无线网卡能耗建模及在GloMoSim中的实现

参照笔记本电脑无线网卡各工作模式下功率消耗实测结果，建立了ad hoc网络结点无线网卡能耗模型，并介绍了如何在GloMoSim仿真环境中进行实现。此模型可广泛用于ad hoc网络无线结点能量消耗的研究中。运用新模型对IEEE 802．11节能模式的仿真表明：在流数目较多网络负荷较大时802．11节能模式并不能有效节省结点能耗，协议还需进一步改进。     

一种有效的分布式节能广播算法及性能分析

给出了有效的应用于无线Ad Hoc网络的分布式节能广播算法。在确定转播结点时,该算法让那些拥有较多未覆盖邻结点和较大新增覆盖面积的结点进行转播,选取尽可能少的邻结点为转播结点,以减小广播分组在网络中的重复。所提广播算法的分布式设计解决了其他节能广播算法中存在的开销太大的问题,使其更加适用于无线Ad Hoc网络的特殊环境。通过大量的仿真对广播算法的性能进行分析,结果表明与其他算法相比,所提算法能够大幅降低转播冗余、有效增加网络寿命。     

基于NS-2的802.11DCF协议仿真模型研究

DCF协议是IEEE802.11标准最基本的无线信道接入方法.在分析DCF协议关键技术和NS-2仿真工具中DCF协议状态机模型的基础上,以NS-2.29版本为例,提出了NS-2中的DCF模型与标准中所描述的DCF模型二者之间存在的差异.这些差异分为三类:在特定的仿真环境下对仿真结果影响较大,应该进行改进的错误地方;由于NS-2内在的原因,在建模时所进行的模型简化所导致差异;在特定的工作环境和工作性质下对802.11标准的理解的不同所导致建模差异.     

一种改进的IEEE 802.11节能协议

针对IEEE 802．11DCF协议节能模式(802．11PSM)节能性能受网络中流数目影响严重的缺点，提出了一种改进的802．11PSM 节能协议。通过采用一种时间-报文混合驱动的分布式无线网卡(NIC)动态关闭机制，使802．11PSM协议中那些在beacon周期内一直处于活跃状态的节点在当前通信与自己无关时进入睡眠状态来节省能耗，从而大大降低了流数目对协议节能性能的影响。近似分析和仿真表明，当业务流数目较多且负荷较大时，802．11PSM 与802．11PSM相比有明显的节能效果。802．11PSM 的吞吐率性能和时延性能仍与802．11PSM大体相当。     

802.11 DCF中优化吞吐率的RTS门限调整算法

针对IEEE 802.11 DCF网络,提出了优化吞吐率的RTS门限分布式调整算法.通过分析一次成功发送和一次碰撞持续的平均时间,找到网络饱和吞吐率与RTS门限的关系.分析显示,存在一个最佳RTS门限,使得网络的饱和吞吐率最大.从一次发送过程平均时间最小化出发给出了求解最佳RTS门限的数值计算方法,然后,设计出一个分布式算法,以使终端能自动调整其RTS门限到最佳值,从而优化网络的饱和吞吐率.计算机仿真证明了该分布式算法的有效性.     

IEEE 802.11无线通讯协议的建模与性能分析

为了系统分析IEEE 802.11无线通讯协议的性能,基于POOSL语言建立了IEEE 802.11协议的性能抽象模型,对ad hoc网络和带有AP的WLAN两种场景下协议的性能进行了定性和定量地分析.在建模过程中,对协议的机制进行了合理的抽象,重点解决了无线信道的仿真等问题,准确模拟了DCF的两种工作方式(基本方式和RTS/CTS).通过模型模拟执行的结果,分析了相关参数(站点个数、竞争窗口大小、帧的长度)对协议性能指标(有效吞吐量、平均延时和上下行吞吐量公平性)的影响,并得到了不同站点数目情况下最佳的CWmin值等结果.     

基于蓝牙的无线传感器网络

提出了一种基于蓝牙技术的无线传感器网络,它采用基于信息触发的星型网络拓扑和节能工作模式,使得一个蓝牙主结点可以控制从结点的个数远大于7个,有效降低了每个传感器结点的功耗,加强了传感器结点的安全管理。     

无线传感器网络中基于分簇的协同传输协议

提出了一种基于分簇的无线传感器网络协同传输协议,分析了其传输效能和对网络吞吐量的改善,继而得出了该协同传输协议的适用范围。该协同传输协议特别适用于有可靠、高速的数据传输要求而信道环境不佳的无线环境,恰当地使用该协议能够提高传感器节点的传送效能,节省网络能源,并且能很好地提高网络吞吐量。最终通过仿真验证了上述结论。     

基于无线局域网的多机器人通信系统性能分析

通信是多机器人之间进行信息交互并实现协作的基础.因此,了解与考虑多机器人系统的通信性能是构造具有实用价值的多机器人系统的前提.对基于IEEE802.11的无线通信协议的不同标准进行了研究,介绍了无线局域网(WLAN)的主要因素对多机器人系统通信性能的影响,并通过大量实验测试了目前最常用的基于802.11g的WLAN的延时特性.本研究结果将对构建基于WLAN的多机器人通信系统有一定的参考价值.     

基于链路质量的无线传感器网络路由量度研究

选择合适的路由量度对于提高无线传感器网络的路由效率而言至关重要.综述了现有无线网络几种典型的路由量度,并通过实验研究,发现了无线传感器网络的通信链路存在着高丢失率、非对称性等特点;进而分析了采用传统单一的路由量度方法在设计无线传感器网络路由协议时存在的不足;通过定义链路连接门限β,提出了一种基于Hops与ETX相结合的混合路由量度方法;将此路由量度方法应用于AODV协议中,仿真结果表明所提出的混合路由量度是一种高吞吐量,低丢失率的量度方法,能够为无线传感器网络高效路由协议的设计提供有价值的参考.     

