无线网络中MAC层违规行为的检测和惩罚

802．11无线媒体访问控制（MAC）协议利用分布式争夺解决机制处理无线信道的共享。在这种环境下，那些没有执行MAC协议的节点可以获得不公平的信道带宽。IEEE802.11要求节点等待一个随机时间间隔之后再竞争访问信道，如果某些节点等待一个较小的时间间隔，那么对其他普通节点来说，这是不公平的。针对这种情况对IEEE802.11MAC协议做简单的改进来检测这样的违规行为并对其进行惩罚。     

基于IEEE 802.15.6的无线体域网自适应MAC协议

针对无线体域网MAC协议自适应性不高且能效低的问题,提出一种基于IEEE 802.15.6的无线体域网自适应MAC协议（A-MAC）。对IEEE 802.15.6的超帧结构进行改进,竞争接入阶段和非竞争接入阶段的长度根据产生各优先级数据的节点所占的比例进行调整。竞争接入阶段又被划分为三个子阶段,子阶段的长度根据数据优先级情况进行动态调整。所有节点在竞争接入阶段按照信道接入策略竞争接入信道。最后仿真结果表明,在吞吐量、能耗和网络时延方面,使用A-MAC协议的网络性能明显优于使用IEEE 802.15.6 MAC和CA-MAC协议的网络性能。     

联合空时需求预留和功率控制的MAC协议

提出了一种应用于移动Ad Hoc网络中的联合空时预留和功率控制MAC协议.它通过对信道时间和空间资源预留更为精确的估计优化了可用的信道资源,提高了信道的空间利用率,降低了碰撞冲突的概率.因为物理层头部采用最低的速率进行传输,把这种时空估计信息嵌在物理层帧头部,可以把信息传播到更多更远的邻节点,减少了碰撞的概率.同时结合功率控制技术对数据包传输功率进行控制,降低了节点的能量消耗.通过仿真与IEEE 802.11 MAC协议进行比较,该协议提高了系统的吞吐量,移动节点功率消耗明显降低,节点的能量利用效率得到提高.     

S-MAC与IEEE802.15.4的MAC层信道利用效率研究

提出一种计算MAC层信道利用效率的方法,从成帧效率、信道共享效率和冲突避免三个方面建立模型,对无线传感网络MAC层应用协议S-MAC和IEEE802.15.4进行计算分析,并将此两种协议的信道利用效率与IEEE802.11的信道利用效率进行对比,结合软件仿真说明S-MAC与IEEE802.15.4两种协议的适用范围.     

802.11s中RM-AODV路径选择协议的研究

RM-AODV路径选择协议是IEEE 802.11s标准中HWMP路由选择协议的基础。不同于传统AODV协议在第3层使用IP地址路由和跳数作为路由metric,RM-AODV工作在第2层使用MAC地址和空时metric进行路径选择。为了适应无线mesh网络流量呈树状汇聚的特点,IEEE 802.11s标准还对RM-AODV进行树状先验式扩展。在典型无线mesh网络拓扑中通过仿真对RM-AODV的路径发现时间进行研究,进一步分析相对根节点的不同位置对路径发现时间的影响。     

基于μC/OS-Ⅱ的IEEE802.11 MAC协议的实现

IEEE802.11协议是目前最具影响力的无线局域网标准,但是目前的芯片都是国外公司设计的,本项目的目的就是为了研制具有自主知识产权的802.11芯片。介绍了SDL描述的IEEE802.11 MAC协议,并在理解协议的基础上,提出了在μC/OS-II实时操作系统中用C语言来实现MAC协议的方法,并由此在μC/OS-II操作系统中实现了整个IEEE802.11 MAC协议,为生产出具有自主知识产权的802.11无线网络芯片奠定了基础。     

基于μC/OS-Ⅱ的IEEE802.11 MAC协议的实现

IEEE802.11协议是目前最具影响力的无线局域网标准,但是目前的芯片都是国外公司设计的,本项目的目的就是为了研制具有自主知识产权的802.11芯片.介绍了SDL描述的IEEE802.11 MAC协议,并在理解协议的基础上,提出了在μC/OS-Ⅱ实时操作系统中用C语言来实现MAC协议的方法,并由此在μC/OS-Ⅱ操作系统中实现了整个IEEE802.11 MAC协议,为生产出具有自主知识产权的802.11无线网络芯片奠定了基础.     

