一种高能效无线传感器网络MAC协议研究

为了解决无线传感器网络中MAC层空闲侦听、冲突和控制开销所带来的无效功耗等问题,提出了一种高能效无线传感器网络动态非等分时隙MAC新方法;该方法依据网络拓扑和监测类型分析了覆盖率模型,设计了通过选举最低剩余能量节点为休眠节点的动态选举算法,推导得到了非等分配时隙协议的算法公式,同时,采用簇内单向广播的时钟同步算法保证了网络节点拥有相同的时间基准;在无线传感器测试床上进行仿真对比实验,结果表明该方法较好地实现了动态调节工作节点数量和非等分传输时隙的协议功能,MAC层的能量有效性显著提高;该方法可有效使用网络能量,延长网络生命周期,是一种高能效的无线传感器网络MAC协议。     

传感器网络中一种实时的自适应时隙调度算法

无线传感器网络节点数目众多,MAC协议为节点分配工作时隙面临能量利用不高、节点延时较长等方面的难题。目前基于时隙调度的MAC协议一般采用等长的时隙大小,不能适应数据流量变化大的网络且忽略与网络层的融合,没有利用路由层信息来减低时隙分配算法性能代价。提出一种基于路由转发树的时隙调度算法（ATSA）,网络采用簇结构,在簇内构造一棵路由转发树,根据路由转发树形成的路径信息对节点实时获取节点每轮需要发送的数据量大小,根据节点的数据量大小来分配节点每轮需要的时隙,然后由簇头据此动态地为成员节点分配时隙,降低时隙划分的能量和时间代价,减少空闲侦听时间,避免串音。仿真表明,该算法有效地提高了网络能量利用效率,延长了网络生存周期,降低数据包的延时。     

EDA-MAC:事件驱动应用感知的无线传感器网络MAC协议

MAC协议是无线传感器网络领域中的一个广泛研究的问题,然而,现有的MAC协议较少是针对具体的应用而设计.针对基于无线传感器网络的坡道转弯交通控制系统,设计并实现了一个事件驱动、应用感知的MAC协议EDA-MAC(Event Driven Application MAC).此协议使用竞争时隙分配算法选择优先级最高的汇报事件,根据此优先级作为可以汇报事件的基准,限制低优先级事件的汇报,有效降低数据包的碰撞,保证了数据传输的完整性和实时性.同时,提出一个时隙动态调整算法,根据已有汇报事件的信息,动态调整非竞争周期和非活动周期的时隙数目,减少节点的空闲监听时间,最大程度地使节点处于睡眠状态,有效降低了节点能耗.试验结果表明,该MAC协议支持优先事件传输,具有较好的实时性和能量高效性,适用于基于无线传感器网络的坡道转弯交通控制系统.     

LoRa无线网络MAC层TDMA时隙分配协议研究

轮询协议是一种经典的介质访问控制(MAC)层时分多址(TDMA)时隙分配协议,具有无冲突数据通信且功耗低的特点,但无法保证通信可靠性及实现有区别服务。为此,研究一种具有动态重传和差异服务机制的TDMA时隙分配协议。重新设计帧结构,根据终端节点数据包信息完成静态时隙分配,在数据传输失败时,利用重传时隙提高通信可靠性,通过影子时隙实现有区别服务。在无线抄表系统上的实验结果表明,与经典轮询协议相比,该协议的丢包率降低了3%。     

一种新型战术MANET网络MAC协议设计

本文提出了一种新的适用于含有多种不同节点的战术MANET的动态时隙分配TDMA算法--PCC-TDMA算法.该算法结合了固定分配和动态接入的优势,通过在固定的时隙内发送控制信息且利用BC算法进行竞争,大大减少了冲突及网络时延,可适应密度变化较大的网络,还可实现时隙的空间复用.仿真结果显示,不论是吞吐量还是延迟方面,所提出的MAC协议都具有较好的性能.     

无线传感器网中基于时隙轮循的串音控制策略

提出了一种基于时隙轮循的无线传感器网络MAC协议串音控制策略。此策略以簇结构组织网络,由簇头为簇内节点分配互不重叠的工作时隙,并以自带信令的方式来避免节点之间可能的串音。理论分析及仿真表明采用时隙轮循的串音控制策略有效地减少了节点间的串音,提高了无线传感器网络MAC协议的能量有效性。     

一种适用于可扩展AdHoc网络的动态时隙分配算法

针对现有基于固定分配时隙的ad hoc网络MAC协议时隙利用率低,不能适应突发网络业务的局限性展开研究,并在此基础上提出了一种适用于规模可扩展的ad hoc网络的动态时隙分配算法(DTDMA).该算法利用较少的控制开销,通过节点间控制帧的交互,实现在网络负载较重的情况下,可以有效保证多个节点无冲突的接入信道,并针对不同优先级的网络业务提供相应优先级的时延保证.QualNet网络仿真环境中的仿真实验证明该算法能创建一个规模可扩展的无线自组织网络,且当网络中存在突发流业务时大大提高了网络吞吐量,减小了平均端到端时延,并实现了区分优先级服务.     

Ad Hoc网络中基于拓扑透明特性的混合MAC协议

针对ad hoc网络,提出了基于拓扑透明特性的混合MAC协议——TTHM协议(topology-transparent hybrid MAC protocol).TTHM协议在T-TSMA(threaded time spread multiple access protocol)协议所提出的螺纹协议机制的基础上引入了混合接入策略,能够根据当前的网络拓扑与业务负载,有效利用节点的分配与未分配时隙来进行报文传输.由于TTHM协议具有拓扑透明特性且克服了最大节点密度限制,因此便于分布式应用.仿真结果表明,TT     

快速动态时隙分配MAC协议的帧结构优化与分析

针对快速动态时隙分配（Fast Dynamic Slot Assignment,F-DSA）MAC协议不能处理多节点申请入网的问题,对其帧结构和入网算法进行了完善,提出了碰撞感知快速动态时隙分配（Collision aware Fast Dynamic Slot Assignment,CF-DSA）协议。在相同入网算法的前提下,提出了一种新的控制微时隙分布方式,得到了聚合碰撞感知快速动态时隙分配（Aggregate Collision aware Fast Dynamic Slot Assignment,ACF-DSA）协议,通过理论建模与数值分析,主要研究了采用两种不同帧结构的协议性能,发现ACF-DSA较CF-DSA降低了节点的入网竞争时延,且对变化的网络环境具有更好的适应性,表明聚合碰撞感知的帧结构有助于节点入网效率的提高。     

解决Ad Hoc入侵终端问题的MAC层协议

针对目前Ad Hoc网络多信道环境下MAC层存在的入侵终端问题,研究并提出了MAC层协议的改进方案.即在原有的动态信道分配MAC层协议基础上,增加了对入侵终端发生情况下信道重新分配机制和链路重新建立机制.使得Ad Hoc网络在入侵终端冲突发生的情况下,各节点得以迅速重新恢复通信.最后,对改进后协议的正确性和有效性进行仿真验证.