一种新的支持智能天线应用的多址协议及其性能分析

主要研究将智能天线应用于Internet无线接入网络的中心接入点 (CAP) ,提出了基于轮询的自适应波束形成多址接入协议 (PB ABFMA)。该协议中 ,CAP接收或发送数据分组前 ,由CAP引导用户节点发送训练序列 ,CAP的智能天线据此计算出与用户节点对应的权矢量。CAP以轮询及动态TDMA方式为各节点安排发送时隙 ,采用微时隙为处于空闲状态的节点保持连接以降低时延。提出一种简单有效的竞争接入算法 ,保证新用户能够快速接入信道 ,该协议可工作于异步网络中。针对Internet中主要的“请求 -回应”(request reply)式业务 ,推导了信道利用率的计算公式。结果表明 ,PB ABFMA协议能有效支持智能天线应用并具有较高的信道利用率与良好的时延性能     

Ad Hoc网络中一种基于邻节点活跃度的自适应退避算法

基于无线AdHoc网络中信道共享的特性,通常采用具有退避机制的MAC接入协议。由于网络节点的各邻居节点在前一段时间的活跃状态在一定程度上反映了网络的繁忙状况,活跃的邻居节点越多,表示信道竞争越激烈,网络越繁忙,反之网络比较空闲。据此,提出了一种基于邻居节点活跃状态的时延退避算法,根据邻居节点活跃数量自适应地调整时延退避窗口,从而提高了网络吞吐率。     

无线Ad Hoc网络中CSCA协议的仿真研究

为了有效利用无线Ad Hoc网络中的信道资源,提出了一种多址接入协议,即信道选择冲突避免(CSCA)协议。该协议在公共信道上发送RTS/CTS分组实现握手,采用灵活的信道选择方案选择无冲突的业务信道传输数据分组,接收节点成功接收完数据分组后在另一个公共信道上回复ACK分组。最后,利用网络仿真工具OPNET构建了CSCA协议的仿真框架,并在此基础上,通过仿真评估了协议的平均信道利用率、平均分组延迟和分组丢弃率等性能。仿真结果表明,CSCA协议在网络传输业务量重的情况下具有较高的信道利用率、较小的分组时延和分组丢弃率。     

瑞利衰落信道下SR-ARQ-AMS系统时延性能研究

针对瑞利衰落信道,对一种结合选择式自动请求重传(SR-ARQ)技术的自适应调制系统(SR-ARQ-AMS)及其传输原理进行了分析,构造了一个有限状态Markov链来描述其瑞利衰落信道.利用等效时延的思想,建立了发送端带有休假的M/G/1非空竭服务排队模型描述该自适应调制系统.考虑了经有限次传输未成功分组的服务时延对系统时延性能的影响,求得了该系统分组平均等待时延、分组平均时延和归一化最大吞吐量的解析式.通过数值模拟分析了各参数对系统时延性能的影响,进而得到提高系统传输速率的方法.仿真结果表明SR-ARQ-AMS在瑞利衰落信道下能获得更好的系统时延性能.     

#br# 基于POMDP的机载网络信道接入策略研究

针对机载网络随机竞争类媒介接入控制(medium access control,MAC)协议在网络负载较重时性能下降严重、接入门限值设置缺乏理论依据和多优先级业务服务质量无法有效支持等问题,提出一种基于部分可观测马尔可夫决策过程的信道接入策略。在以不同优先级分组占用信道代价作为目标函数的基础上建立动态规划方程,采用状态空间压缩方法对问题求解进行简化,得到各优先级分组间理论近似最优接入门限值的数学表达式,可为不同优先级分组的接入决策过程提供理论依据并实现接入冲突的有效控制。仿真结果表明,该算法能够有效提高数据传输的时延、成功概率等性能,满足军事航空通信中数据传输的实时性和可靠性需求。     

星上抽样侦听统计自适应多址接入协议

提出一种新颖的多址接入协议—星上抽样侦听统计自适应多址接入协议。该协议考虑到卫星链路长时延特点,在星上对上行链路信道进行抽样侦听,统计每一固定的时间片中上行信道忙/闲比例,计算出各站最合理的分组发送概率,并通过下行链路广播到各站,以实现发送概率的自适应控制。理论分析和仿真结果表明:该协议可将上行链路的吞吐率提高并稳定到最大值区间附近,使端到端传输时延明显减小,且实现简单     

