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.     

基于网络编码的无线局域网多播MAC协议及性能分析

针对现有IEEE 802.11协议无法提供可靠多播服务的缺陷,提出一种基于网络编码的无线局域网多播MAC协议MPNC.该协议对已有的ELBP协议进行了扩展,采用网络编码组传输模型发送多播数据.对于多播源节点,采用随机线性码对多播数据帧进行编码组合发送;对于多播接收节点,在接收的编码帧累积到一定数量后通过解码操作恢复出所需的原始数据.该方案有效减少了多播数据帧的发送次数,从而提高了无线带宽的利用效率.基于终端信道竞争的二维马尔可夫链模型,推导了差错信道下MPNC协议在网络饱和状态下的吞吐量理论表达式.最后,使用NS-2模拟器评估MPNC协议在不同信道误比特率和多播节点数目下的性能.仿真结果表明,MPNC比已有LBP和ELBP协议获得更优的吞吐量性能,并验证了理论分析的正确性.     

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。     

一种基于网络编码的速率自适应多播MAC协议

针对现有IEEE 802.11协议在无线局域网多播应用中存在可靠性差、吞吐性能不佳等诸多缺陷,提出了一种基于网络编码的速率自适应多播MAC协议RAMPNC.该协议采用网络编码组传输模型发送多播数据,使多播接收节点通过对累积的编码帧进行解码操作恢复出所需的原始数据.此外,RAMPNC利用RTS/CTS 握手信号实现信道状态信息交换,并根据多播接收节点反馈的信道信噪比估值动态调整源端的物理层发送速率.通过使用NS-2模拟器评估RAMPNC协议性能,结果显示,该协议在多播吞吐量,平均帧传输延时和帧投递率等方面获得了比已有ELBP和ARSM协议更好的性能.     

水下传感器网络中避免时空不确定性影响的MAC协议

水下传感器网络中时空不确定性严重,控制报文易发生冲突.时隙预约类MAC协议中控制报文发生冲突的概率较大,且节点位置变化会给报文接收带来不利影响.在此基础上提出了一种预设收发时间的水下MAC协议——PC-MAC.在PC-MAC协议中,考虑到发送节点位置可能出现变化,接收节点将预先设定接收报文的时间窗口,发送节点以接收窗口为依据,计算报文的发送时刻,从而避免报文冲突.仿真实验表明,根据网络的数据流量合理设定PC-MAC协议的参数,可获得较为理想的网络性能.     

蜂群自组网双信道频率分集多址接入协议

提出了一种适于大规模蜂群自组网的双信道频率分集媒质接入控制(DCFD-MAC)协议。信道预约与数据分组传输分别在控制信道(CCH)与业务信道(DCH)进行,避免信道预约与数据传输碰撞,提高信道接入效率。同时,在信道预约过程中完成频道占用信息交互,网络节点自适应选择数据传输频道,实现数据频率分集并发传输,解决了网络隐藏终端与暴露终端问题,提升网络性能。最后,对该协议性能进行了仿真。仿真结果表明,该协议与传统MAC协议相比多址性能明显改善。     

IEEE 802.11e Medium Access Control层QoS机制的改进研究

针对IEEE802.11e Medium Access Control层的QoS机制高负载时存在远端节点冲突和低优先级业务资源被耗尽的问题,提出在牺牲较小带宽的基础上增加一条忙音信道,取代CTS帧在数据信道上的广播,减少远端节点的冲突.仿真结果表明,该方案具有较小的冲突概率,有效地减少了远端节点冲突.同时提出一个解决公平性问题的新思路：在避退时间发送忙音抢占信道,以期提高低优先级业务的接入概率.     

传感网中隐藏终端问题及其解决方案研究

针对无线传感网中固有的隐藏终端问题,分析其成因,提出了一种由数据接收方主控的隐藏终端解决方案RCMA(receiver controlled multiply access)。虑及数据的发送方及其隐藏终端均对于接收方可见,RCMA基于RTS-CTS握手策略,采用长于RTS的CTS包抑制发送方的隐藏终端的数据通信,大大降低了发送方与其隐藏终端间的数据碰撞概率。同时,RCMA采用RTS与NAV(net allocation vector,网络设置向量)计时器相结合的方式,为发送方预留信道控制权,为其提供可变的数据传输时间,为多数据包的发送节省信道竞争时间并提供通信保障。仿真实验表明该方案能显著提高网络吞吐量,当隐藏终端数目为5时,RCMA对应的吞吐量约为非坚持CSMA方案的2.5倍。     

