无线传感器网络中一种基于功率控制的MAC协议

无线传感器网络中,跨层协议的设计已成为研究热点.通过提取网络层和物理层中的一些信息,可以改进MAC(介质访问控制)层协议的设计.针对已有的一些跨层协议进行综合并优化,通过提取网络层的路由信息和物理层的发射功率信息,改进了MAC层TDMA(时分多址)方式下的时隙分配算法.通过更合理的时隙分配以及对每个节点发射功率的控制,使得整个无线传感器网络的能耗降低,寿命延长.从仿真结果可以看出该MAC协议达到了应有的效果.     

60-GHz网络并行传输中基于顶点多着色的时隙分配算法

针对60-GHz网络中现有并行传输算法的不足,首先分析了数据并行传输的充分条件,然后基于冲突矩阵来对网络中的顶点进行多着色,进而提出了一种基于顶点多着色的时隙分配算法.此外,考虑到两种类型的传输:组内传输(单跳)和组间传输(多跳),还提出一种基于距离的中继选择算法作为发射机和接收机之间进行直接通信还是中继通信的决策指标.在单跳和多跳场景下评估所提算法的性能,仿真结果表明,所提算法可显著提升网络吞吐量和单位时隙期间的数据流平均数量,相比于传统的Greedy算法和TDMA算法,性能提升幅度分别达到19%和12%.     

空基移动自组网中基于TDMA的 令牌时隙MAC协议

为了较好地提高控制信息的利用效率,提出基于时分多址(TDMA)的令牌时隙媒介访问控制(MAC)协议. 该协议采用控制信道与数据信道分离的方法,在控制信道按照网络节点的标号(ID)顺序,动态拥有令牌时隙,及时交换节点信息参数及数据传输请求;在数据传输信道采用预约分配的时隙进行高速数据传输,避免了节点间的传输干扰. 同时采用空分复用TDMA模式,极大地提高了有限信道资源的利用率. 仿真结果表明,设计的MAC协议能够有效地提高网络的吞吐量,满足不同服务质量(QoS)和传输时延的要求.     

一种用于水声通信网的全动态TDMA协议

为了解决一定应用场合下水声通信网的通信效率和能量节省之间的矛盾,针对特定的网络拓扑结构,提出了一种全动态时隙调度的时分多址MAC协议FD-TDMA.该协议采用了动态往返调度方式、混合回复策略和保守的睡眠机制,网络各节点根据本节点及相邻节点的收发情况和已知的网络拓扑信息,动态并实时地更新自己在接收状态、睡眠状态和等待状态停留的时间,适时地进入自己的发送时隙.通过OPNET仿真表明:FD-TDMA协议与同样带有睡眠和混合回复机制的固定时隙TDMA协议相比,通信效率和能量效用均有显著的提高;并且该协议性能稳定,能适应不同的业务负载和网络规模.     

负载感知的太赫兹纳米传感网的TDMA协议

针对基于TS-OOK(time spread on-off keying)调制的通信系统存在数据传输连续碰撞的问题,考虑到实际应用场景具备负载不均衡的特点,提出负载感知的TDMA (LATDMA)协议.该协议根据网络中源节点数目、源节点业务量大小以及太赫兹信道的传输特性,在传统TDMA协议基础上实现动态分配时隙.仿真结果表明:该协议是能量高效的,在时延和平均吞吐量方面均具有明显的优势,因此可以应用于时延要求较苛刻的网络场景中.     

TDMA网络协议的关键技术——时隙同步技术

TDMA（时分多址）网络协议是利用时间的正交性实现信道共享,网内各个站点按照时隙方式工作,不存在发生碰撞才相互竞争问题。TDMA网络是一种同步网络,必须有统一的时间基准,站点的时隙必须与时间基准同步。因此,时隙同步技术是TDMA网络协议的关键技术。     

混合MAC协议和流量分化QoS的WSN智能算法

针对无线传感器网络(WSNs)中负载很大的情况下网络能量效率较低的问题,提出了一种基于MAC协议混合流量分化QoS的WSN智能算法。为关键或时延敏感的数据包缩减了时延。首先,通过使用智能CSMA和TDMA加强方法充分利用信道;然后,同时使用广播调度和链路调度,根据网络负载动态地从广播调度切换至链路调度从而获得最佳效率;最后,利用分散处理方法完成调度,即节点在本地使用时钟算法找到时隙,并为之分配。仿真实验验证了所提算法的理论思路及高效率,结果表明,适当的变化发射功率方式降低了能量消耗,并行发射的使用进一步降低了时延。     

