无线多媒体传感器网络实时MAC协议

实时性是无线多媒体传感器网络的重要考虑因素之一,而MAC协议能否高效地使用无线信道对保障无线多媒体传感器网络的实时性起着决定性作用。针对无线多媒体传感器网络的业务数据特点,提出了一种基于时隙预留的多信道实时MAC协议。该协议在响应流媒体查询之前,事先建立一条从源节点到汇聚节点的时隙预留流路径,从而最小化数据包在每一次转发时的信道接入时延。仿真结果表明,该协议明显减小了流媒体数据的端到端时延与时延抖动,并且具有较好的能量有效性。     

一种无线传感器网络MAC协议优化算法

在无线传感器网络中,各节点采集的信息以多跳的方式传送到汇聚点.从各节点到汇聚点形成一棵以汇聚点为根的传输树.文中在对无线传感器网络传输特点分析的基础上,剖析了基于CSMA/CA(载波多路监听/冲突避免)的MAC协议在树状结构无线传感器网络中的弊端,提出了一种基于CSMA/CA的MAC协议优化算法.算法基于节点在传输树中的位置信息调整其MAC信道接入分配,将CSMA/CA采用的各节点均等竞争信道的方法优化为各节点依据在传输树中的位置情况竞争信道的方式,这一优化提高了节点公平性,使MAC信道接入分配与树状结构的无线传感器网络传输特点相契合,解决了基于CSMA/CA的MAC协议与树状结构无线传感器网络不匹配的问题,从而减少了信道资源浪费,提高了网络传输效率,降低了能耗.实验结果表明该算法在网络丢包率、吞吐量和能耗方面的性能均有较大改进.     

基于博弈论的多媒体传感器网络MAC协议

IEEE802.1 le媒体接入控制(MAC)协议不能较好地满足无线多媒体传感器网络不同类型业务节点间的公平性要求.为解决该问题,提出一种基于博弈论的无线多媒体传感器网络MAC协议.将节点间的信道竞争过程建模为非完全信息动态博弈,在不同的负载情况下,通过改变普通业务的权重提高不同业务间的公平性.仿真结果表明,该协议能在保证多媒体业务服务质量的同时,增加普通业务数据流接入信道的机率,提高整个网络的平均吞吐量.     

车载自组织网络中基于时分复用的异步多信道MAC协议

为解决车载自组织网络负载较重时控制信道拥塞和信道利用率低的问题,提出一种时分复用机制的异步车载自组织网多信道MAC(Media Access Control)协议-ATMP (Asynchronous TDMA-based multi-channel MAC Protocol).ATMP协议采用时分复用的异步接入机制实现节点分时段接入控制信道,减少并发接入控制信道的节点数目,降低碰撞概率;进一步,为了解决多信道协调信息丢失问题,ATMP协议使用节点协作机制来获取节点遗漏的信道协调信息,有效降低因协调信息缺失造成的数据信道服务信息碰撞概率.仿真结果表明,ATMP协议在碰撞概率、安全消息时延及控制信道吞吐量指标上优于IEEE 1609.4标准、AMCP协议和AMCMAC协议.     

无线传感器网络媒质接入控制协议的研究进展

媒质接入控制（Medium Access Control）是无线传感器网络设计的关键问题之一。由于无线通信模块是传感器节点能量消耗的主要来源，而媒质接入控制协议则直接控制着节点无线通信模块的活动，因此MAC协议节能效率的好坏将严重影响网络的性能。本文首先介绍了MAC层能量消耗的主要来源，阐述了无线传感器网络中MAC协议的研究内容和设计目标，并讨论了影响MAC协议性能的若干参数指标，随后介绍了几类典型的MAC协议，最后对MAC协议的发展方向进行了总结和展望。     

无线传感器网络多信道接入控制协议

在现有的无线传感器网络和Ad-Hoc网络中的MAC协议基础上,并考虑到无线传感器网络的条件约束和多信道通信的特性,本文提出了一种适用于无线传感器网络的多信道媒介接入控制协议(MCMAC).仿真结果表明该协议提高了网络的吞吐量、能量的有效性,并延长了网络寿命.     

