一种适用于节点功率非对称WSN的改进S-MAC协议

针对节点功率非对称的无线传感器网络中的隐终端问题,提出在RTS/CTS机制基础上增加广播Bandwidth Reservation（BRES）消息的改进协议。在改进协议中,通信节点的邻居节点根据侦听到的CTS消息动态广播BRES消息,使得与通信节点连接非对称的高功率节点在接收到BRES消息后推迟自身发送任务,从而避免了隐终端问题。仿真结果表明：相比SMAC协议,改进协议减少了低功率节点的数据冲突并降低了其到目的节点的端到端延迟,提高了低功率节点和网络的吞吐量。     

基于混合WMN 域间移动管理方案研究

针对HWMP( Hybrid Wireless Mesh Protocol) 协议域间移动性管理方案中全网广播PＲEQ( Path Ｒequest) 消 息和代理更新消息造成网络拥塞的问题,提出HWMP 协议主动路由模式下新增节点的路由更新算法。对于 PＲEQ 消息的发送做出一定限制,改进了HWMP 协议域间节点移动性管理机制,减少了全网路由更新数据包的 数量,降低了网络的端到端时延。仿真结果表明,与HWMP 协议中的方案相比,AHWMP( Advanced Hybrid Wireless Mesh Protocol) 方案在网络平均吞吐量、网络平均端到端时延等方面具有更好的效果。     

Ad Hoc网络AODV按需路由协议的研究

针对在军事通信、地震或水灾等自然灾害发生时应急通信等特殊场合,移动自组织网络中路由协议不够完善的问题,提出了一种基于AODV协议的改进路由协议B-AODV,弥补了在AODV协议中路由发现过程延迟时间较长和路由维护过程路由重建几率较小的不足。在B-AODV中,首先使用了反向路由发现:广播控制消息反向路由请求代替控制消息路由回复,这样减少了路由发现的次数;其次,在路径重建过程中,采用了控制消息以及路由表中都记录相邻两跳节点地址的技术,减少了发现路由的时间,增加了路由修复的概率,提高了网络的性能。在NS2的环境下实现了AODV协议及改进后B-AODV协议的仿真,对其从分组传送率、平均端到端延时和路由开销这三种性能指标作了定量的分析,验证了改进后的路由协议优于原有的按需距离矢量路由协议AODV。     

基于冲突解决的功率控制MAC协议

功率控制策略可以降低网络能耗,提高信道利用率,然而也会引入更多的隐藏终端,使网络冲突加剧。为了利用功率控制的优势,同时减少网络冲突,文章提出一种应用于无线自组网采用功率控制的介质访问控制(media access control,MAC)协议——反馈功率控制(reactive power control,RPC)协议。在RPC协议中,数据传输过程中的各帧均采用最优发送功率,以降低能耗,提高网络信道利用率,同时,当冲突发生时,协议根据干扰节点是否欲与被干扰节点通信将冲突划分为2类,据此协调节点的数据传输过程,提高网络通信的并行程度,减少数据的重传。仿真实验表明,RPC协议在网络吞吐量方面比SHUSH协议有所提高,同时也减少了网络端到端延迟。     

VANETs安全消息广播的性能模型分析

在车载网(vehicular ad hoc networks,VANETs)中将源节点通信范围内的所有节点看作目的节点,在介质访问层耗时很小,因此,常采用广播通信技术分发VANETs的安全消息。然而,广播通信缺乏请求发送RTS/清除发送CTS(request-tosend/clear-to-send)握手连接环节以及数据包确认机制,通信易受干扰,促使通信可靠性下降。为此,提出VANETs中安全消息分发性能评估模型。该模型假定VANETs具有两类级别消息。此外,考虑IEEE 802.11广播协议并使用二维马尔可夫模型(2-D Markov modeling),推导了低级周期性消息LPPMs(low-priority periodic messages)在传输模式和退避阶段的数目的联合概率分布,并利用该联合概率分布推导出高级事件驱动型消息LPEMs(high-priority event-driven messages)的平均传输时延,其有利于网络参数间折衷,如车辆传输范围、安全消息产生率以及介质访问控制MAC(medium access control)参数,通过合适地选择参数,使其满足LPEMs对延时的高要求。     

