基于信道反馈的协作MAC协议

在协作媒体接入控制层协议CoopMAC基础上,提出一种改进控制帧格式的协议I oopMAC. 改进后的协议能实现与IEEE 802.11 DCF协议兼容;利用中继和信宿的联合信道状态反馈信息确定站点传输方式,较好地适应信道的瞬时变化;采用新的网络分配向量NAV更新机制,减小了分组碰撞时周围站点延迟接入信道的时间. 仿真结果表明,同样条件下,I CoopMAC协议能获得比CoopMAC协议更高的吞吐量及更小的接入时延.     

面向时延约束的多跳自组网络性能建模分析

由于无线信道的复杂特性,使得无线多跳自组网在实际应用中的可靠、可用性和实时性均难以得到有效保障.对此,提出了面向时延约束下最大化带宽利用率的集中式多跳自组网络协议参数设计策略.基于无线多跳网络集中式通信调度机制,在网络参数、业务参数、协议参数的基础上充分考虑信道参数带来的影响,建立端对端时延模型和带宽利用率模型.数值仿真结果表明,集中式调度机制更适用于节点规模较小的多跳自组网络.基于上述模型增加时延约束确定网络规模,以最大化控制时隙利用率为目标设计协议参数,使网络带宽利用率在满足时延约束的前提下最优.     

Ad hoc网络中基于拥塞的机会调度算法

无线多跳Ad hoc网络中的节点在业务发送过程中需要竞争共享信道,容易发生局部拥塞导致网络性能下降,而且节点内部采用的先入先出(FIFO)队列容易使队头出现阻塞现象,影响队列中后续分组的发送。为此提出了一种基于拥塞的机会调度算法,发送节点发送RTS帧时目标指向多个下一跳接收节点,这些节点在正确解码RTS帧后根据自身拥塞程度按一定概率依照调度优先级顺序发送CTS帧。仿真结果表明,该算法提高了网络端到端的饱和吞吐量和信道利用率,也提高了业务流之间的公平性。     

多速率感知的无线多跳网络信道分配

为了减轻多速率共享问题对无线多跳网络造成的影响,结合路由选路过程中的报文广播,提出基于速率和网络流量进行信道分配的跨层设计方法.该方法提出容量代价函数,设计了信道分配优化模型,在保证新业务带宽需求的同时,降低新业务接入对原有业务的影响,在路由选路过程中实现速率和信道的同时优化.仿真结果表明,该方法使网络吞吐量获得很大提升,同时节省了大量协议开销.     

高频谱效率的双向连续中继技术

无线多跳网络中,为避免节点半双工工作模式导致的网络频谱效率（吞吐量）的损失,提出了一种基于物理层网络编码的双向连续中继技术（PNC-BSR）. 该技术利用物理层网络编码及多个中继节点之间的协作传输,有效地提升了无线多跳网络的频谱效率. 研究结果表明,与传统中继策略及放大转发方式的双向吞吐量增强中继策略（AF BAT-relaying）相比,在高信噪比的情况下,PNC-BSR的网络吞吐量可分别提升300%和100%. 该技术可充分、高效地利用网络资源.     

无线Ad Hoc网络单信道并行传输的博弈解决策略

基于干扰感知的信干比模型,将无线Ad Hoc网络中多个节点随机并行接入同一信道的控制决策过程建模为信道接入博弈．随后,求解此博弈的纳什均衡解作为传输门限,并提出一种单信道多节点并行传输的分布式策略HMAC．仿真结果表明,与IEEE802.11a的MAC协议比较,提出的HMAC协议吞吐量提高了35％～53％,且传输门限可根据活动节点数、互扰比、传输成本及无线接收机的灵敏度自适应调整．本策略允许多个节点在单信道内并行传输,在提高网络吞吐量的同时降低了能量消耗和通信开销．     

支持区分服务的多跳Ad Hoc网络MAC机制

为了在多跳Ad hoc网络中提供实时业务和尽力而为业务的区分服务,提出了一种支持区分服务的媒体接入控制(MAC)机制――支持区分服务的标签交换分布式协调功能(DL-DCF). 在MAC层通过标签获取转发信息并携带在请求－应答帧(RACK)中发送,触发下游节点的清除发送帧(CTS)握手,使得数据包多跳连续转发;连续转发概率根据业务类型和节点数据包队列占用率确定,实现了区分服务,避免了节点队列溢出. 仿真结果表明, 与802.11 DCF相比,在重负载条件下DL-DCF能够显著降低端到端时延和归一化控制负载,提高网络吞吐量,实现区分服务.     