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。     

无线传感器网络的经典MAC协议验证与分析

首先介绍4种经典的无线传感器网络(WSN)介质接入控制(MAC)层信道接入方式,并在基于MSP430单片机的温湿度无线传感平台上进行性能验证。随后比较4种经典MAC接入方式的实测值,并分析存在差异的原因。最后提出无线传感器网络MAC层信道接入方式研究的可能方向。     

无线传感器网络多信道节能信道接入控制协议

在无线传感器网络MAC这一广阔的研究领域已经开展了很多研究工作,但迄今对能量节省并没有很好的解决方案,一般都以牺牲其他性能来降低能耗的.多信道节能MAC协议结合传感器网络对信道接入控制的要求,综合提高了网络性能,通过ns-2仿真,验证了本协议在能量节省、信道公平性以及网络吞吐量等方面的性能改善.     

一种适用于自组网的多信道轮询多址MAC协议

本文针对节点具有多个可用信道的自组网,提出了一种基于令牌环的多信道轮询多址MAC协议,协议在控制信道上采用令牌轮询接入方式来实现节点公平接入信道,通过令牌的传递预约数据信道来实现动态按需分配信道的数据传输,并对该协议进行了性能分析。     

LPR-MAC:一种采用并行协商机制的低功耗多信道MAC协议

本文通过分析不同类型的多信道MAC协议的特点,指出了并行协商类多信道MAC协议存在的消失节点问题和通信竞争问题。针对上述问题,基于无线传感器网络节点的能量有效性,本文提出了一种新的多信道MAC协议:LPR-MAC。本协议采用全网同步,时间上划分为多个时间片,节点在网络建立时随机选择某个时间片作为自己的固定接收周期,在接收周期按各自的伪随机序列在多个信道之间进行跳跃,并行协商,在其余时间片休眠。仿真结果表明,该协议减少了通信竞争程度,降低了能量消耗。     

无线传感器网络MAC协议的性能改进研究

在无线传感器网络中,MAC协议决定着网络的信道分配,对网络的性能有很重要的影响。目前已研究出多种S-MAC协议,其中S-MAC协议是一种典型的无线传感器网络MAC协议,但此协议存在一定缺陷,无法更好地适应传感器网Jj络多变的特点。针对该问题,在S-MAC协议的基础上,结合了自适应退避窗口和根据节点队列长度预测流量的思想,提出了一种新的协议-Q-MAC协议,并达到了较为理想的预测效果。经NS2仿真验证,此协议在平均延迟、吞吐量、能量消耗方面较S-MAC协议有了显著提高。     

认知无线电网络双天线多信道MAC协议

在认知无线电网络中,媒体接入控制(MAC)协议的主要功能包括信道感知、选择和接入控制,其中感知时间和传输时间的长度对网络的性能有着重要的影响。在动态无线网络环境下,如何合理分配感知时间和传输时间是个挑战性问题。提出了一种双天线多信道分布式认知无线电MAC（TM-MAC）协议,不需要在传输之前对信道进行感知。节点可以在其它节点传输数据的同时对频谱资源进行检测,然后利用空闲的频谱资源通信。建立了数学模型分析在饱和网络状况下MAC协议的吞吐量。仿真分析表明TM-MAC协议能够有效提高网络的吞吐量。     

无线传感器网络RCF-MAC协议研究

射频充电（ RFC）技术是一种通过基站发射射频电波为传感器节点补充电量的新兴技术。但在RFC无线传感器网络中,多基站同时发射能量时产生的能量干涉衰减现象会明显降低充电效率,此外,能量传输与数据通信共享信道会降低整个网络的吞吐量。针对上述问题,提出了RFC—MAC协议,为提高充电效率,将请求充电传感器节点周围的基站按距离分为两组,两组基站分时能量传输,以避免能量干涉衰减现象;传感器网络中设双信道,分别用于能量传输与数据通信,以提高网络的吞吐量。仿真结果表明：RFC—MAC协议显著提高了传感器节点的充电效率和平均网络吞吐量。     

LPR MAC:一种采用并行协商机制的低功耗多信道MAC协议

本文通过分析不同类型的多信道MAC协议的特点,指出了并行协商类多信道MAC协议存在的消失节点问题和通信竞争问题。针对上述问题,基于无线传感器网络节点的能量有效性,本文提出了一种新的多信道MAC协议：LPR MAC。本协议采用全网同步,时间上划分为多个时间片,节点在网络建立时随机选择某个时间片作为自己的固定接收周期,在接收周期按各自的伪随机序列在多个信道之间进行跳跃,并行协商,在其余时间片休眠。仿真结果表明,该协议减少了通信竞争程度,降低了能量消耗。     