改进的战术无线通信网时隙资源分配方案

对比分析了无中心端到端结构与“基站-用户终端”结构在军事通信应用中的优缺点,提出了一种有中心控制的TDMA端到端战术无线通信网络结构,在分析各种现有TDMA时隙资源分配方案的基础上,融合了二叉树法和动态加权思想,给出了用于该网的改进的最佳分配方案。     

A passive optical network based on optical code division multiplexing and time division multiple access technology

A passive optical network （PON） scheme based on optical code division multiplexing （OCDM） for the downstream traffics is proposed and analyzed in detail. In the PON, the downstream traffics are broadcasted by OCDM technology to guarantee the security, while the upstream traffics pass through the same optical fiber by the common time division multiple access （TDMA） technology to decrease the cost. This schemes are denoted as OCDM/TDMA-PON, which can be applied to an optical access network （OAN） with full services on demand, such as Internet protocol, video on demand, tele-presence and high quality audio. The proposed OCDM/TDMA-PON scheme combines advantages of PON, TDMA, and OCDM technology. Simulation results indicate that the designed scheme improves the OAN performance, and enhances flexibility and scalability of the system.     

认知网中多时隙联合频谱感知和功率分配

为了降低认知无线网中认知用户对主用户的干扰,并为了最大化系统的认知吞吐量,提出了一种多时隙频谱感知和功率分配的联合优化方案。该方案将系统的每个帧分为若干个时隙,每个时隙分别进行频谱感知,通过合并每个时隙的感知结果,有效的提高了系统的检测精度,降低了系统的干扰概率。同时理论分析了感知时间与传输功率分配方案,发现两者都存在最优分配解,在约束认知用户检测概率与传输功率的基础上,将吞吐量描述为关于感知时间与功率的多约束优化问题,通过设计联合迭代算法对认知吞吐量进行了联合优化并获得了最优感知时间与最优传输功率分配。仿真结果表明,所提联合优化方案吞吐量性能最接近理论最优方案,并可通过牺牲部分吞吐量性能降低系统干扰概率,且复杂度较低。     

多输入多输出的异构无线传感器网络时分多址调度算法

针对基于多输入多输出技术的无线传感器网络中节点接入信道过程复杂、容易产生碰撞等问题,提出了采用异构无线传感器网络模型和基于该网络模型的集中式时分多址调度算法．网络模型中的节点分为普通节点和带有多天线的特殊节点,节点被分为多个簇,特殊节点担当簇头角色,且在特殊节点间建立树形路由．该网络模型有效解决了分配时隙时节点的传输方向性问题．基于该模型的时分多址算法首先根据特殊节点的冲突节点度大小为节点染色,然后根据节点的数据包数与距基站跳数的乘积确定节点分配时隙的先后次序．实验结果表明,该算法可以有效避免冲突,提高时隙利用率,具有时延小、吞吐量大、适用于基于多输入多输出技术的无线传感器网络等优点．     

多产品批处理过程调度的MILP建模

基于时间间隙的概念和连续时间描述，将设备、产品分配给时间间隙分别表达为两类0-1变量。采用一个时间轴，建立了具有并行生产线的单阶段多产品批处理过程的调度数学模型。模型表达为一个混合整数规划（Mixed Integer Linear Programming,MILP)问题。相对于已有的基于时间间隙描述的调度模型，该模型0-1变量少，且能处理顺序相关建立时间。求解采用分支定界法（BAB）。计算表明，该模型求解速度快，松弛线性规划和MILP的最优解之差（Integraligy Gap)小，尤其对包含多个相同批次的调度问题求解效果更为显著。     