一种无线传感器网络MAC层协议设计与实现

针对节点总量不多、通信实时性要求不高的应用环境需求,参照IEEE802.15.4协议标准,提出一种高效、低能耗的无线传感器网络MAC层协议的设计与实现方法.协议的软件设计主要采用中断控制和函数回调方式,物理层通过对无线收发器的睡眠管理实现低功耗,MAC层采用时隙CSMA-CA机制进行信道管理.网络节点分为普通节点和协调器,普通节点采用POLL轮询及睡眠机制,与协调器进行间接数据传输.实验表明,应用系统实现了低能耗和高效率.     

一种基于邻接节点信息的合作式Ad Hoc网络协议

在802.11协议中,DCF（Distributed Coordination Function）机制是节点共享无线信道进行数据传输的基本接入方式,为了解决无线网络中隐藏节点问题,使用RTS/CTS机制减少冲突,然而当网络节点数增加时,节点传输的冲突次数亦增加,从而使网络性能明显下降。因此,需要设计新的MAC协议,以适应当前Ad Hoc网络应用的快速发展。在IEEE 802.11的分布式协调功能访问机制（DCF）基础上,本文设计新的节点合作式的网络协议（C-MAC）。C-MAC节点通过控制帧获得本节点2跳内的邻接节点信息,并且根据邻接节点的信息设计调度算法,使节点以轮询的合作方式传输数据,有效地避免冲突。仿真实验表明,在改变节点速率、帧长度、网络节点数等参数情况下,分别以吞吐量、单帧传输时间和公平性为指标,对DCF和C MAC协议进行性能比较。在节点传输速率为11Mbps时,C MAC协议吞吐量比标准DCF最多可增加50%。     

基于双忙音的可调功率无线MAC协议

本文基于IEEE802.11DCF提出了两种基于双忙音信号的无线自组织网络MAC协议,即恒定功率双忙音(FPDBT)和变功率双忙音(VPDBT)MAC协议。这两种协议能基本解决无线自组织网络大干扰范围下的隐藏终端和暴露终端问题。本文对MAC协议进行了理论分析,并建立了OPNET仿真模型。通过仿真试验分析比较了IEEE802.11DCF、DBTMA、FPDBT和VPDBTMAC协议的信道传输性能。结果表明两种改进协议都能在大干扰范围下有效避免分组冲突,并显著提高信道利用率。VPDBT协议还能够对信道空间复用率和分组冲突避免的性能有较好的折衷。     

基于相对速度的802.11p车载网络自适应退避算法*

IEEE 802.11p协议是针对车载环境应用制定的物理层与MAC层标准.车载网络中节点的高移动性和拓扑结构的频繁变更导致网络丢包率增加.为解决车辆移动特性引发的信道访问不公平性问题及降低网络丢包率,提出一种基于相对速度的自适应退避算法RSBA,依据移动节点间相对速度差异优化退避机制.通过NCTUns模拟实验表明,RS...     