一种无线传感器网络可靠传输协议及其仿真分析

在无线传感器网络应用中,不稳定的通信链路会导致较低的传输可靠性.提出一种基于"动态簇"的无线传感器网络可靠传输协议.此协议利用网络节点部署稠密的特点和无线信道的广播特性,使报文以簇为单位进行转发;各个簇的成员构成多路径以保证传输的可靠性,并通过限定转发簇成员个数来降低冗余传输能耗;簇是动态的,在数据每跳转发前通过"回退竞争"机制选出,完成转发任务后自动撤销.建立了网络仿真模型,用NS2网络仿真系统对此协议的传输性能,如传输可靠性、传输时延及传榆能耗,进行了仿真分析.仿真结果表明,此协议的综合性能优于同类协议.     

基于随机/自由和按需算法的卫星BoD多级MAC协议

针对全球没有统一BoD协议标准的问题,根据随机、自由和按需分配多址协议的特点,借鉴802.11分层协议工作原理,提出了一种新的BoD多级MAC协议,它根据地面站数量和系统业务量确定使用不同的协议,通过提高动态信道利用率达到降低平均传输时延的目的。理论分析和仿真结果表明,多级MAC协议在系统业务量小、地面站多时能得到小的传输时延;业务量增大后,在保持最大系统流量的同时仍能得到较小的传输时延,同时通过改进碰撞算法保证了系统的稳定性。     

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。     

改进的卫星网络多路径并行传输算法

针对传统多路径并行传输（concurrent multi-path transfer, CMT）协议无法适应卫星网络高误码特性,提出了一种CMT改进算法。首先,在缓解接收端缓存阻塞的基础上,根据链路中传输的传输序列号(trans-mission sequence number, TSN)相对连续的分组时延抖动,正确判断网络的拥塞状况;然后,接收端选取返回时延最短的路径,将拥塞因子及时反馈给源端,源端调节相应链路的拥塞窗口,调整注入网络的数据量。仿真结果表明:本文算法在缓解因卫星链路差异造成的接收缓存阻塞的同时,能够根据网络状况自适应区分拥塞与误码,实现链路的高效利用。相对于传统CMT协议,改进的CMT协议在网络吞吐量、窗口抖动、时延和丢包率等方面都有明显提高。     

软件定义航空集群机载网络自适应邻居探测方法

针对航空集群机载网络中优化链路状态路由(optimized link state routing, OLSR)协议周期固定式邻居探测方式不能及时获取节点邻居分布状况,导致路由可靠性不足问题,提出软件定义航空集群机载网络自适应邻居探测方法。首先在现有软件定义网络(software defined networking, SDN)架构基础上,提出航空集群机载网络架构并设计网络模型;其次设计待调节点集合选举算法,以节点移动距离为标准筛选待调节点集合;最后设计邻居探测周期分配算法,为待调节点分配邻居探测周期。通过SDN集中式高效地调整节点邻居探测周期,能够实现对邻节点分布状况的及时有效探知。仿真表明该方法能及时获取节点邻居分布状况,提高了数据包到达率并降低端到端时延和协议控制开销,增强了OLSR协议在航空集群机载网络中的可靠性。     

Link reliability based hybrid routing for tactical mobile ad hoc network

Tactical mobile ad hoc network （MANET） is a collection of mobile nodes forming a temporary network, without the aid of pre-established network infrastructure. The routing protocol has a crucial impact on the network performance in battlefields. Link reliability based hybrid routing （LRHR） is proposed, which is a novel hybrid routing protocol, for tactical MANET. Contrary to the traditional single path routing strategy, multiple paths are established between a pair of source-destination nodes. In the hybrid routing strategy, the rate of topological change provides a natural mechanism for switching dynamically between table-driven and on-demand routing. The simulation results indicate that the performances of the protocol in packet delivery ratio, routing overhead, and average end-to-end delay are better than the conventional routing protocol.     

