带睡眠机制的IEEE 802.15.4 MAC协议性能分析

针对IEEE 802.15.4中的周期性睡眠机制,提出了一种IEEE 802.15.4 MAC协议实时应用中完全基于时隙分析的精确建模方法.该方法把IEEE 802.15.4的睡眠机制以及载波侦听多址接入/冲突避免(CSMA/CA)机制同时纳入考虑,将整个超帧以退避时隙为单位进行划分.通过对2个机制精确到时隙的建模,分析了网络负载以及占空比特别是睡眠机制对能耗、吞吐量及平均服务延迟等网络性能的影响.NS-2仿真结果表明,该模型可准确预测实时应用中IEEE 802.15.4网络性能,且在相同数据率条件下占空比适当的睡眠机制可使得能量消耗以及网络吞吐量达到最优值.     

IEEE802.16e宽带无线移动接入网络休眠模式研究

IEEE 802.16e是一种给用户提供宽带无线移动接入的新技术.针对宽带无线移动通信的特点,在深入分析IEEE802.16e休眠模式的基础上,概括总结了MS进入休眠模式的相关消息交互过程、MS休眠模式的终止场景和MS休眠状态时有数据包到达后的处理方法;在分析IEEE 802.16e MAC系统的基础上提出了实用于IEEE802.16e BS/MS MAC协议栈软件的调度方案.该方案考虑MS的正常状态和休眠状态,易于实现,能够完成协议所规定的功能.     

饱和情况下基于非竞争带宽请求机制的IEEE 802.22 MAC层协议性能分析

为了分析IEEE 802.22 MAC（Medium Access Control）协议性能以及各协议参数对性能的影响,针对饱和情况下基于非竞争BR（Bandwidth Request）机制的IEEE 802.22 MAC协议提出了一种三维离散时间马尔科夫链分析模型. 该模型同时考虑了协议的子信道预留机制和频谱感知的虚警概率,在帧节点处分析了离开事件以及到达事件,并在建模场景下准确得到了马尔科夫链的状态转移概率矩阵. 通过马尔科夫链分析,得到了吞吐量、强迫中断率和切换队列的平均排队时延3种最主要性能指标的表达式. 仿真结果表明：本文的分析模型可以准确评估协议性能,定量分析各项性能指标,为合理地选取协议参数提供理论依据.     

IEEE 802.15.4的嵌入式IPv6研究

越来越多的IEEE 802.15.4设备的使用需要一种开放的网络层标准以实现互连互通.通过分析IEEE 802.15.4特性和IPv6协议,本文选择IPv6作为IEEE 802.15.4的开放性网络层标准,提出了基于IEEE 802.15.4的IPv6地址配置机制、IPv6组播地址和MAC映射机制、被动式重复地址检测机制和中间层分片组片机制,简化并改进了地址解析功能.这些机制降低了系统功耗和协议复杂度,改善了系统性能,使IPv6在IEEE 802.15.4上的实现变成可能.     

无线传感器网络链路质量测量问题研究

对影响无线传感器网络链路质量的几个因素进行分析,根据分析结果,在IEEE 802.15.4协议标准基础上,对MAC层帧格式、数据传输机制等做出相应修改,进而设计出一种用于测量无线传感器网络链路质量的方法.该方法避免了由于帧长度不同而带来的影响,使传感器节点能够更好地对通信链路进行数据采集.最后,分别运用IEEE 802.15.4与修改后的方法进行实际测量,对所测得的数据进行了分析、比较和评价.     

基于WIMAX网络的IEEE802.16e PSC TypeⅡ休眠机制

针对宽带移动通信中移动站短时间休眠带来的能量效率下降问题,研究IEEE 802.16e休眠模式的节能机制.为了保证实时性的同时降低能量消耗,提出一种动态调整时间门限的方案,通过设立动态检测时间并启发式调整休眠时间建立的休眠模式的马尔可夫链分析模型,分析该方案对能量效率和数据包延时的影响.通过NS2仿真验证所提动态算法比标准中的能量效率获得明显提高.     

低速无线个域网中的IPv6路由实现

分析了将IPv6与IEEE 802.15.4结合,在硬件平台上实现使用此协议的无线个域网(WPAN).该网络支持AODVjr路由算法,实现短程无线通信.重点论述了IPv6在IEEE 802.15.4上的AODVjr路由算法的实现.它实现了网络层路由表的建立、路由查找和选路等功能.     

车载自组网V2I通信中可休眠轮询接入控制策略性能分析

在车载自组网通信协议IEEE 802.11p的基础上,提出一种车辆与路侧单元间通信的门限服务可休眠接入控制策略(GPC-S).首先,结合休眠机制,采用概率母函数和嵌入马尔可夫链的分析方法建立数学分析模型,推导了系统服务性能特性量平均查询周期、排队队长的精确解析;进而推导了站点休眠时间与特性量及网络服务参数之间定量关系的闭式表达式;最后,通过仿真实验对所提出的接入控制策略进行性能和能效测试.测试结果表明:性能特性量的理论计算精度最高可提升9%以上;相较无休眠的IEEE 802.11p,在低负载时,GPC-S能效提升97%以上.在对轮询系统进行建模时结合系统的空闲状态及由此触发的休眠,可提高理论解析精度,为系统的性能及能效评估提供一种有效的分析方法.     

ZigBee在煤矿井下机器人(群)的应用研究

ZigBee(IEEE 802.15.4标准)是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术.本文用微控制器芯片ET44M210和无线通信模块RFW102实现嵌入式无线网络终端(机器人),通过对协议IEEE 802.15.4裁剪和修改,完成了一个应用于煤矿井下作业的Peer to Peer结构的无线机器人网络.     

基于CC2430的无线数据安全传输

无线网络安全是无线通信中的重要问题,也是连网嵌入式系统沉重的负担,但基于IEEE802.15.4标准的Zigbee无线通信单片机CC2430,内置了高级加密标准AES协处理器,方便了应用和设计.本文介绍了Zigbee的网络安全模型及高级加密标准AES,分析了CC2430的AES协处理器的编程接口,描述了AES各种模式下的信息处理过程,重点给出了CCM模式下的Zigbee网络认证的实现细节.