IEEE802．11MAC协议中退避算法的研究

无线信道固有的特点,使得无线局域网面临比有线局域网更多的困难。发展合适的介质访问控制协议（MAC）是无线局域网一个关键,而其中退避算法又是MAC协议考虑的重点。本文介绍了退避机制在IEEE802．11MAC层中的作用．指出了二进制指数退避算法存在的不足。对当前已提出的多种典型退避算法进行了介绍,对各类算法的设计思想进行了分类。最后阐明了退避算法研究的发展趋势。     

基于对数函数的Ad Hoc网络MAC退避算法

针对IEEE 802.11 MAC协议二进制退避算法存在的缺陷,引入随网络状态变化的参数,提出了一种基于对数函数的新退避算法。该算法使用以网络节点数为变量的对数函数,动态调整竞争窗口初始值和窗口退避增大幅度,降低了数据传输的冲突概率,利用OPNET软件实现对退避算法的网络仿真。仿真结果表明,基于对数函数的退避算法对提高Ad Hoc网络的吞吐量性能和公平性、降低网络延时有明显的效果,性能优于二进制退避算法。     

一种自组织网络MAC层退避算法

针对IEEE 802.11 DCF通信机制所使用的二进制退避算法存在的问题,提出了S-BEB退避算法。该算法利用了DCF机制MAC层中的两个参数,保持了二进制退避算法简单高效的特点,动态调整节点在发送数据包冲突时竞争窗口增大的幅度,同时也加大了节点成功发送数据包后的竞争窗口以减小下一轮竞争的冲突。利用OPNET软件实现了该退避算法的仿真并进行了分析。研究结果表明,无论在网络延时、吞吐量还是公平性方面,S-BEB算法的网络性能均好于经典二进制退避算法。     

基于OPNET的MAC协议的研究与仿真

文中主要分析了IEEE802.11的MAC协议中的分布式协调工作模式(Distribute Coordination Function,DCF).使用DCF方式进行访问控制时,二进制指数退避算法在竞争周期内冲突增加会使信道分配不合理,这样严重影响网络的通信吞吐量.针对影响网络吞吐量这个问题,文中首先结合了马尔科夫(Markov)的改进模型,根据节点的实时状态,设计了节点在初始竞争成功发送数据后和发生冲突时的退避算法,优化了DCF的退避机制,动态地调整了节点在不同状态时的信道获取能力,提高了节点发送数据的网络吞吐量.最后以OPNET为仿真平台证明其在吞吐量方面有所改善.     

基于ns-2的快速冲突分解算法实现及性能分析

分析了IEE802.11无线局域网MAC层快速冲突分解算法,修改和扩展了ns-2网络仿真软件的IEE802.11无线局域网仿真模块,实现了ns-2对快速冲突分解算法的仿真。仿真结果表明,快速冲突分解算法提高了网络的平均吞吐量、减小了平均时延,但网络的时延抖动和公平性却更加恶化。     

一种无线传感器网络信道接入自适应慢速退避算法

无线传感器网络是一种特殊的无固定控制中心的多跳网络.由于其特殊性,传统CSMA协议直接应用于无线传感器网络中会带来数据包冲突增加和时延增大等问题.针对信道接入层已有退避算法,提出了一种自适应慢速退避算法.分析与仿真结果表明,与传统的IEEE 802.11标准BEB算法和普通退避算法相比,该算法更为简单实用,能有效提高网络吞吐量,特别是在网路拥塞状况变化剧烈时,可减小额外开销并保持稳定的网络吞吐量.     

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。     

一种IEEE 802.11接入机制的新退避算法

无线传感器网络采用类似开放式系统互联模型的协议栈,作为第一个完全针对无线传感网络设计的MAC协议,S-MAC采用了IEEE802.11DCF的接入机制。本文在分析了IEEE802.11协议的二进制指数退避算法(BEB),以及倍数增线性减退避算法(MILD)后,提出了一种基于网络性能指标的新退避算法。新算法将无线信道中的时隙利用率映射网络性能指标传输概率,对网络中连续两次发送的时隙利用率进行平均滤波处理,改变重传节点的发送优先级,来调整节点在竞争使用窗口的退避值,以达到有效减少网络的碰撞、提高无线信道的使用效率和网络吞吐率的目的。仿真结果表明,新退避算法能更准确地估计网络当前的竞争状态,有效地提高了网络吞吐率,获得较好的网络性能。     

Ad hoc网络中动态阈值岭型函数退避算法*

无线自组织网络(Ad hoc)在MAC层中使用IEEE 802.11 DCF的接入机制来解决节点传输竞争问题,为了解决高负载环境下的网络拥塞状况问题,在退避算法中加入了动态阈值和岭型函数来降低数据传输的冲突概率并利用NS2对改进的退避算法进行网络仿真。仿真结果表明,相对于传统的退避算法,在负载较重的网络中改进后的退避算法大概能够提高网络性能20%左右,优化后网络的时延、吞吐量和公平性均得到明显改善。     

