双忙音媒体接入协议中的隐藏节点问题及其改进

针对双忙音媒体接入(DBTMA)协议只能防止发送距离范围内隐藏节点的问题,提出了一种增强的DBTMA改进(EDBTMA)协议,以彻底消除大规模ad hoc网络中的隐藏节点问题.ED-BTMA协议特点有二,一是采用了双收发器结构,其中的一个物理信道(数据信道)为高带宽信道,可利用现有802.11a/g无线设备,二是采用了忙音自适应功率控制机制,这样接收节点根据发送节点的信号强度可动态调整忙音的发射功率,以完全覆盖接收节点周围所有的隐藏节点,并在接收数据的过程中保证接收节点不受隐藏节点的干涉.仿真结果表明,在改进协议下的网络吞吐量平均提高了48%.     

一种基于三角校验碰撞预测的ZigBee网络防冲突机制

针对ZigBee网络节点在发送数据的过程中会引起多节点数据碰撞、形成冲突的问题,提出了一种基于三角校验碰撞预测的放信道信号冲突机制.运用3个节点的信号组成三角校验区域,通过无线信道的节点数学模型进行信号可能碰撞的预测,计算碰撞的可能概率,通过迭代多区域校验进行防冲突运算,降低了数据碰撞的可能性.实验证明,利用此算法能够有效防止数据碰撞,提高了信道利用率.     

多预约信息转发的协作信道预约多址接入协议

针对Ad Hoc网络中实时业务在背景业务繁重时信道接入效率低的问题,提出一种邻节点协作转发信道预约信息(CRI)的多址接入协议(M-CCRM).节点在发送数据分组前,选取多条CRI作为其数据开销,在控制该开销不超过预先设定门限的基础上,将这些CRI随分组一起发送;收到数据分组的邻节点提取其携带的CRI,记录下那些自己位于其预约范围内的CRI,避免在这些CRI的预约时段内接入信道.M-CCRM协议扩大了CRI的覆盖范围,解决了由于信道衰落和(或)分组冲突导致的CRI丢失问题,提高了实时业务的信道接入效率.仿真结果表明,当开销门限为0.02时,M-CCRM协议的实时业务发送失败概率比基本信道预约协议和基本协作预约协议分别降低了31％和20％.     

基于有限优先权的无线Mesh网络信道分配算法

在现有的无线Mesh网络中,高优先级业务过多地占用信道资源,影响了不同业务之间占用资源的公平性。针对此问题,基于802. 11e EDCA协议,提出一种有限优先权的无线Mesh网络信道分配算法。该算法将信道占用时间比作为调整每个优先级业务优先数的标准,根据网络当前状态和各个优先级业务占用信道资源的情况,通过动态调整低优先级业务的优先权,适当地限制高优先级业务过多地占用信道资源,确保低优先级业务在网络负载较大时也能够占用一定的信道资源。网络仿真实验结果表明,该算法能有效地提高系统吞吐量和资源综合利用率,保证了高、低优先级业务间占用信道资源的公平性。     

分层M2M网络中分簇节点MAC优化研究

在高密度节点分布的分层结构M2M(Machine-to-Machine)网络中,同层簇头间和终端节点一般采用随机机制竞争信道,簇头或终端节点竞争信道机会相近,特别是簇头数据量较大就可能存在延时较大或丢包.为了减小簇头的延时和丢包率,提出了一种BT-MAC算法,在终端节点和簇头间竞争信道时,根据节点需发送数据量反比设定节点退避时间,因此簇头传输的数据量越大,算法设定的平均退避时间就越小,相当于簇头发送的优先级越高,从而减少碰撞,提高簇头接入信道的概率.仿真结果表明,对比常见的DMAC协议和SMAC协议,BT-MAC算法能提高簇头接入信道概率达到较小的平均延迟,同时也能减少节点的平均能量消耗.     

DWDM光分组交换节点中的预留信道路由控制算法

建立了业务具有高、低两种优先权要求时DWDM光分组交换节点预留信道路由模式的解析模型,推导了在几种不同的竞争原则下的高、低优先级数据的丢包率,分析了高、低优先级数据的丢包率与输出光缓冲器之间的关系,结果表明,对高、低优先级数据进行分离波长信道路由,并动态设定预留信道数往往,可获得任意要求的高优先级数据丢包率的改善。     

无线传感器网络中MAC层超帧重设计

由于无线传感器网络节点能量十分有限,使各节点相对公平地使用信道可以延长网络寿命.在理论分析的基础上,针对现有超帧结构设计的不足,对IEEE 802.15.4的超帧结构进行重新设计,引入分区竞争和分时调度以减少节点产生竞争冲突的概率,并针对分区竞争阶段提出了表征竞争公平程度的特征参数.实验表明提出的方法有效地解决了传统CSMA/CA机制下信道争用不公平的问题,减小了节点最大退避次数和缓存占用率,平衡了整个网络的能量分布,从而延长了网络寿命.     

基于中断概率和差分信道质量指示信息的头节点选择算法

针对蜂窝短距离通信系统中用户头节点的选择性问题,提出基于中断概率和差分信道质量指示信息的头节点选择算法.算法利用了指数分布的功率增益和条件概率选出中断概率较小的用户;结合了协作小区反馈的信道质量指示信息进行差分比较;选出了小区间干扰最小的用户.理论分析和仿真结果表明,算法所选用户中断概率小,且吞吐量增加.利用所提算法进行蜂窝短距离通信系统中用户头节点选择,能提升系统通信性能.     

Wi-Fi多通道车载Mesh网络MAC层快速切换管理方案

针对Wi-Fi多通道车载Mesh网络中移动客户端在不同的Mesh路由器间切换延时过高的问题,提出了一种快速MAC层切换管理方案。首先,将信道按优先级分为高优先级组、一般优先级组和低优先级组,优先级的数值表示信道可用的概率;然后,移动节点按组扫描所有信道,向一组中所有的信道发送完探测请求信息后,则回到原始信道收集回复信息;最后,当一个接入路由器的信号质量满足需求时,移动节点将终止扫描过程并进行认证、关联。实验结果表明,相比全扫描、选择性扫描和FHAP方案,所提方案减少了检测可用接入路由器的等待时间,并且大大地降低了切换过程中的数据包损耗比,实现了MAC层的平滑切换。     

分级自适应伪贝叶斯时隙 ALOHA 控制算法

时隙ALOHA需要使用控制算法以保证系统获得稳定吞吐量,而控制算法的关键是精确估计系统中的节点数.针对系统中的节点数在某时刻发生剧变时,传统的伪贝叶斯控制算法(pseudo Bayesian control algorithms,PBCA)存在调节时间较长的问题,提出分阶快速自适应伪贝叶斯控制算法(ranked fast adaptive PBCA,RFA-PBCA),首先设置一个门限值nth把信道的竞争情况分成高强度和低强度2种类型,再利用游程技术将信道分成空闲(冲突)和非空闲(非冲突)2种状态.当信道检测到c(c=6)个空闲时隙时,若估计节点数n大于nth,则节点将其传输数据概率增大为原先的2倍;同理,当信道检测c(c=6)个冲突时隙后,将其传输数据概率设为原先的1/2,其他情况下则采用PBCA进行调整.仿真结果表明,RFA-PBCA能够很好适应系统节点急剧变化的应用场景,其性能明显优于传统的PBCA.