoS扩展和仿真实现

为了提高无线网络信道资源的利用率,采用测量MAC层信道空闲率估算节点剩余带宽,跨层访问剩余带宽的方法,实现AODV协议的QoS扩展（CLQ-AODV）,并在NS2上仿真实现。仿真结果表明,CLQ-AODV协议的分组端到端平均时延和平均路由开销有所减少,分组投递率获得提高。     

基于移动性的功率感知路由协议

移动Ad-hoc网络中节点一般由电池提供能量,有效地节约能量显得尤为重要。在功率感知和AODV协议的基础上,提出了一种基于移动性的功率感知路由协议(M-PAR)。协议引入了可用邻居节点平均能量值和节点相对移动性值,选择可用邻居节点平均能量值高,且相对移动性值小的链路作为路由。仿真验证表明:与传统的PAR协议相比,M-PAR协议获得了较好的节能效果,网络生命周期提高了50%。同时,在包投送率、端到端延时取得了较好的改善。     

面向移动节点不确定性特征的自组网路由协议

为了在资源有限的移动Ad Hoc网络环境中提高网络能量效率、延长网络存活寿命,提出了一种面向移动节点不确定性特征的自组网路由协议.根据信息熵的相关理论,从移动节点的邻居节点集合的取值空间和取值空间中各邻居节点集合成员的具体分布来度量节点的不确定性,从统计和行为上对无线移动节点的动态特性进行刻画.对路由表项进行了扩展,增加了路由稳定性测度值域,以适用节点记录其到达路由请求分组源节点的路由稳定性测度信息.仿真结果表明,所提协议能够有效提高移动Ad Hoc网络的分组递交成功率和端到端分组延迟等性能,降低频繁路由重建和维护操作所产生的控制负载开销和能量消耗.     

异构传感网中一种能量均衡非均匀分簇算法

分簇路由协议是无线传感网中减少能量消耗、延长网络寿命的一种重要手段.大部分分簇路由协议基于均匀分簇算法,却忽略了无线传感网单跳路由协议中远离基站的簇头需要消耗更多能量,从而导致整个网络能量消耗不均匀.针对以上问题,提出异构传感网中一种能量均衡非均匀分簇算法.一方面,簇头选取阶段,在考虑节点剩余能量的同时,引入非均匀竞争机制;另一方面,簇构建阶段,为节点选取簇头时,不仅考虑簇头剩余能量、节点与簇头间距,也考虑节点与基站间距.仿真结果表明,与LEACH,SEP,DEEC分簇算法相比,该算法有效均衡了簇头的能量消耗、延长了网络寿命.     

基于复合判据和改变触发机制的WMN路由协议设计与仿真

为了提高无线Mesh网络路由协议的吞吐量和传输质量,提出了一种跨层路由协议MCL-AODV.该协议通过跨层操作机制综合考虑MAC层链路质量、节点队列拥塞度和无线传输距离对链路性能的影响,创建复合路由判据以优化路由选择过程;通过改变HELLO消息触发机制降低路由管理控制开销.仿真结果表明,MCL-AODV降低了平均路由开销、减小了端到端时延,提高了网络吞吐量和分组投递率.     

一种基于发射功率控制的无线自组织网MAC协议

在无线自组织网数据链路层中,采用传统的功率控制机制会引起不同发射功率节点间的分组冲突。为了减少这种冲突和提高网络性能,提出了一种基于发射功率控制的无线自组织网MAC协议。通过引入交互发射功率等级信息和目的节点发送两次CTS帧的方法来缓解隐藏终端问题。网络仿真表明,在静止网络中CTPL协议与802.11 DCF协议相比可有效提高网络吞吐率,并减少部分能量消耗。通过仿真分析可知,该协议在无线自组织网络静止场景中可提高吞吐率,降低传输时延以及延长网络使用寿命。     

一种基于统计的航空自组网多信道忙闲认知算法

传统自组网MAC协议采用载波侦听的方式判断信道忙闲,航空环境中节点分布广,通信距离远,网络拓扑动态变化,载波侦听结果并不准确,且侦听造成传输时延较大,信道利用率降低。结合AR预测,提出一种信道忙闲认知算法LS-AR(L-Step-Revise AR),通过统计过去若干时帧收到的突发个数预测当前时帧收到的突发个数,将多步预测值和真实值的差值作为下个时帧预测的修正,以预测突发个数判断信道忙闲,避免了采用侦听方式造成的时延,提高了信道利用率,为不同优先级分组接入信道提供了较为精确的判断依据。仿真结果显示,该算法对信道负载情况预测的准确率达到90%,满足航空自组网对MAC协议的要求。     

