一种适用于Ad Hoc网络的多信道能量高效MAC协议

对多信道条件下MAC协议功率控制机制进行了分析,提出一种能够根据各个接收节点的通信状况,动态地调整数据信道上数据帧的传输功率和控制信道上CTS帧的发送功率的多信道Ad Hoc网络能量高效的MAC协议(MPEMAC).仿真表明,该协议有效的节省了节点能耗,延长了网络节点的生存时间,同时还能够增大空间信道的利用率,从而进一步提高网络的平均吞吐量.     

一种基于CDMA的Ad Hoc功率控制协议

针对AdHoc网络中信道特性及资源缺乏的问题,本文提出了一种基于CDMA技术的功率控制协议。通过对CTS报文的改造,使得发送节点可以根据当前的链路状态,动态的调整传输功率。仿真结果表明,这一新协议达到了提高网络容量和节省功率的目的。     

基于功率控制的AODV改进协议

针对无线传感器网络能量受限的特征,提出了一种基于功率控制的AODV改进协议.通过在路由请求消息中增加当前节点和下一跳节点的位置信息,通过计算节点所需的最优发射功率来选择微处理器中的合适的功率级别来传送报文,使发送每个报文所耗费的能量最小,达到节省能量的目的.仿真实验结果表明,新协议有效提高了节点的能量利用率,降低了网络...     

基于分簇的无线传感器网络MAC节能算法

为减少节点能耗和提高信道利用率,提出一种基于分簇结构的无线传感器网络MAC节能算法(EEC-MAC)。在TDMA机制的基础上,采用时隙系数动态调整簇内节点的时隙大小,降低数据的传输时延。对于部分不需要数据传输的节点不分配时隙,使其拥有较长的睡眠时间来节约能量。簇内节点按其剩余能量系数形成时隙分配顺序,减少状态转换的能耗。簇间节点采用基于CSMA/CA机制的随机分配策略实现通信。仿真结果表明,EEC-MAC节能效果较好,具有较小的平均通信时延和较长的网络生命周期。     

移动ad hoc网络中DOS攻击及其防御机制

移动ad hoc网络由于其动态拓扑、无线信道以及各种资源有限的特点,特别容易遭受拒绝服务(DOS)攻击．提出了移动ad hoc网络中一种新的DOS攻击模型——ad hoc flooding攻击及其防御策略．该攻击主要针对移动ad hoc网络中的按需路由协议,如AODV,DSR等．ad hoc flooding攻击是通过在网络中泛洪发送超量路由查询报文及数据报文,大量地占用网络通信及节点资源,以至于阻塞节点正常的通信．分析ad hoc flooding攻击之后,提出了两种防御策略：其一是邻居阻止,即当入侵者发送大量路由查询报文时,邻居节点降低对其报文的处理优先级,直至不再接收其报文．其二是路径删除,即目标节点将入侵者发送攻击报文的路径删除,以阻止其继续发送攻击报文．模拟实验证实,通过这两种方法的结合．能够有效地阻止网络中的ad hoc flooding攻击行为．     

基于功率控制的无线传感器网络MAC协议研究

本文提出了一种无线传感器网络自适应功率控制MAC协议APC-SMAC。APC-SMAC协议首先通过建立基于最优邻居节点数的功率调度表,提高信道利用率,减少通信能耗,另一方面对干扰节点发送反馈帧控制其进入睡眠,从而提高了网络数据吞吐量,减少了网络延迟。实验结果表明该协议在网络吞吐量、网络时延和平均能耗上均有了较大的提高。     

启用节点睡眠态的6LoWPAN网络节能研究

为了降低6LoWPAN网络节点能耗,本文提出了一种启用节点睡眠态的信道竞争接入机制:节点可于超帧退避期内适时睡眠和超帧睡眠期内睡眠。应用该机制对网络MAC协议建模,并对模型进行了数学推导。基于本模型,对节点平均能耗、网络数据包发送稳态概率和数据包服务时间进行了数学分析,并研究了协议参数NB和minBE对网络性能的影响。数学分析表明,该模型较好地描述了6LoWPAN网络信道竞争接入机制,该机制有效降低了节点的平均能耗,协议性能得到较大改善。     