无线多跳网络中基于区分策略的退避算法

针对无线多跳网络环境,改进了IEEE 802.11 DCF的二进制指数退避算法,提出一种基于源节点和转发节点区分机制的退避算法。该算法能根据网络冲突状况,自适应地调节退避窗口,更适合多跳网络中流量分布不均的特点。仿真结果表明,该种区分退避机制能同时适应于低速和高速的网络环境,与BEB和AASC两种退避算法相比,在提高网络的吞吐量的同时,也提高了流间的公平性,表现出了更好的网络性能。     

WLAN中基于门限调整的速率自适应策略

针对IEEE802.11多速率无线局域网,提出一种基于门限调整的动态速率自适应媒体访问控制策略。该协议设置2组成功门限,分别对应快变和慢变2种信道情况,各组成功门限采用改进的二进制指数退避算法进行调整。协议无需修改802.11标准,易于实现。仿真结果表明,在各种网络条件下,该方案的性能优于现有基于ARF帧统计的速率自适应方案。     

基于4进制回退的IEEE 802.11性能改进

IEEE802.11采用基于二进制指数回退算法（BEB）的DCF作为其基本的媒体接入控制协议（MAC）。但研究表明,在该DCF机制下,当节点数目迅速增加时,系统吞吐量急剧降低,严重影响网络性能。提出了一种基于4进制回退的DCF算法,仿真结果表明,改进后的DCF能使系统性能有较大的提高。     

基于自适应r进制回退的IEEE 802.11性能改进

IEEE802.11采用基于二进制指数回退算法(BEB)的DCF作为其基本的媒体接入控制协议(MAC)。但研究表明,在该DCF机制下,当节点数目迅速增加时,系统吞吐量急剧降低,严重影响网络性能。提出了一种根据竞争节点数目调整退避指数r的方案以改进DCF性能,仿真结果表明,改进后的DCF能使系统性能有较大的提高。     

基于任务组合的无线传感器网络MAC协议框架

基于无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network)语义互连思想,讨论了面向应用的WSN任务组合的基本概念、任务关系及任务组合递归算法。将任务组合方法与现行WSN一般性MAC技术相结合,提出了基于任务组合的通用的WSNMAC框架。将该框架应用于具有代表性的WSN MAC中,具体分析了IEEE 802.11MAC和S-MAC在该框架中的实现方式。网络仿真结果显示,基于语义互连采用任务组合方式的MAC协议框架,能有效地改进一般MAC的能耗特性及时延特性,尤其是对于多信息采集的WSN。     

基于速度与状态感知的车载网络接入退避算法

IEEE 802.11p协议是针对车载无线接入技术制定的MAC层和物理层标准,仍采用二进制指数退避算法,该算法不能根据车辆速度和密度作出调节,在V2I通信中,会造成严重的信道访问不公平和碰撞等现象,无法很好地适用于车载网络。针对上述问题,提出的算法在退避重传阶段,采用固定的最优竞争窗口,并能够根据车速和从路边单元获取的网络信息实时调整竞争窗口大小。模型分析和仿真实验表明,该算法可明显改善信道访问的吞吐量、公平性与可靠性。     

IEEE 802.11无线局域网二进制指数退避算法改进与分析

IEEE 802.11标准引入二进制指数退避算法BEB,以降低节点发送数据包碰撞的概率。两步指数退避算法TBEB避免了BEB算法中竞争窗口长度出现振荡这一现象,可以提高吞吐率。导出了TBEB算法和BEB算法中节点的平均竞争窗口长度和平均退避次数的解析表达式,并采用仿真进行验证;以退避时间最小为目标,给出了求解竞争窗口长度最优复位值的优化模型。研究结果可用于基于IEEE 802.11无线局域网的BEB算法的性能评价。     

无线自组织网络中TCP稳定性的分析及改进

在无线自组织网络中,基于IEEE 802.11的TCP流存在严重的不稳定性,其原因与MAC协议、路由协议和TCP本身均有一定的关系,但最根本之处在于MAC协议的不公平性以及假的链路失效消息导致了不必要的耗时的路由发现过程.结合IEEE802.11的MAC协议和DSR路由协议,对这些原因进行了深入的理论分析和仿真实验,并提出了针对MAC协议和路由协议的改进算法.仿真结果证明,提出的改进算法不仅能基本上避免TCP流的不稳定性,还能够极大地提高TCP流的平均吞吐量.     

一种基于慢退避思想的SD_DCC退避算法及其性能分析

改进了IEEE 802.11协议的二进制指数退避算法,提出了一种基于慢退避思想的分布式接入控制退避算法.它将慢退避的思想同分布式接入控制的思想相结合,有效地解决了标准协议中二进制指数退避算法成功发送数据帧后没有记录网络当前繁忙程度的缺点,能够更准确地记录数据帧成功发送后高负荷网络的退避阶数,降低数据帧接入信道的碰撞概率,提高无线信道的利用率.算法能够与现有的IEEE 802.11协议完整地结合在一起,具有简单、无开销、完全分布性和自适应性的特点.分析和仿真结果表明,基于慢退避思想的分布式接入控制退避算法较之其它三种常用的接入算法能够更能有效地利用网络中已有的信息,更准确地估计网络当前的竞争状态,表现出更好的网络性能.