协同时隙ALOHA随机存取网络最大稳定吞吐量性能的研究

针对非合作时隙ALOHA无线随机存取网络、未知信道状态信息(CSI)的协同时隙ALOHA无线随机存取网络和已知CSI的协同时隙ALOHA无线随机存取网络3种情况,分析并比较了系统所能达到的最大稳定吞吐量(即保证系统稳定时每个用户数据分组的最高到达率)的性能。仿真结果验证了理论推导的正确性,结果表明:用户之间的协同合作将有利于系统整体性能的提高,如果已知CSI的话更是如此。研究结果对采用时隙ALOHA协议的任何协同无线随机存取网络的实施和部署具有理论和实践指导意义。     

利用最优空闲信道的认知无线电MAC协议

提出了一种利用最优空闲授权信道通信的认知无线电介质访问控制(MAC)协议. 采用该协议的每个次要（非授权）用户根据对多个授权信道的感知结果,选择最优的空闲授权信道通信,该协议同时解决了“隐藏”终端和“暴露”终端的问题. 并建立数学模型分析了在饱和网络状况下该MAC协议的吞吐量. 仿真结果表明,数学模型可以精确计算该MAC协议的饱和吞吐量.     

模糊逻辑控制的MAC协议

为了解决Ad hoc网络缺乏媒体接入控制层（MAC）的协调机制，低优先级数据流对高优先级的数据流存在很大影响这个问题，提出了一种基于模糊逻辑的MAC协议。该协议在MAC层通过模糊逻辑协调各个相关的数据流调整其初始退避窗口的大小，从而保证高优先级数据流能在较高背景负荷下维持较高的端到端吞吐量和较低的端到端接入时延。通过仿真证明，在网络背景负荷超过20%后，该协议能更好地保护高优先级数据流的端到端时延和吞吐量。     

CDMA的多址接入技术

CDMA作为一种多址接入技术在无线数据网络中已广为应用,文中在多码CDMA和单码CDMA研究的基础之上,建立了多码CDMA和单码CDMA在分组数据网络中的随机多址接入模型,并对其吞吐率特性和归一化时延续性进行了分析,在扩频码数目、长度均相等并且匹配滤波器分辨率为1 chip时二者具有相同的吞吐率和归一化时延特性。     

The impact of hidden node on model of ad hoc network

To deal with hidden nodes in ad hoc network, we take throughput as the metric to evaluate the performance of network. Firstly, we modeled the MAC layer of ad hoc network based on 802.11 DCF without the existence of hidden nodes. By means of the proposed model, we evaluated the throughput performance of DCF in multi-hop wireless networks. Secondly, we performed simulations to validate this model. The outcome of comparison is that there exists much difference in throughput between the model and the simulation. For reducing this difference, we modified the model by involving hidden nodes under the condition that the AODV route protocol was chosen, and analytically analyzed the influence of hidden nodes on theoretical throughput. At last, we validated the accuracy of this model by comparing the analytical results with simulation results.     

移动Ad Hoc网络自相似业务排队性能分析

对实际网络业务大量的测量表明,网络中的业务量存在着自相似特性,移动Ad Hoc网络中的业务同样具有该特性.目前对于移动Ad Hoc网络方面的研究只限于实测和简单的定性分析.采用更接近实际情况的队列长度有限G/D/1排队模型对移动Ad Hoc网络性能进行了分析和仿真,结果表明自相似业务导致排队性能变差,缓存匮乏,时延和分组丢失概率恶化.为此提出了基于网络规划模型的适用于自相似业务的路由算法.该算法利用多路径备份路由,当链路失效时可以迅速地寻找到新的替代路由,减小缓存中排队时延和丢包率,并对网络的发射功率进行优化提高信道空间的复用度.仿真结果表明,该算法可以改善分组丢失概率,提高网络吞吐量,降低时延.     