Aloha-LPD:一种用于水声通信网的MAC协议

为了减小长传播延迟对水声通信网性能的影响,在传统Aloha协议的基础上,借鉴CSMA协议载波侦听的思想,提出了一种用于水声通信网的MAC协议Aloha-LPD.利用水声通信的长传播延迟,采用半双工的通信方式,增加节点等待ACK回复帧过程中接收数据帧的机制,使一个节点同时与多个节点无冲突地通信.通过OPNET建立仿真模型,分析结果表明,与传统Aloha协议和基于RTS/CTS握手的协议相比,Aloha-LPD协议能够提高网络吞吐量,减小网络的端到端延迟.水声传输信道的长延迟是水声通信网性能的一大瓶颈,但如果能合理利用,也能改善水声通信网的性能.     

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。     

基于改进动态源路由协议的MANET灰洞攻击检测和缓解研究

针对移动自组网络易遭受灰洞攻击的问题,提出一种改进动态源路由协议来检测和缓解灰洞攻击。首先,建立一种入侵检测系统(IDS),IDS节点仅当检测到灰洞节点时才设置为混杂模式;然后,通过检测节点转发数据包数目的异常差来检测恶意节点,当检测到异常时,附近的IDS节点广播阻塞消息,通知网络上的节点共同隔离恶意节点;最后,利用Glomosim工具进行的仿真实验验证了所提方法的有效性,该方法的平均丢包率仅为12.5%,端到端传输延时仅为0.116 s,比较表明,所提方法优于其他几种现有灰洞攻击检测方法。     

基于指向性换能器水声传感器网络功率控制算法

为了实现环境友好的通信,提高信道空间复用率进而提高网络吞吐量,提出了一种采用指向性换能器的水声传感器网络功率控制算法.设计支持指向性的邻节点发现过程,使节点获取信道信息,以归一化系统容量最大化及对邻近节点的干扰最小化为目标建立效用函数.以海洋生物发声影响阈值为限定条件,通过求解最大化效用函数的最优解对节点进行功率控制.该算法既能缓解隐藏终端和暴露终端问题,又能避免干扰海洋生物.仿真结果表明:相比于全向通信,对于不同的换能器波束宽度,本算法可使网络的能耗降低,吞吐量提高2~3倍,端到端延时降低20%~30%.     

基于节点通信监听机制的高效感知消息传输机会网络路由研究

针对采用社区划分策略的机会网络路由算法在消息传输过程中存在冗余转发的问题,设计节点通信监听机制,构建了新的消息传输策略,以高效感知邻居节点社区属性信息;并充分考虑携带移动设备的人的移动轨迹特点,设计了社区移动模型;嵌入时间片轮回机制,对网络节点进行动态划分社区;最终提出了基于节点通信监听机制的高效感知消息分发机会网络路由算法。在社区内转发消息时,选取与目的节点通信范围重叠区域内的邻居节点作为下一跳,若不存在这样的节点则将消息转发给与目的节点相遇概率较大的邻居节点或目的节点;在社区间转发消息时,算法选取与目的社区通信概率较大的中继社区节点转发消息,通过充分利用通信重叠区域内的节点转发消息,优化转发节点判定机制,重设消息传输条件,降低消息转发次数,从而提高消息传输成功率,降低传输时延。理论分析和仿真结果显示:与当前机会路由算法相比,新算法的传输成功率以及转发效率更高、平均端到端时延与平均存储时间更低。     