多源多目标网络下基于包聚合的选择协作方法

针对实际应用中广泛存在的源-目节点不等的无线传感网,提出一种基于包聚合的选择协作方法,以提升传输可靠性。首先,通过建立源-目节点间的关联矩阵将多源多目标传感网分解为多个多源单目标传感网;其次,将包聚合策略引入协作传输中,对多源单目标网络实施基于包聚合的选择协作通信;再次,考虑传输顺序对各源节点的影响,将3种调度方法引入选择协作方法中;最后,在保证系统传输可靠性的前提下,为方便系统的多目标优化,提出了3种中继选择策略。仿真结果表明,所提选择协作方法不仅能提高系统传输可靠性且能满足不同的网络需求。     

QoS-aware multicast routing protocol for Ad hoc networks

1 .INTRODUCTIONA mobile ad hoc network ( MANET) is a multi-hopwireless network formed by a collection of mobilenodes without the intervention of fixedinfrastructure.Because an Ad hoc network is infrastructure-less andself-organized,it is used to provide i mpromptu com-munication facilities in harsh environments . Typicalapplication areas of mobile ad hoc networkinclude bat-tlefields ,emergency search,rescue sites and data ac-quisitionin remote areas . A mobile Ad hoc networkisalso usef…     

传感器网络中一种能量高效的数据收集算法

为了在无线传感器网络中降低能耗和最大化网络生存期,提出一种能量高效的数据收集算法(energy efficient data gathering algorithm, EEDGA)。该算法利用移动代理模型在网络中进行数据收集。首先,EEDGA根据监测精度的要求控制活动节点的数量;然后,通过求最小支配集得到具体的工作节点;最后,利用蚁群算法规划移动代理迁移的最优路线,移动代理以渐进方式收集活动节点的监测数据。仿真结果表明,与典型算法相比,该算法具有更低的能耗和更长的网络生存期。     

Directed Diffusion协议的安全性分析及改进

针对现有无线传感器网络路由协议存在的安全问题,提出了一种改进的Directed Diffusion路由协议。该协议采用对称加密、消息完整性校验码和短签名技术来实现对协议消息分组的保密性、新鲜性和完整性等安全属性,因而能够在存在主动或被动攻击者的情况下,具有对虚假路由信息、Sybil、确认欺骗等常见路由攻击的抵抗能力。通过增强无线传感器网络路由协议Directed Diffusion的安全性,可以有效地节约网络节点的能量,维持网络服务的持续可用性。通过比较和分析,所提的改进的Directed Diffusion协议是一个有效的安全路由协议,能够在仅增加少量通信和计算复杂度的情况下实现安全路由建立过程。     

联合功率域SPMA协议的动态阈值算法

针对基于优先级概率统计的多址接入(statistic priority-based multiple access, SPMA)模式协议在高负载情况下战术信息的碰撞概率十分严重, 网络性能无法满足协同攻击要求的问题, 本文借鉴非正交多址接入技术在功率域上区分同时同频信号的思想, 改进SPMA协议信号发送机制与多优先级检测机制, 在原有的时域、频域基础上引入功率域, 提出一种联合功率域的SPMA协议性能改进策略。并针对各优先级数据包到达率的动态变化场景, 设计动态阈值算法, 以达到降低碰撞概率, 提升网络吞吐量的目的。仿真结果表明, 采用该改进策略与动态阈值算法可以使网络承载更大的业务流量, 提高网络吞吐量。     

高吞吐量低时延太赫兹超高速无线网络MAC接入协议

针对现有能够应用于太赫兹超高速无线网络的能量和频谱感知的媒介接入控制(energy and spectrum aware media access control, ES MAC)及IEEE802.15.3c协议存在的时隙申请量未及时更新、超帧结构不合理及分配时隙时未合并同一对节点之间的时隙请求等问题,提出了一种高吞吐量低时延MAC(high throughput low delay MAC,HLMAC)协议。通过设计一种新的超帧结构,使节点及时得到时隙分配信息,大大降低数据接入时延;通过更新时隙请求量和合并同一对节点的时隙请求,增加了数据发送量,提高了网络吞吐量。理论分析表明了HLMAC协议的有效性,仿真结果显示它比ES MAC协议增加了65.7%的网络吞吐量,同时降低了30%的接入时延。