利用MIMO系统多包接收能力的Ad hoc网络MAC协议

传统的分布式Ad hoc 网络的单信道媒体接入控制(MAC)协议在同一时刻一跳范围内只能允许一对节点通信,导致网络的冲突严重、吞吐量小和接入时延较大.为此,文中利用MIMO系统的多包接收能力,设计了一种新的分布式Ad hoc网络MAC协议,该协议利用二进制退避和共享退避机制进行信道预约和共享,在单信道自由竞争的Ad hoc网络中实现了多点对点的通信,大幅度提高了网络吞吐量.文中还推导了该协议的网络归一化饱和吞吐量的数学模型.理论分析和仿真实验证明,新协议的网络吞吐量比利用分层空时编码(BLAST)的CSMA/CA(k)协议有了较大的提高.     

基于水声网络的FAMA协议仿真研究

浅海水声信道的快衰落、长延时给水声网络媒介访问控制(MAC)层协议的设计和性能带来了较大的负面影响.为了提升MAC协议的吞吐量、时延等性能,着重对FAMA(Floor acquisition multiple access)协议进行了分析,并以通信网络仿真工具OPNET为仿真平台,得出该协议在吞吐量、时延和能量损耗三方面的性能结果.与目前水声网络主要采用的冲突避免多址接入(MACA)协议的仿真结果相比,FAMA协议能够取得较好的吞吐量和时延性能.     

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。     

一种高吞吐量的无线传感器网络多信道MAC协议

针对工业现场环境下无线传感器网络易受干扰而导致可靠性和吞吐量降低的问题,提出了一种基于单接口的多信道MAC层协议.该协议针对分簇式网络,采用改进的MMSN算法为各簇分配簇内通信基础信道,保证网内任意相邻簇信道互异,避免邻簇间的干扰,并在通信过程中根据实际信道质量和干扰强度动态分配簇内节点的通信信道,在抵御干扰的同时提高了信道的利用率.仿真结果表明,相比传统的MAC协议,该协议能有效提高无线传感器网络的吞吐量和抗干扰性.     

基于Markov链的ZigBee网络媒体接入控制协议性能研究

为了优化Zig Bee网络媒体接入控制(Media access control,MAC)协议性能,提出一种基于饱和负载的MAC层信道访问机制。通过马尔科夫链对网络节点状态转化过程建模,对基于信道访问机制的网络吞吐量和节点能耗进行了数学分析。研究了网络参数NB、amin BE对节点信道冲突概率、网络吞吐量和能耗等性能的影响。分析结果表明:该模型准确地描述了基于饱和负载的Zig Bee网络信道访问机制,对协议参数进行合理的设置能够改进MAC协议吞吐量和能耗性能。     

编队协同中的Ad Hoc网络MAC协议

大量研究分析表明,退避机制和竞争窗口的优化设计能够改善IEEE 802.11 DCF MAC协议的性能.结合无人机编队和卫星编队自组织分布协同应用场景,给出了基于IEEE 802.11 DCF MAC协议的优化改进机制:DCF/CCW.该机制改变IEEE 802.11 DCF MAC协议中根据MAC帧的多次碰撞以确定竞争窗口值的方法,通过监控信道获得系统中竞争节点数目,使用最优常数竞争窗口,从而减少碰撞机率,获得网络性能的提高.该机制具有一定的拓扑适应性,当网络结构发生变化时,监控信道获得的系统竞争节点数随之变化,从而可动态调整最优常数竞争窗口.对该机制下的系统吞吐量和接入时延的分析结果显示:网络规模一定时,系统吞吐量受竞争窗口大小的影响较大,而系统平均接入时延的影响较小.该机制对提高和完善编队协同网络的通信性能具有一定的意义.     

基于包的细粒度信道接入机制改进

为了解决大规模Ad Hoc战术通信网络由于拓扑结构变化剧烈、节点移动速度迅速带来的包与包之间的冲突碰撞问题,对基于优先级概率统计的媒体访问控制协议(Statistic Priority based Multi Access, SPMA)的退避机制进行深入研究,提出一种结合MAC层的细粒度信道接入机制,该机制在信道负载统计以及接入机制这两方面提出了改进,该协议改变了传统的在物理层上统计信道负载的方式,并将控制信道负载的单位细粒度化.借助OMNeT++仿真软件对该模型进行系统仿真.仿真结果表明,改进后的信道接入机制能够使得整个网络的退避过程能够保持更高的信道利用率,有助于提升整个网络的吞吐量.     

无线传感器网络倍增超周期多信道MAC协议设计

针对数据吞吐量较大,延迟要求较高的无线传感器网络(WSN)应用,提出了新颖的分簇扩展与调度方法,设计了一种倍增超周期多信道MAC(Medium Access Control)协议。该协议以TDMA(Time Division Multiple Access)机制为基本原理,结合可灵活配置的混合型信道访问机制,能够有效提高网络吞吐量和信道利用效率。利用OMnet++仿真软件模拟协议的运行,结果验证了本协议在提高网络吞吐量和降低传输延迟方面有优良的性能。     

基于时间规划的水下无线传感网络MAC协议

针对水下无线传感器网络长传播时延、低带宽、时空不确定等特点,提出了一种基于时间规划的媒体接入控制(MAC)协议.该协议主要通过规划时间序列合理安排数据传输时机,以避免数据冲突的发生,并以数据队列的形式传输有效数据,使得在一个握手周期内可以完成多个数据的传输,从而提高了信道的利用率.最后通过NS2仿真实验表明,当网络负载较高时,该协议能较大程度地减少控制包开销,提高网络吞吐量.     

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。