Ad Hoc网络中基于DCF的MAC协议能量效率分析

素的前提下,提出了一种对分布式协调功能DCF的基本访问控制、RTS/CTS访问控制机制以及混合访问控制机制的能量效率进行分析的有效方法,并研究了网络中终端数量、平均数据包长度、最大后退次数以及初始竞争窗口大小对能量效率的影响。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

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。     

DSRC中一种考虑剩余时间的信道访问退避算法

IEEE 802.11p协议是DSRC技术的下层标准,而该协议采用的仍然是传统的二进制指数退避算法（BEB）。BEB算法虽已广泛使用,但并不能很好地适应DSRC中车载节点的高速移动及其拓扑结构快速变化的特点,易出现信道访问不公平,网络丢包率增加等问题。针对这些问题,提出一种考虑剩余时间的退避算法,由车辆节点的当前速度计算其剩余时间,优化退避机制。实验表明,提出的机制在改善信道访问公平性,提高网络吞吐量等方面均有较好的改善。     

基于全网冲突的自适应退避算法的研究

退避算法的设计对基于竞争的IEEE 802.11协议影响重大,而退避的前提取决于冲突的发生和正确判断。本文在DCF协议的基础上提出了一种基于全网冲突的自适应调整竞争窗口的新型退避算法(CWN-BEB),CWN-BEB算法通过统计全网冲突次数(即整个网络所有节点发生冲突的总次数),使全网冲突对节点透明,并引入一个新的变量全网冲突概率来自适应改变竞争窗口大小。此算法未引入额外开销,可以很好地与802.11 DCF协议兼容,实现复杂度低。仿真结果表明,在低负载情况下,CWN-BEB算法可以较好地向DCF协议收敛;在高负载情况下,CWN-BEB的时延和吞吐量等性能明显优于802.11 DCF协议。     

一种基于IEEE802.11的无线自组网MAC协议

基于IEEE802.11DCF提出了一种应用于无线自组网的媒质接入控制协议，该协议包括网络适应性退避算法和拥塞反馈两个关键机制。协议的主要思想是根据节点周围实际竞争状况和网络拥塞情况进行包调度。仿真结果表明，提出的机制有效地降低了平均端到端时延和数据丢包率,提高了信道接入公平性。     

Runtime optimization of IEEE 802.11 wireless LANs performance

IEEE 802.11 is the standard for wireless local area networks (WLANs) promoted by the Institute of Electrical and Electronics Engineers. Wireless technologies in the LAN environment are becoming increasingly important and the IEEE 802.11 is the most mature technology to date. Previous works have pointed out that the standard protocol can be very inefficient and that an appropriate tuning of its congestion control mechanism (i.e., the backoff algorithm) can drive the IEEE 802.11 protocol close to its optimal behavior. To perform this tuning, a station must have exact knowledge of the network contention level; unfortunately, in a real case, a station cannot have exact knowledge of the network contention level (i.e., number of active stations and length of the message transmitted on the channel), but it, at most, can estimate it. We present and evaluate a distributed mechanism for contention control in IEEE 802.11 wireless LANs. Our mechanism, named asymptotically optimal backoff (AOB), dynamically adapts the backoff window size to the current network contention level and guarantees that an IEEE 802.11 WLAN asymptotically achieves its optimal channel utilization. The AOB mechanism measures the network contention level by using two simple estimates: the slot utilization and the average size of transmitted frames. These estimates are simple and can be obtained by exploiting information that is already available in the standard protocol. AOB can be used to extend the standard 802.11 access mechanism without requiring any additional hardware. The performance of the IEEE 802.11 protocol, with and without the AOB mechanism, is investigated through simulation. Simulation results indicate that our mechanism is very effective, robust, and has traffic differentiation potentialities.     

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。     

一种检测无线网络违规行为的改进退避算法

无线媒体访问控制（ＭＡＣ）协议通常使用分布式竞争机制来共享无线信道,但在动态和开放的网络环境中,部分违规节点会有意识地抢占信道以获取更多的信道资源．为此,通过对ＩＥＥＥ８０２．１１协议的ＤＣＦ 机制进行修改,提出一种改进的退避算法,可实现对网络中违规行为节点的有效检测,并通过惩罚机制加以纠正．仿真结果表明,该方法能够更有效地检测出无线网络中的违规行为,提高整个网络的吞吐量．     

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。