基于中央预定信令调控的多址接入

提出一个改进的多址接入控制协议,即基于中央预定信令调控的多址接入（centralized reservation signaling based multiple access,CRSMA）。该协议利用了IEEE802.15中所使用的小网络中央控制器（piconet coordinator,PNC）的特点,避免了数据的碰撞, 减少了控制信令的使用并且解决了空信道问题。对该协议进行了仿真分析,把该协议与IEEE802.11中的多址接入控制协议,即载波侦听多址接入/冲突避免（carrier sense multiple access with collision avoidance,CSMA/CA）,以及当前典型的改进方法进行了性能对比。最终的分析和仿真结果可以证明,从获得更高的吞吐量和更好的带宽利用率的角度而言,CRSMA优于CSMA/CA及其大多数改进的方法。     

采用S-MAC协议的无线传感器网络可用带宽估计算法

提出一种利用串扰来估计采用了S-MAC的无线传感器网络中可用带宽的方法。传感器节点在使能串扰避免机制后,将收集到邻居节点的RTS/CTS/DATA/ACK分组中的网络分配矢量以表的形式记录在自己的缓存中,经过计算得到节点的可用带宽。仿真数值结果表明,所使用的可用带宽估计方法能够较为准确的预测S-MAC中节点周围的负载情况,竞争程度,为路由选择、负载均衡、多sink布置、优先级传输等策略提供参考。     

局部网实时通信协议RTHP

提出一个适合于实时通信的局部网协议ＲＴＨＰ。其主要特点是保留／调度过程与数据传输并行地进行，另一个有趣的特点是它将报文期限、报文优先级和一个分布中断机构合起来，从而在负载较重的情况下能改善实时信息的传输性能．文中还通过模拟模型评价了该协议的性能，并且分别与标准令牌环和ＳＫＩＰＮＥＴ网进行了比较。     

Mesh架构叠加网多播优先级抢占算法

加入叠加网多播的主机在带宽及其他方面存在异构性.在叠加网多播协议设计中考虑这些异构性,按优先级组织节点关系与系统架构,将提升系统的整体性能.本文利用Mesh架构叠加网多播中大部分数据经几棵树所组成的树子集进行传播的特性,定位主干多播树,在此基础上设计优先级抢占算法,使高能力节点抢占低能力节点位置,从而使高能力节点尽可能的靠近源点,以此提升系统整体性能和贡献较大节点的业务质量.本文给出了协议设计,并对目标架构进行了分析,最后通过仿真实验表明了本算法的有效性.     

电流互感器二次线圈串并联使用的误差分析

针对电磁式电流互感器的二次线圈串联或并联使用 ,本文进行了误差分析 ,并得出结论 :串联使用提高精度 ,但带负载能力有所降低 ;并联使用带负载能力提高 ,但精度有所降低     

支持高速城域无线IP接入的双脉冲预约协议

在IEEE 802.16无线城域网中,基于带宽请求消息的预约协议在高IP业务负载时易导致预约冲突。为此,该文提出了一种新的无竞争预约协议:用户站先通过每帧固定发送一个双脉冲信号来反映IP到达分组的个数和类型,并在随后的业务传输中捎带发送准确的带宽请求。仿真结果表明:该协议可将系统的最大吞吐量提高4%~20%,同时改善分组传输的延迟和延迟抖动性能。     

A scalable admission control scheme based on time label

Resource reservation protocols allow communicating hosts to reserve resources such as bandwidth to offer guaranteed service. However, current resource reservation architectures do not scale well for a large number of flows. In this paper, we present a simple reservation protocol and a scalable admission control algorithm, which can provide QoS guarantees to individual flows without per-flow management in the network core. By mapping each flow to a definite time, this scheme addresses the problems that limit the effectiveness of current endpoint admission control schemes. The overall admission control process is described. Analysis is used to explain the reasonability of our scheme and simulation validates its performance.     

移动Ad hoc网络路由维护方式与控制信息开销

在移动Ad hoc网络中,节点的移动通常会导致通信链路的断开.为降低断路对通信质量的影响,保存备用路由是有效的方案之一.但维护备用路由同时也增加了其控制信息开销,占用一定的带宽并消耗有限的能源.分析了几种路由备份的方式,以仿真比较其控制信息开销,并给出其适用范围.