基于蚁群算法和BP神经网络的信道分配策略的研究

研究无线传感器网络信道分配策略的主要目标是提高网络吞吐量和容量,减小网络的传输时延,最大限度的利用有限的网络带宽资源。多信道MAC协议的应用,可以有效地提高网络通信的可靠性和吞吐量,以及解决由于信道受干扰而造成的网络瘫痪等问题。根据无线传感器网络多信道的特点提出了一种基于蚁群算法的动态反馈负载均衡信道分配策略。本策略首先应用BP神经网络对信道负载情况进行预测,然后通过基于蚁群算法的负载均衡算法对信道进行筛选,最后利用最大离散化算法进行信道分配。在NS2平台下对所设计的协议进行了仿真实现,并与应用最为广泛的多信道MMAC协议以及SMAC进行了对比分析。根据仿真结果可知,本文设计的MAC协议在网络吞吐量、网络传输时延等性能方面比MMAC协议及SMAC都有了很大程度的提升。可以有效减小网络传输时延,提高网络吞吐量和抗干扰能力。     

多信道无线信道建模方案

分析OPNET仿真环境中现有的无线信道建模方案,针对其在多信道仿真中的问题,提出一种新的无线信道建模方案,以弥补原有方案在节点进行信道切换时无法实时侦听信道状态的缺陷,保证动态多信道环境中物理载波侦听的实时性。通过对无线自组织网络多信道MAC层协议的仿真及仿真数据的分析,验证了新方案适用于多信道网络的场景仿真。     

无线多通道MAC协议McMAC的改进方案

无线多通道MAC协议McMAC采用了基于同步通道切换机制的MAC框架,具有良好的抗干扰能力和吞吐量性能。然而该协议中存在的节点“消失”现象会导致大量的无效发送,造成带宽和能量浪费。提出了一种适用于该协议的新型通道访问控制机制,不仅可有效解决McMAC协议中存在的无效发送问题,而且具有良好的节能效果。仿真结果表明新的通道访问控制机制能够大幅提高McMAC协议的网络吞吐量和能量效率。     

多个无线传感器网络中节能MAC协议设计

在无线传感器网络中,媒体访问控制(MAC)层协议影响着整个网络的性能。根据无线传感器网络对节点能耗和时延的要求,本文提出了一种基于跨层设计的节能MAC协议。利用物理层、MAC层和路由层之间的信息交互,在保证可靠通信的基础上,实现在一个监听/睡眠周期内数据多跳传输,缩短数据传输时延,并且有效控制网络数据传输的冗余度,降低冗余节点能量消耗。性能分析和仿真结果表明,节能MAC协议能够有效地降低网络时延并且减少节点能耗。     

Enhancing multi-hop communication over multi-radio multi-channel wireless mesh networks: A cross-layer approach

The multi-channel multi-radio technology represents a straightforward approach to expand the capacity of wireless mesh networks (WMNs) in broadband wireless access scenarios. However, the effective leveraging of this technology in WMNs requires (i) enhanced MAC protocols, to coordinate the access to multiple channels with a limited number of radio interfaces, and (ii) efficient channel allocation schemes, to mitigate the impact of co-channel interference. The design of channel assignment schemes and MAC protocols is strictly interrelated, so that joint design should be considered to optimize the mesh network performance. In this paper, a channel assignment and fast MAC architecture (CAFMA) is proposed, which exploits the benefits provided by the multi-channel multi-radio technology to (i) enhance the performance of multi-hop communications, (ii) maximize the resource utilization, and (iii) support differentiation of traffic classes with different quality of service (QoS) requirements. CAFMA is designed with a cross-layer approach and includes (1) a novel MAC scheme, which provides multi-channel coordination and fast data relaying over multi-hop topologies, and (2) a distributed channel allocation scheme, which works in cooperation with the routing protocol. Simulation results confirm the effectiveness of CAFMA when compared with other single-layer and cross-layer solutions for multi-radio multi-channel WMNs.