Ad Hoc网络中支持拥塞控制的速率自适应协议

Ad Hoc网络中节点需要竞争共享信道,容易使部分节点发生拥塞而丢弃部分分组,造成带宽资源浪费。为了更有效地利用Ad Hoc网络物理层的多速率能力,提出了一种支持拥塞控制的速率自适应协议,引入了可变发送窗口机制,接收节点根据信道质量选择可用的最高传输速率,并根据其队列拥塞程度控制发送端节点的发送窗口,发送节点按照发送窗口的大小连续发送多个数据帧。仿真结果表明,该协议能够充分利用信道条件,在网络重负载的条件下,饱和吞吐量提高80%,并能够调整拥塞节点的分组进出速率,有效地控制了网络拥塞。     

一种无线传感器网络中基于信道可靠性的多信道MAC协议

为了满足资源受限的无线传感器网络对于高带宽的需求,提出了一种基于信道可靠性的多信道媒体访问控制(MAC)协议RB MAC.引入了一种新的控制包结构和数据信道协商机制,提出了可发送信道列表和可接收信道列表的概念.为了从候选信道中选择最可靠的数据信道,将信道的可靠性问题抽象为博弈论中的多臂匪徒问题,并采用上限信心算法进行求解.仿真结果表明,与已有的动态信道分配方案相比,RB MAC协议的时延、吞吐量和丢包率等性能指标均有所提高,且其抗干扰能力更强.
     

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。     

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。     

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。     

Ad hoc网络信道接入技术研究

Ad hoc网络是一种特殊的对等式网络,传统的基于固定的或有中心的网络的协议不能满足Ad hoc网络的需要,首先研究了Ad hoc网络信道接入要考虑的隐终端问题和暴露终端问题,并给出了一种可能的双信道解决方案,在分析了现有的两种退避算法后,提出使用退避计数器广播加信道争用估计技术的来消除不公平现象,在这些结果的基础上,提出了一种新的信道接入协议。     

基于LTE-A系统邻近业务(ProSe)直接通信的设计与实现

3GPP在LTE-A系统中引入了邻近业务(proximity-based services,Pro Se)来提高频谱利用率和降低基站负荷。终端通过基站分配的频谱资源进行直接通信,从而提高无线频谱资源的利用率,而UE间邻近业务成功建立后,基站的负荷得以降低。提供了邻近业务直接通信场景,提出了2种邻近业务直接发现方式,并基于第二种发现方式设计了直接通信建立的流程,搭建了基于TTCN-3(Testing and Test Control Notation version 3,测试与测试控制描述第三版)测试系统的多终端一致性测试平台,而后将设计流程抽象化,在搭建的平台上进行一致性测试,最终验证了邻近业务(Pro Se)直接通信的流程设计与协议的一致性,为该业务的开发奠定了基础。     

工程机械车载终端中GPRS通信的分析及实现

针对工程机械车载终端的GPRS通信进行了分析和实现.在对工程机械车载终端进行硬件设计的基础上,进行了GPRS通信时和服务器连接建立和实现的分析,包括不同服务器网络终端连接方式的分析,以及PPP和TCP/IP协议栈的设计实现等.最终,以合理的流程实现了车载终端和中心站服务器的GPRS通信.     

基于GSM／GPRS的家用太阳能热水器远程监控系统设计

基于GSM／GPRS技术。设计了一种家用太阳能热水器远程监控系统．给出系统总体方案及硬、软件设计．阐述了控制仪表和通信模块之间的自定义通信协议．该系统由现场控制器、移动用户终端和企业数据中心三部分组成．其中．现场控制器采用控制仪表和通信模块双处理器结构,提高了系统的可靠性：移动用户终端和企业数据中心为系统提供多种远程监控方式,实现了家用太阳能热水器的网络化管理．调试、测试和试运行结果表明．系统稳定可靠．性能良好．用户可以通过手机短信查询和控制热水器的工作状态：热水器发生故障时,主动向用户发送手机报警短信：用户可通过GPRS网络向企业数据中心发送热水器实时状态数据,获得远程技术支持．     

保护私有信息的两方求第k小元协议

针对隐私计算需求,提出了一个两方不等长数列的第k小元计算协议。首先通过填充隐藏数列长度,然后将其转化为求取中位元问题,继而利用分治策略,最坏情况下进行O(log k)次秘密比较,在保持两方数据隐私的前提下安全的求出了两方数列共同的第k小元。最后证明了协议的正确性和安全性。经过分析认为协议可作为基础协议应用于更复杂的安全应用场合。     

基于蓝牙技术的家庭网络控制子网设计与研制

在研究蓝牙SPP应用模型和我国《家庭网络平台》标准的基础上,提出了基于蓝牙技术的家庭控制子网的实现方案.该方案将家电厂商制定的家电控制协议和SPP模型承载的通用设备控制协议(UDCP)相结合,形成了符合实际应用场景的家庭控制子网通信协议体系,实现了家电终端设备的添加、登录、控制、注销及报警等功能.研制了基于单芯片方案的嵌入式家电终端和基于PC的模拟移动控制终端,分析了通信双方晶体频率偏差带来的波特率误差问题并给出了解决方法.最后就家庭网络控制子网中应用移动自组织网络等技术进行了讨论.