基于TORA的移动Ad hoc网络多径路由协议M-TORA

基于临时按序路由算法(TORA),提出一种移动Ad hoc网络(MANET)多径路由协议M-TORA.通过在互联网封装协议(IMEP)分组的头域中加入媒体接入控制(MAC)层信息,M-TORA在节点拥有多条下行链路的情况下能够综合考虑下行链路的路由跳数与MAC层缓存队列长度,从而选择出最佳的下行链路.M-TORA在进行多径路由选择时采用了基于概率的路由选择策略,将网络负荷分散到多条路由中并起到自动负荷平衡的作用.基于网络仿真软件OPNET对TORA和M-TORA的仿真表明:M-TORA路由协议能够有效地降低路由延时,提高网络分组投递率.     

一种基于802.11DCF的Ad Hoc网络节能协议

为了将一种基于802．11DCF的无线局域网节能MAC协议802．11PS用于多跳移动网络,提出了一种改进的报文驱动无线网卡动态关闭节能协议802．11NPS．802．11NPS使无关结点收到控制报文后延迟关闭无线网卡,从而很好地支持了路由协议的正常运行．它无需全网同步机制,也可用于全互连网络．文中还采用较精确的能耗模型对802．11NPS协议的性能进行了仿真研究,结果表明：在所考虑的仿真环境下,802．11NPS在全互连网络中最多可节能60％,在多跳移动AdHoe网络中最多可节能18％;802．11NPS的时延性能优于802．11DCF,而吞吐率则与802．11DCF大体相当．     

多速率下移动自组网路由协议AODV性能分析

移动自组网是一种没有基础设施的临时性自组织网络,在其应用时路由协议是必须确定的基础性问题.随着业务的发展和MAC层协议的支持,移动自组网会适应不同速率的业务,能以不同的速率发送报文.基于NS2的在2 Kbps,144Kbps,1 Mbps,2 Mbps,11 Mbps等5种发送速率下,对AODV路由协议进行的仿真研究和性能分析结果表明:AODV在低速率业务下工作良好,同时也能支持高速率业务.     

基于分簇结构的移动自组织网络接入控制协议关键技术研究

提出了一种基于分簇结构的移动自组织网络(MANETs)接入控制协议(CM-MAC).该协议主要适用于大规模多跳移动自组织网络,采用分簇技术将整个大规模网络分成多个簇,每个簇拥有不同的工作频段,各个簇之间互不干扰.簇内采用了动态时分多址协议,每个节点根据自身业务强度动态地占用网络资源,簇与簇之间通过网关节点实现跨簇通信.本文采用了OPNET Modeler进行网络建模和仿真,仿真结果表明:在大规模拓扑网络中,CM-MAC协议比标准USAP协议的吞吐量提升了约2.2倍,时隙复用率提升了约4倍,端到端延时降低了约3倍.     

HEAD:A Hybrid Mechanism to Enforce Node Cooperation in Mobile Ad Hoc Networks

Mobile ad hoc networks rely on the cooperation of nodes for routing and forwarding. However, it may not be advantageous for individual nodes to cooperate. In order to make the mobile ad hoc network more robust, we propose a scheme called HEAD (a hybrid mechanism to enforce node cooperation in mobile ad hoc networks) to make the misbehavior unattractive. HEAD is an improvement to OCEAN (observation-based cooperation enforcement in ad hoc networks). It employs only first hand information and works on the top of DSR (dynamic source routing) protocol. By interacting with the DSR, HEAD can detect the misbehavior nodes in the packet forwarding process and isolate them in the route discovery process. In order to detect the misbehavior nodes quickly, HEAD introduces the warning message. In this paper, we also classify the misbehavior nodes into three types:malicious nodes, misleading nodes, and selfish nodes. They all can be detected by HEAD, and isolated from the network.     

802.11协议在Ad hoc网络中的应用研究

Ad hoc网络MAC（媒体接入控制）协议的研究主要是基于802．11协议，但是802．11协议并非专为多跳网络而设计，因此在实际应用中存在TCP传输不稳定性以及节点信道接入的不公平性问题。文中提出通过调整TCP滑动窗口参数，解决Ad hoc网络中TCP传榆的稳定性；通过改进802．11协议的竞争窗口机制，解决节点信道接入的公平性。仿真结果表明，上述改进措施可以有效提高802．11协议在Ad hoc网络中的应用性能。