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.     

基于协作的高可靠性水声传感器网络MAC协议

为了对抗衰落,提高传输的可靠性,从而提高网络吞吐量,提出了一种用于提高水下通信可靠性的协作多址接入层(MAC)协议.该协议利用物理层的信噪比信息,设计协作竞争机制、协作节点参与及调度机制.该机制既保证了网络在恶劣信道环境下的可靠通信,又能避免良好信道环境下的协作资源过度消耗.仿真实验分析了提高水下通信可靠性的协作MAC(URC-MAC)的实际性能随设计参数值的变化趋势,并与基于时隙的实地捕获多址接入协议(SFAMA)进行了比较.结果表明:URC-MAC能提高网络的吞吐量.     

一种简单的适合无线Mesh网络的机会协作MAC机制

针对IEEE 802.11 MAC(medium access control)协议中通信模式的缺陷,提出了一种新的协作MAC机制.该机制重点研究了分布式中继节点的选择算法,并定义了一种新的控制帧(retran).目的节点通过发送retran帧启动协作机制,收到该帧的节点根据中继选择算法设置自身定时器,从而竞争产生"机会中继",使其在源节点与目的节点之间搭建通信桥梁,该方法简单可行.仿真表明,随着网络中节点数的增加,新的机制对网络吞吐量和误比特性能的改善效果明显,从而提高了通信质量.     

一种无线携能通信系统中的中继协议

无线携能通信技术的出现为解决节点能量受限问题提供了可能性。在无线携能通信系统中,中继节点通过无线射频(RF)信号获得能量,利用所获得的能量来转发信息。本文研究了基于放大转发(AF)中继的三节点无线携能通信系统,考虑中继端电路能耗的存在,在功率分配(PS)中继协议的基础上提出了开关型功率分配(OPS)中继协议,并推导了该协议下系统中断概率与吞吐量的表达式。仿真结果表明:在该协议下,系统的中断概率与中继端电路能耗无关,系统的吞吐量随着电路能耗的增大而降低。     

一种容延迟移动传感器网络节能MAC协议

针对容延迟移动传感器网络(DTMSN)中传感器节点高能耗、高动态等特点,提出了PC-MAC协议.在IEEE 802.11MAC协议的基础上,结合现有MAC协议的特点,将改进后的数据传输机制和传输功率控制技术引入到DTMSN的MAC协议设计中.最后,通过仿真实验证明,PC-MAC协议在容延迟移动传感器网络环境中,在不同的节点数量时,其节点的平均能耗、数据包投递率及网络吞吐量均有良好的表现.     

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。     

无线网络编码随机优先级检测调度算法

提出了一种针对中继网络编码的随机优先级检测调度(REDP)算法.中继节点根据数据流优先级和网络拥塞程度调整丢包概率,通过主动丢包避免严重网络拥塞,降低传输时延和系统能耗.建立了2条数据流中继网络编码的Markov链模型,推导了数据流的丢包率和时延,理论分析表明,在流媒体服务质量(QoS)规定的丢包率约束下,REDP算法能有效降低等待时延,更利于视频、语音等实时业务流的传输.数值仿真结果表明,与PNCP算法相比,REDP算法能够有效增加网络编码机会,从而降低了系统能耗.     

无线协作网络中存在干扰时的中继选择协议

针对无线协作网络中共道干扰影响中继选择的问题,提出一种存在干扰的中继选择协议(RSI).该协议以最小化系统中断概率为目标,选择具有最大瞬时端到端信干比的中继节点转发源节点信息,并且在考虑直接传输时,目的节点采用选择合并策略合并直接传输和中继传输,从而充分利用空间分集增益,降低了系统的中断概率.RSI协议不需要中继节点之间交互信息,通过竞争的方式完成数据传输,节省了系统开销,具有较好的实用性.仿真结果表明,在瑞利信道中,当中继节点个数为4、中断概率为10-2时,与最大最小中继选择协议相比,RSI协议能够取得约3~4 dB的信噪比增益.     

一种基于RBAR的协作MAC协议

协作通信技术的应用给无线网络媒体接入控制(media access control,MAC)协议设计带来新的挑战。针对该协作通信技术的特点,文章在RBAR速率自适应协议的基础上,提出一种支持协作通信技术的MAC协议Coop-RBAR。Coop-RBAR协议根据发送端、协作节点和接收端之间的瞬时信道状态来决定数据传输方式和传输速率;基于系统能达到的最大吞吐量和邀请帧退避算法,选择最优的协作节点参与数据传输。仿真结果表明,Coop-RBAR协议能够有效地提高网络性能,可获得比RBAR协议更高的吞吐量和更小的传输时延。     

协作混合分层信标驱动的领导者协议

为了解决基于领导者的系列组播差错控制协议中信道质量差的节点影响整个网络性能的问题,将协作传输和前向纠错机制相结合,提出了协作混合分层信标驱动的领导者协议CHLBLBP．CHLBLBP将数据帧发送分成两个阶段：第一阶段由发送者进行数据传输;第二阶段发送者选择一些已经接收到数据的节点作为中继节点帮助发送者进行协作传输．理论分析和试验结果表明,CHLBLBP能提高信道差的节点的接收成功率,减少重传次数和降低网络延迟,提高整个网络的质量．