基于802.11ah井下监测传感网的RAW重分组研究

现有的ZigBee、超宽带、WiFi等井下无线传感网通信技术或传输距离短,或传输速率较低,或覆盖范围与接入设备数量受限,而IEEE 802.11ah协议满足井下无线传感网对传输范围、功耗、网络容量、传输速率等的要求,可用于井下监测传感网传输周期性监测数据。针对802.11ah协议中MAC层标准限制接入窗口(RAW)机制在进行传感节点分组时不灵活、易导致组间负载不平衡的问题,提出了一种基于时延优化的RAW重分组方法:根据数据包预计传输时间对所有传感节点重新分组,通过3次分组来减少RAW组内节点碰撞、降低传输时延。为实现RAW重分组,提出了关联标识符(AID)分组重分配方法:采用部分传感节点断开关联的方式,按重分组后的RAW组分批次为节点重新分配AID,并将AID与节点MAC映射,从而减小RAW重分组时间开销,避免AID重分配过程中因数据无法传输而导致网络性能下降。仿真结果表明,随着井下监测传感网中传感节点增多,RAW重分组方法较标准RAW机制的网络时延更小、吞吐量更大、丢包率更低,且重分组过程对网络性能影响较小。     

基于NCTUns的IEEE 802.11p MAC协议性能仿真

IEEE 802.11p对于车载自组网(VANET)的应用与部署具有重要作用。针对以往研究仿真场景不全面,且极少采用完整的WAVE通信方式等不足,在深入阐述IEEE 802.11p协议层次和NCTUns架构及仿真流程的基础上,利用NCTUns平台在不同应用场景下构建出逼真道路环境,使用完整的WAVE模式分别研究了节点密度、传输功率、传输距离以及车速对于网络性能的影响。仿真结果表明：节点密度、传输功率与传输距离对于分组接收概率和吞吐量有显著影响,而车速对节点吞吐量没有影响。基于仿真结果最后提出了一种通过动态联动调整分组接收概率以及竞争窗口大小来提高车载自组网MAC层性能的方法。     

自适应退避调整介质访问控制算法的优化研究

在无线传感网中,为了使整个网络持续高效地工作,需要降低节点能耗、减少网络时延以及提高网络吞吐量。为此,提出一种自适应退避调整消息认证码算法,每个节点根据当前网络状态采用一个固定传输尝试率并且动态调整其退避窗口大小,从而对成功传输一帧长度的时隙进行调整。仿真结果表明,与基于模型的帧调度算法和渐近最佳退避算法相比,提出的算法可有效减少网络时延,提高网络吞吐量。     

VoWLAN中基于TDMA的QoS机制的研究

针对无线局域网语音应用缺乏可靠服务质量的情况,提出了一种基于时分多址接入的服务质量新机制。该机制采用了IEEE802.15.3无线个域网的中心调度方式,使用时分多址接入机制控制节点接入信道。并在平均接入时延、时延抖动和分组丢失率三方面对IEEE802.11b、IEEE802.11e和新方案三者的性能进行了对比。仿真结果表明,IEEE802.11b性能最差,新机制的性能在平均接入时延和分组丢失率方面比IEEE802.11e分别改善了20%和50%左右。     

基于竞争窗口递减因子自适应调整退避算法

包括IEEE802.11、802.15.4标准在内的许多无线网络协议都采用二进制指数退避机制管理数据的重发。在动态分布式的网络环境中,二进制指数退避算法固定的竞争窗口递减方式难以适应动态变化的网络规模。针对这一问题,提出了一种改进的回退机制,该机制通过引入竞争窗口递减因子,自适应地调整无线节点的等待时间,以实现网络吞吐量的最大化。同时,在算法实现上提出一种启发式算法以跟踪网络中竞争节点数量的改变。在IEEE 802.11DCF协议中以相同的物理层参数进行仿真,结果表明改进算法提高了网络吞吐量,降低了分组平均接入时延。     

最优常数竞争窗口对WLAN的性能优化研究*

在IEEE 802.11网络中可通过监控信道获得系统中竞争节点数目,而IEEE 802.11DCF协议的设计并没有利用这一参数。因此,首先分析了在IEEE 802.11DCF中使用常数竞争窗口的可行性,提出了DCF/CCW这一改进协议,并对其进行系统吞吐量和接入时延分析。在此基础上,提出根据网络中竞争节点数目来选择最优常数竞争窗口的optimal-DCF/CCW协议。在optimal-DCF/CCW中,各终端首先利用S-DCF算法估算网络中竞争节点的数目,据此选择所应采用的最优常数竞争窗口Wopt的值。仿     

IEEE802.15.4多时隙下GTS性能分析及配置优化

IEEE802.15.4标准的保障时隙(GTS)机制可分配多个时隙,用于保障实时性数据的传输。针对非竞争接入期多时隙下GTS性能分析的不足,利用网络微积分法分析时延和吞吐量服务曲线及其与能耗的关系,改进IEEE802.15.4传感器节点模型,建模仿真研究GTS参数对网络性能(时延、吞吐量及能耗)的影响。仿真结果表明：根据高低突发性数据率的情况,最优化配置下的GTS可以满足实时性数据的传输。     

用于传感网功率控制的并行传输MAC 协议

针对无线传感网（WSNs）中节点间不对称的发射功率引起的隐藏节点和暴露节点问题,提出一种用于传感网功率控制的MAC协议（MAC4PC）.该协议采用邻节点向量表对邻节点的状态及当前会话的信息进行记录,并设计了相关的控制帧收发时序和干扰度判断准则,以保证新建立会话与当前会话互不干涉,从而实现暴露节点的并行传输.仿真结果表明,与802.11 DCF协议、SB-FSMA/CA协议以及GLPCB-PMAC协议相比较,MAC4PC协议提高了网络平均吞吐量,降低了节点平均能耗和数据分组的平均传输时延.     

IEEE802.11中MAC子层DCF&PCF的研究与仿真

无线局域网络(WLAN)以其无可比拟的接入优点迅速得到普及,其传输性能好坏也成为关注的焦点.现在无线局域网络在通信过程中通常选用802.11中MAC子层的DCF&PCF两种工作模式进行,但二者在选择中其传输性能还存在一些差别.在对IEEE802.11中DCF&PCF工作原理和特点进行分析研究之后,以网络负载、接入延时、尝试重传的包数和吞吐量为权衡指标,进行网络仿真并给出了仿真结果.这为进一步分析和选择无线局域网络接入模式打下了基础,并具有一定的现实意义.     

一种基于方向天线和时间同步机制的多信道无线网状网MAC协议

在城市小区和广阔的农村建立低成本的无线网状网,为无线终端用户提供高速的接入服务,是一项极具现实意义的工作.设计了一种适合于此类网络的MAC层协议称为Mesh-MAC,该协议建立在已有的IEEE 802.11硬件产品基础上,每两个节点之间的通信是由一对方向天线完成,通过一种全新的时间同步方案,可以实现M ESH网内高效的数据转发.仿真结果表明,与IEEE 802.11及2P协议相比,Mesh-MAC协议在吞吐量和端到端传输延时等方面,都有明显的改善.