支持视频业务传输的广播式MAC算法

为在紧急救援和军事活动等实际应用中实现上下级间广播式通信方式, 参考并简化了 NbIA(Neighbors Indirect Acknowledgement Algorithm)算法的组网思路, 设计新的时隙分配方式, 提出了一种基于 TDMA(Time Division Multiple Address)的广播式 MAC(Media Access Control)算法。 OPNET 软件仿真结果表明, 该算法的组网速度与 NbIA 相近, 但实现方法大大简化, 并可根据节点的业务需求提升节点的吞吐率, 从而有效支持视频业务的传输。     

一种新的无线传感网局域按需簇维护算法

针对无线传感器网络中时间驱动和整网簇头轮换导致不必要的能量消耗问题,提出并建立了基于能量驱动和区域簇头轮换的簇维护算法.算法包括动态能量阈值的计算和动态TDMA时隙调度的方案,实现非周期性、局域范围内的簇头轮换和对簇的及时维护.在NS2中得到的仿真结果表明,与低功耗自适应集簇分层型(lowenergy adaptive clustering hierarchy,LEACH)协议相比,该算法延长了网络生存时间,增加了传输的数据包总量.     

基于遗传算法的无线传感器网络最小覆盖集算法

降低能耗以延长网络生存时间是无线传感器网络设计中的一个研究热点.提出一种利用遗传算法实现的"密度控制"策略.该策略利用无线传感器工作节点的最小节点子集(最小覆盖集),达到覆盖整个传感器网络区域的目的.所提出的算法能够较好地调和无线传感器网络寿命和网络覆盖率之间的矛盾,仿真实验证明了算法的有效性.     

WCDMA-HSDPA的问题分析及其改进方案

高速下行分组接入（HSDPA）方式理论上能在小区内利用一个载波给多个用户同时提供高速数据和语音业务,但显然此时要求提供的下行业务容量应比单独提供语音业务时更大。证明了HSDPA缺乏技术理论基础,同时提出了一种利用码分多址/时分多址的HSDPA改进方案,它将利用码分多址区分语音和高速数据业务信道,在高速数据业务信道中再选用时分多址方式。这种方法可改进WCDMA标准上下行容量基本对称的技术问题,使其符合移动因特网的需求。      

ATM网络中一种链路速率分配算法

针对ATM网络中不同业务的需要,提出了一种采用FIFO机制的易于实现的单队列缓存分配方案,但该方案为了获得较高的链路利用率就需要较大的缓存空间·因此进一步提出了旨在减少信息对缓存的占用的多队列链路速率分配算法,并求解了链路速率的分配规则表达式·理论分析表明,该算法能够在一定程度上克服单队列缓存分配算法对缓存空间的耗费,并保证链路速率的合理分配·     

UCAV协同攻击多目标的任务分配技术研究

为解决单目标函数构建的任务分配模型不能给火控决策者提供更多有用信息的问题, 将无人机（UCAV： Unmanned Combat Aerial Vehicle）损耗代价和目标毁伤价值作为UCAV协同攻击任务分配的两个目标函数, 对其进行多目标优化, 建立新型任务分配模型。在此基础上, 采用一种改进带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGAII: )进行求解, 得到多目标协同攻击任务分配的Pareto最优解集, 然后根据决策者的偏好选取最佳的任务分配方案。最后通过仿真算例, 验证了该算法的收敛性及有效性。     

一种基于SMACS的无线传感网快速连接算法

SMACS算法提出一种基于超帧的平面网络结构,通过这个超帧SMACS经过侦听、握手、TDMA通信三个过程完成一轮通信。提出了对SMACS超帧的改进算法,新算法可以比原算法较快地完成BOOTUP阶段的监听和开始带宽分配过程．从而减少建立整个链路使用的时间,有效利用TDMA阶段的时隙。     

GSM系统的一种多用户同时隙复用技术

为显著增加全球移动通信系统(GSM)的网络容量,提出一种基于低相关度训练序列设计(TSC)和最小频移键控正交用户对(MSK-OP)的多用户同时隙复用(MUROS)技术. GSM现网将一个时隙资源只分配给一个用户使用,而MUROS技术将一个时隙分配给两个或更多用户同时使用,显著提高GSM系统的语音容量. 理论分析和仿真验证表明,基于TSC和MSK-OP的MUROS技术在不改变现网终端接收机结构的前提下,以可接受的性能损失为代价,极大地提高GSM系统的语音容量.