基于泊松分布的6LoWPAN网络节点能耗分析

针对6LoWPAN网络能耗优化问题,提出一种数据包到达速率服从泊松分布的信道接入机制:超帧活跃期内若没有数据发送或暂时无法发送的节点进入睡眠期以便节能,然后建立该机制的Markov模型。基于该模型,对节点睡眠态稳态概率、数据包服务时间和节点平均能耗进行数学分析,并研究λ和BO等协议参数对网络性能的影响。数学分析表明,改进模型较好地描述了6LoWPAN网络信道竞争过程,有效地降低了节点平均能耗。     

面向工业无线汇聚网络的高吞吐率MAC协议

汇聚网络是工业传感器网络的常用拓扑形式。汇聚网络的隐藏终端是影响网络吞吐率的重要因素,目前常用信道预留机制来加以解决。此外,随着物理层数据传输速率的不断提高,相对短报文的现象日渐突出,使得用于信道预留的控制报文的开销相对增加。现有的IEEE802.11 DCF不能同时有效应对这两个现象。提出了取消信道预留方式来克服相对短报文问题,而对于由于信道预约取消所导致的隐藏终端问题,则以随机发送机制解决。为了获得最优的发送概率,设计了APCSMA协议,该协议以最大化节点吞吐率为目标,提出吞吐率最大化的必要条件,基于该必要条件,在主干扰模型下推导出节点均匀分布情况下的最优报文发送概率。从理论上分析了协议的网络吞吐率、延迟和能量效率。仿真结果和分析表明,APCSMA协议对于工业无线汇聚网络具有广泛的适用性。     

移动传感网中基于本地信息的机会路由策略

在考虑节点信道质量、移动方向和速率、剩余能耗等本地信息的基础上,在移动传感网中提出了基于本地信息的机会路由策略(OR LI)。该策略采用能在一定程度上反映信道质量的接收信号强度指示值对数 常态分布模型建立节点机会概率值;引入移动速率和方向反映节点的移动性;使用节点的剩余能耗反映节点的剩余使用寿命,实现机会路由,并通过候选节点的优选序号来确定候选点的侦听转发时间以避免报文重发。与机会路由策略ExOR和OB比,新策略更适合移动传感网,具有传输有效性高、能耗低等优点。     

两次更新NAV防止信道抢占攻击的研究

文章根据IEEE 802.11的规定,为了避免信号干扰,采用一种基于NAV的虚拟介质监听技术.协议中要求节点在探测到RTS/CTS数据包之后利用其中的Duration域设置自己的NAV时间,然后开始倒计时直到NAV内时间耗尽.在NAV内时间还未结束之前,节点认为信道处于忙碌状态,既不会向网络中别的节点发进数据包,也不会尝试去监听信道.基于上述理论,可以伪造Duration域的数值,使其长于正常数据包需要占用信道的时间,以此影响网络的质量和性能.IEEE 802.11中同时规定,接收节点在收到Data数据包后,需要发送ACK数据包给发送节点作为数据包成功发送的标志.在此过程中,设计接收节点在发送Data数据包之后再次更新一跳范围内的所有节点NAV为正常值,发送节点在收到ACK数据包后,也更新一跳范围内的所有节点NAV为正常值.以此来防止恶意占用信道的攻击.     

一种基于节能的无线传感器网络MAC协议

无线传感器网络中节点能量十分有限,为了进一步提高能量的利用效率,提出了一种基于节能的改进型媒体接入控制(MediumAccess Control,MAC)协议.该协议结合了BASIC算法与自适应S-MAC协议的优点,采用一种简单易行的算法根据节点实际分布情况调节RTS、CTS、DATA、ACK四种帧的发送功率,从而达到节省能量的目的.协议中采用的自适应侦听机制不仅可以减少数据的传输延迟,而且可以避免由于在S-MAC协议中引入功率控制策略时带来的一些问题.协议与S-MAC算法相比节省了能量,减少了时延,同时并没有降低无线传感器网络的其他性能.     

一种单信道无线传感器网络的隐藏终端和暴露终端问题解决方案

结合 GPS 技术提供的定位特点,采用跨层设计思想,提出了一种单信道多跳 WSN 网络的媒体访问控制协议。在协议的控制帧中携带路由信息和状态信息,根据这些信息,判断存在的暴露终端和隐藏终端,同时利用上游节点的 ACK 应答作为与下游节点的 RTS 握手,建立 CTS/DATA/ACK的三次交互机制。仿真表明,与已有的 IEEE802.11和 MACA-BI 等同类协议相比,该协议可有效解决隐藏终端和暴露终端问题,提高网络的吞吐量和端到端的延时,并降低网络的握手开销和控制帧的冲突概率。     