THBP：支持可靠广播业务的无线多跳网络同步MAC协议

提出了一种单信道无线多跳网络同步MAC—three-handshake broadcast protocol(THBP)．采用基于收节点冲突发现机制的三握手过程,解决无线多跳网络中难以保证广播业务传输可靠性的问题．通过控制分组三次交互,可为节点调度可靠广播信道．广播信道调度过程中,信道冲突由收节点探测并报告．分析结果表明,该协议能够利用较小的开销,保证广播分组的可靠发送．     

信道竞争感知的多速率多跳无线网络时延路由测量

根据IEEE802.11DCF基本访问模式,建立了无线链路传输模型和信道竞争模型,定义了链路和节点对共享信道的竞争度,提出了信道竞争感知的多速率多跳无线网络端到端时延路由测量CCAD。基于无线链路传输模型和信道竞争度计算链路及传输路径的时延,实现了对多速率多跳无线网络中链路的质量、传输速率以及信道竞争的测量。NS2仿真实验结果表明,CCAD的性能明显优ETX、ETT和MIC等现有的路由测量。     

海上自组网中基于侦听的MAC协议退避算法

无人艇通常以编队协同的方式进行作业,并通过自组网进行数据交换.因海浪等因素影响,海上自组网的信道传输损耗通常处于动态变化中,现有MAC协议的退避算法在动态海上环境下无法区分分组碰撞和分组丢失,会出现可靠性和稳定性下降的问题.为此,本文提出一种基于信道监听的自适应最小竞争窗口退避算法,该算法通过感知邻近竞争节点数目来估计信道状态,降低信道冲突概率和重传次数,提升了网络整体的可靠性和稳定性.仿真结果表明,与经典BEB算法相比,改进算法的吞吐量和公平性分别最大提高28.67%和62.00%,端到端延时和丢包率分别最大降低2.84%和15.10%.     

WLAN中一种改进的快速碰撞解决算法

在分析IEEE802．11MAC协议与系统吞吐量关系的基础上，提出一种改进的MAC快速碰撞解决算法(DFCR)，解决当前IEEE802．11中存在的吞吐量不稳定情况，同时考虑MAC层信道共享机制和物理层误码特性，达到减小站点之间碰撞概率、空闲时间、数据帧的重传次数的目的，仿真研究表明该算法可以在提高WLAN吞吐量的同时保证系统公平性．     

增强型RIEMS协议及其在Ad Hoc网络中的性能

提出了增强型RIEMS变速率传输协议（RIEMS+）,在原RIEMS基础上改进了NAV更新机制,网络节点不仅利用MAC层帧头中的信道预约信息,而且也利用物理层帧头携带的帧长度和发送速率信息来设置自己的NAV值．该协议解决了在不同发送速率条件下,因MAC层帧头的传输范围不同而引起邻节点对信道状态认知产生差异的问题,从而降低了分组发送失败概率和提高了信道利用率．仿真结果显示,新方案明显地改善了网络的端到端通过量和平均分组时延性能．     

多速率WLAN网络的时间公平调度算法

IEEE 802.11协议的分布式协调功能使得各站点以相同的概率接入信道,会导致多速率无线局域网的性能异常.该文通过对吞吐率公平与时间公平进行详细的理论分析与比较,提出了一种线性可调节时间公平的循环轮询队列调度算法.该算法实时地统计各站点准确的信道占用时间,并采用循环轮询方式保证各站点之间的时间公平性,提升系统的吞吐率性能.为保障业务流的服务质量,采用动态调节方式更新轮询单位服务时间,实现了传输效率与延时性能的折中.经过NS-3仿真与硬件系统实测验证表明,该算法在严格保证时间公平的同时,有效提升了系统上/下行吞吐率性能.     

无线局域网中会话型语音业务的实现及效率

为在无线局域网中支持高服务质量（QoS）要求的会话型语音业务，提出一种新的系统实现方案，给出了由无线终端、无线接入点、语音网关、因特网等组成的网络结构模型.无线局域网内部的协议栈自应用层到介质接入控制（MAC）层采用RTP/UDP/IP/LLC802.2/802.11e结构.在MAC层接入方面，提出一种基于IEEE 802.11e标准中混合协调方式（HCF）的改进型多点调度(Multipoll)方式.设计了调度帧结构和调度时序，推导了满足时延和带宽要求的准入协商、Multipoll和单点调度(Singlepoll)的调度效率公式.仿真结果表明，该方案可以实现会话型语音业务，保证其带宽、最大时延等QoS要求；Multipoll是比Singlepoll效率更高的调度方式.多用户条件下仿真所得的吞吐量与所推导公式的计算结果非常接近，表明推导的调度效率公式可用于系统吞吐量的精确估计.