基于无线局域网的多机器人通信系统性能分析

通信是多机器人之间进行信息交互并实现协作的基础.因此,了解与考虑多机器人系统的通信性能是构造具有实用价值的多机器人系统的前提.对基于IEEE802.11的无线通信协议的不同标准进行了研究,介绍了无线局域网(WLAN)的主要因素对多机器人系统通信性能的影响,并通过大量实验测试了目前最常用的基于802.11g的WLAN的延时特性.本研究结果将对构建基于WLAN的多机器人通信系统有一定的参考价值.     

IEEE 802.11无线通讯协议的建模与性能分析

为了系统分析IEEE 802.11无线通讯协议的性能,基于POOSL语言建立了IEEE 802.11协议的性能抽象模型,对ad hoc网络和带有AP的WLAN两种场景下协议的性能进行了定性和定量地分析.在建模过程中,对协议的机制进行了合理的抽象,重点解决了无线信道的仿真等问题,准确模拟了DCF的两种工作方式(基本方式和RTS/CTS).通过模型模拟执行的结果,分析了相关参数(站点个数、竞争窗口大小、帧的长度)对协议性能指标(有效吞吐量、平均延时和上下行吞吐量公平性)的影响,并得到了不同站点数目情况下最佳的CWmin值等结果.     

基于IPv6的无线传感器网络应用设计

将IPv6引入无线传感器网络(WSN)并采用开放式体系结构是WSN的发展方向。提出了一种基于IPv6的WSN应用系统的实现方案,介绍了其符合IEEE802.15.4规范及IETF的6Lowpan工作组适配层草案的开放式体系结构,重点阐述了基于通用接口通信的应用层设计,最后通过一套智能家居控制实验系统表明,系统具有灵活性和移植性,有一定实际应用价值。     

无线城域网802.16系统的接纳控制算法

为了提高无线城域网802.16系统长时期的性能和带宽利用率,针对标准的四类服务连接提出了一种有效的接纳控制算法。它为实时服务越区切换连接预留部分带宽,通过带宽借用让非实时轮询服务连接按照优先级逐次放弃部分带宽直到最小保留速率要求,这样基站能够接纳更多的四类服务连接并最大化利用带宽。仿真表明所提出的算法降低了实时服务越区切换连接的阻塞率,提高了系统带宽利用率和非实时轮询服务连接的传输容量。     

正交频分多址接入系统中接收能耗优化的二维时频资源分配算法

正交频分多址接入系统资源分配的结果会直接影响资源分配效率以及各个接收站点的能耗.系统中的多用户系统资源分配问题在一定的标准(例如IEEE 802.16标准)约束下可证明为一个NP完全问题.以IEEE802.16标准为例,由一定的分配准则定义的一种启发式算法(能耗优化的低边数分配算法)可以对资源分配问题进行近似求解.仿真结果表明,和文献中典型的启发式算法相比,该算法可以获得较高的资源分配效率以及较低的接收站点能耗.     

用于802.11b无线局域网的2.4 GHz CMOS发送器

采用0.18μm CMOS工艺设计并实现了一个用于IEEE 802.11 b无线局域网的射频发送芯片.该芯片采用了直接转换的架构来最大限度地减少片上和片外的元器件,从而达到低功耗、低成本的目的.当以0 dBm的功率发送11 Mb/s的数据时,发送机的误差矢量幅度的峰值(peak EVM)小于13%(rms值约为7.24%),并且发送信号频谱满足802.11 b的频谱罩要求.整个芯片的面积包括pads为2.5 mm×2 mm,由1.8 V单电源供电,功耗为63 mW.     

一种新Ad hoc网络退避算法

分析了Ad hoc网络中广泛使用的IEEE802.11DCF的基本原理,指出了IEEE802.11协议中使用的BEB退避算法的不足,并介绍了其他2种退避算法MILD和FCR.在这3种算法的基础上提出了一种新的退避算法,通过节点不同状态下窗口函数的改进和快速接入机制来提高协议的性能.仿真结果表明,该算法能带来整体性能的提升.     

一种新的基于缓存的WLAN快速切换方案

通过分析移动终端切换的过程和现有的改进方案,提出了一种新的快速切换方案——基于分片Cache更新的WLAN快速切换方案.该改进方案由基于动态域值的Cache更新策略、AP负载均衡策略和分片信道扫描的Cache更新策略组成.实验表明:该方案有效的避免了移动终端在静止和AP信号较好的条件下的Cache更新;在保证Cache及时更新的同时降低每次更新Cache的开销且又能有效减小切换时延,同时在AP选择时很好的考虑了AP的负载均衡.因此该方案能够显著得提高移动终端在AP间切换得性能.     

安全无线局域网增强媒体接入控制功能的关键技术及实现

在深入研究IEEE 802.11标准和无线局域网有关安全协议的基础上提出了改进的安全无线局域网(SWLAN)模型,及其基于嵌入式硬件系统的实现方案.SWLAN采用新的接入控制方法,通过在MAC(medium access control)层增加了改进的基于IEEE 802.1x的认证机制以及基于TKIP(temporal key integrity protocol)和AES(advanced encryption standard)的加密机制,增强了MAC层的安全控制功能,从而提高了无线局域网的安全性.本文着重分析了SWLAN的核心设备接入点(AP)的功能结构与关键技术,以及MAC层的设计方法和实现方案,对整个无线局域网安全系统的实现具有重要的意义.     

IEEE 802.15.3a信道中DS-UWB的多径干扰分析

UWB主要应用于密集多径室内信道中,多径干扰(MPI)是系统的主要干扰来源之一。分析了IEEE802.15.3a信道中直接序列UWB(DS-UWB)多径干扰的性质。通过精确考虑每条多径带来的干扰,提出了多径干扰呈高斯分布的假设,并根据信道模型的特性给出了一种简单的估算多径干扰方差的方法。在此基础上计算了匹配滤波器接收机的错误概率并与计算机仿真值做了对比,结果表明二者较为吻合。