基于显式阻塞通知的自组织网络MAC协议

IEEE802.11 DCF协议利用RTS/CTS握手机制解决无线网络中重要的隐终端问题.但是该协议并不能解决所有的隐终端问题,如隐接收终端问题.本文提出一种显式阻塞通知（Explicit Blocking Notification,EBN）机制的握手协议来解决无线自组织网络中的隐接收终端问题.通过采用RTS/CTS/BN/DATA/ACK握手序列来提前通知邻居节点隐终端的当前状态,避免邻居节点盲目的分组传输.仿真结果显示,EBN机制可以获得比IEEE802.11 DCF协议更加稳定的流量,同时节约带宽资源,减小分组延迟.     

Rate avalanche: Effects on the performance of multi-rate 802.11 wireless networks

Originally designed to deal with the hidden node problem, the Request-to-Send/Clear-to-Send (RTS/CTS) exchange is often turned off in most infrastructure-based 802.11 networks with the belief that the benefit it brings might not even be able to pay off its transmission overhead. While this is often true for networks using fixed transmission rate, our investigation leads to the opposite conclusion when multiple transmission rates are exploited in WLANs. Through extensive simulations using realistic channel propagation and reception models, we found out that in a heavily loaded multi-rate WLAN, a situation that we call rate avalanche often happens if RTS/CTS is turned off: high collision rates not only lead to retransmissions but also drive the nodes to switch to lower date rates; the retransmissions and the longer channel occupation caused by lower rates will further deteriorate the channel contention, which yields more collisions. This vicious circle could significantly degrade the network performance even no hidden node presents. Our investigation also reveals that, in the absence of effective and practical loss differentiation mechanisms, simply turning on the RTS/CTS could effectively suppress the rate avalanche effect. Various scenarios/conditions are extensively examined to study the impact of RTS/CTS on the network performance. Our study provides some important insights about using the RTS/CTS exchange in multi-rate 802.11 WLANs.     

一种基于忙音的双信道AdHoc网络功率控制协议

文中提出了一种新的基于忙音的双信道AdHoc网络功率控制协议,将数据包和控制包分开在不同的信道上传输,通过两个节点间控制包的交换来计算数据包的发送功率,采用忙音脉冲来广播冲突信息,减少了能量消耗。仿真结果显示,这种协议在提高网络容量,节约能量方面都取得了很好的效果。     

802.11协议中RTS/CTS机制的安全漏洞分析

802.11协议中的RTS/CTS机制可以解决隐藏节点问题,通过分析RTS/CTS机制中的安全漏洞,发现由于RTS/CTS握手过程中没有认证机制,攻击者可以通过连续发送设定足够大网络分配矢量值的伪造RTS/CTS帧,以达到拒绝服务攻击的目的。在理论分析的基础上,使用aircrack-ng的软件开发包,在真实的无线网络环境中进行了实验,实验结果显示,RTS/CTS机制确实存在着被拒绝服务攻击的安全漏洞,可随时被攻击者利用,需引起充分重视。     

多速率IEEE802.11b网络控制包速率调整

针对IEEE802．11b无线自组网中控制帧使用的速率较低、降低网络性能的问题,提出1种速率调整策略,其中心思想是使用AARF（Adaptive Auto Rate Fallback）算法自动调整RTS（Request to Send）和ACK（ACKnowledge）与DATA包的速率,使其速率一致,但不调整CTS（Clear to Send）以减少控制帧占用信道的时间．仿真结果表明改进后的速率调整策略能使IEEE802．1lb无线自组网的吞吐量显著提高．     

一种平均噪声功率预估计的自组网节能机制

基于IEEE 802.11 DCF MAC协议提出了一种适用于移动无线自组网的功率控制节能方案,在该方案中节点通过一种接收过程中的噪声功率预估计方法和RTS/CTS握手机制的反馈,动态调节待发送数据分组的发射功率。协议分析和NS2仿真表明,该方案在不明显降低网络吞吐量的同时,可以有效降低分组发射的平均功耗,从而达到节能的目的。     

一种基于单信道的Ad Hoc网络功率控制协议

提出了一种新的基于单信道的Ad Hoc网络功率控制协议,通过2个节点间控制包的交换来计算数据包的发送功率,采取时分复用的方式将同一节点附近的控制包和数据包分开传输,避免了冲突,减少了能量消耗。仿真结果显示:这种协议在提高网络容量、节约能量方面都取得了很好的效果。