Clustering routing algorithm of wireless sensor networks based on Bayesian game

To avoid uneven energy consuming in wireless sensor networks, a clustering routing model is proposed based on a Bayesian game. In the model, Harsanyi transformation is introduced to convert a static game of incomplete information to the static game of complete but imperfect information. In addition, the existence of Bayesian nash equilibrium is proved. A clustering routing algorithm is also designed according to the proposed model, both cluster head distribution and residual energy are considered in the design of the algorithm. Simulation results show that the algorithm can balance network load, save energy and prolong network lifetime effectively.     

无线网络衰落和损耗的建模与仿真研究

为了考察多径衰落、路径损耗和阴影衰落效应对无线网络性能的影响并对其进行准确模拟,建立了多径衰落和阴影衰落的数学和仿真模型,设计了阴影衰落效应的计算方法,优化了路径损耗指数的使用。并以OPNET软件为仿真平台进行了建模和仿真实验,仿真结果从数值上表现了多径衰落、路径损耗等效应对采用IEEE 802.11a/b/g系列标准的无线网络的吞吐率和时延等性能的具体影响,增强了无线网络仿真的准确性和合理性。同时,新模型的加入也提升了仿真平台的功能。     

能量有效的无线传感器网络可信路由协议

如何更有效地利用节点有限的资源是无线传感器网络研究的热点之一。提出的能量有效的可信路由协议(energy efficient reliable routing protocol, EERRP),采用了一种能量均衡策略,使网络中的能量均衡消耗,将网络生命周期最大化。同时,EERRP引入了信誉评价机制,通过节点在数据传输过程中对其他节点行为的监测以及信誉传播,使数据在通信过程中能够尽可能地避开问题节点到达目的节点,达到可信数据传输的目的。通过在NS仿真平台对EERRP进行测试与验证,并将其与传统路由协议进行比较,证明EERRP在网络能量有效性和数据可信传输方面具有明显优势。     

Distributed power control algorithm based on game theory for wireless sensor networks

Energy saving is the most important issue in research and development for wireless sensor networks. A power control mechanism can reduce the power consumption of the whole network.Because the character of wireless sensor networks is restrictive energy,this paper proposes a distributed power control algorithm based on game theory for wireless sensor networks which objects of which are reducing power consumption and decreasing overhead and increasing network lifetime.The game theory and OPNET simulation shows that the power control algorithm converges to a Nash Equilibrium when decisions are updated according to a better response dynamic.     

一种Ad Hoc网络信道接入退避算法及仿真分析

移动自组网络的应用环境以及其在商业上的潜在应用要求它支持QoS，高效合理的MAC协议对于保障Ad Hoc网络QoS具有重要的意义。在分析现有典型MAC协议及退避算法的基础上，提出了一种支特动态服务区分兼顾公平性的退避算法——服务区分动态退避（SDDB）算法。分析和仿真结果证明，与IEEE802．11等协议采用的退避算法相比，该算法在信道公平性和提供服务区分方面有较好的改善，并且在信道的吞吐量和提供服务区分、改善信道接入公平性之间能达到较好的折衷。     

基于拓扑维护的自适应多信道OLSR路由协议

OLSR是一种应用于无线移动Ad hoc网络的基于链路状态机制的先应式路由协议。在OLSR中,网络拓扑的动态变化会使节点掌握的拓扑信息失效,从而导致路由表项不全,影响路由性能。针对上述问题,提出了一种基于拓扑维护的自适应多信道路由协议MOLSR-TM,该协议把拓扑维护状况感知和自适应算法引入OLSR,以调整HELLO控制消息的发送频率和邻居记录表、拓扑记录表的刷新频率。性能分析和仿真结果表明,MOLSR-TM能改善节点的拓扑维护状况,增强动态拓扑适应能力,提高数据成功率、端到端时延和网络吞吐率等性能。     

基于IEEE 1588的无线传感器网络时钟同步方法

时钟同步是无线传感器网络的一项重要支撑技术，网络节点间的协作感知、数据融合、定位技术、能量管理都需要时钟同步的支持，才能正常开展。通过对影响802.11无线网络中IEEE 1588时钟同步精度的双向不对称时延的产生机理及统计特性进行详细分析，提出了一种基于卡尔曼滤波的时延过滤算法，并在此基础上设计实现了时钟伺服系统，从而实现了基于IEEE 1588协议的一种纯软件形式的无线传感器网络时钟同步方法。最后，通过实测验证了该方法的有效性。实测结果表明，该方法在同步精度、同步时间及偏移误差上达到了较高的指标。     

Improved MIMO-OFDM scheme for the next generation WLAN

The research and application of wireless local area networks (WLAN) technology are in a stage of rapid development. It has been one of research focuses of the wireless communications field. Through the use of enhanced single-user (SU)/multi-user (MU) multiple input multiple output (MIMO)-orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) technology, the next generation WLAN IEEE 802.11ac dramatically increases the throughput. An improved MIMO-OFDM scheme based on modulation diversity is proposed for the next generation WLAN. It uses two-dimensional modulation diversity to the current IEEE 802.11ac transmission scheme. Through the space-time-frequency component interleaver and the rotational modulation, the proposed scheme exhibits high spectral efficiency and low error rate in fading channels. The simulation results show that the proposed scheme significantly outperforms the SU/MU MIMO-OFDM scheme in the current IEEE 802.11ac standard, which is up to 5 dB.