一种基于动态约束发送门限退避算法

为了改进IEEE 802.11 DCF协议的二进制退避算法,提出一种基于动态约束发送门限退避算法。算法根据网络中站点对信道资源的争用程度设置动态门限,适当地约束部分站点数据的发送。一方面,算法没有对二进制退避算法的竞争窗口调整机制进行修改,保留了其简单、容易实现的优点;另一方面,有效地解决了传统二进制退避算法在完成退避过程后,没有考察网络状况而直接进行数据传输,容易产生冲突的缺点。仿真结果表明,该算法能够提高饱和吞吐量和降低分组平均接入时延。     

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.     

一种无线网络中有效的MAC层信道竞争方案

在研究IEEE802．11DCF的基础上．提出了一种简单有效的无线局域网MAC层冲突解决机制（PBCR）．主要通过均匀分布站点的退避计数器值来达到减少冲突的目的．建模的计算结果和仿真的统计结果都表明PBCR在性能上，包括吞吐量，公平因子以及发送延迟等方面比DCF有显著的提高．     

竞争窗口线性变化的分级冲突解析算法

设计合理的冲突解析机制可有效提高无线信道利用率。针对二进制指数退避（Binary Exponential Backoff,BEB）算法及其各种改进算法中普遍存在的节点间交叉冲突问题,提出一种竞争窗口线性变化的分级冲突解析算法（Staged Collision Resolution algorithm with Linearly Varying contention window,LV-SCR）。它通过使处于不同退避阶段节点的退避时隙互相隔离,彻底消除了节点间的交叉冲突;为降低信道空闲概率,还采用了一种竞争窗口的线性调节机制。仿真结果表明,与BEB算法相比,在网络吞吐量和数据帧平均接入时延未明显恶化的情况下,LV-SCR算法可使节点间的碰撞次数减少10%至50%以上。     

基于Ad Hoc无线自组网测量系统组网技术研究

应用Ad Hoc移动无线网络和激光测距技术，5个站点自组成一个临时性的Ad Hoc网络，各站点采用MCS-51单片机或工控机控制，实现对激光测量数据的实时传输及处理和对测量点的控制。MAC层采用载波监听多路访问接入协议CSMA，退避算法采用非坚持算法。在DSDV和DRS协议基础上，自行设计了无线自组网路由协议。通过相关分析对其进行了验证，实际运行效果良好。     

基于PCF的无线局域网接入时延可控系统研究

目前无线局域网(WLAN)中使用最广的是IEEE 802.11协议,该协议定义了两种信道访问机制:分布式协调功能(DCF)和点协调功能(PCF).其中,DCF采用基于竞争的信道访问机制,因此,多个连有传感器的站点采集数据在信道中传输就会出现碰撞和时延不可控的问题;而PCF采用轮询的方式来提供一种非竞争的访问机制,很好地解决时延不可控制的问题.针对这种情况,提出采用集中控制协议完成PCF访问机制,协议中定义超帧结构并将超帧划分为多个时隙,以此实现无竞争的信道访问机制.实验结果表明:整个网络中传感器采集数据最大接入时延控制在90 ms以内.     

适用于无线视频传输的动态调度机制

对于无线网络传输实时高清视频时延高的问题,提出了一种增强型混合协调功能(EHCF)的动态调度机制。首先,利用截断和扩展信标间隔以适应视频数据的突发性;然后,根据站点数据缓存量大小来判断各站点传输需求,并由此划分在当前信标间隔中的优先级;其次,利用传输需求门限值和差值门限来评估高优先站点的传输需求权重;最后,根据评估结果为各站点分配信道资源。在基于H.264的视频传输仿真实验中,该机制以22 Mb/s的传输速度且网络站点个数相同时与传统的IEEE 802.11e中混合协调功能(HCF)相比,时延下降幅度最高为87.6%,最低为54.3%。仿真结果表明,EHCF机制在无线视频传输中能有效提高网络的实时性。     

无线传感器SMAC协议竞争退避机制分析及优化

针对无线传感器网络能量受限和退避时采用固定竞争窗口的特点,提出了一种基于节点剩余能量和信道冲突次数的MAC协议（EC—SMAC）．该协议改进了SMAC的竞争退避机制,根据节点剩余能量和信道冲突次数来动态的调整竞争窗口,减少传输节点之间的冲突,从而使全网负载均衡,同时延长网络生命周期．仿真实验表明：在保证网络吞吐量和时延稳定的前提下,平均延长了7％的网络生命周期．     

无线局域网基于动态退避次数门限的DCF算法

提出了一种基于动态退避次数门限的DCF算法DDCF。DDCF针对不同的竞争窗口设定相应所需数据连续发送成功的次数门限, 以改变竞争窗口CW在不同的回退阶段的回退概率。通过对DDCF算法的理论分析和仿真试验表明, 该算法有效提高了无线局域网的饱和吞吐率等性能。     

IEEE802.11 DCF退避机制公平性分析与改进

详细分析了DCF使用的二进制指数退避算法的原理,通过研究竞争周期内冲突概率增加和造成竞争不公平性的原因,优化了DCF方式下的退避机制,经OPNET仿真验证,系统的吞吐量得到提高,延迟减小。     

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.     

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。     

基于GDCF的竞争窗口快速增加退避算法

竞争窗口（Contention Window,CW）的调整策略在很大程度上决定了退避算法的性能。针对节点碰撞时CW固定调节方式存在的不足,将节点的连续碰撞次数作为衡量信道竞争激烈程度的标志并将其引入到CW的调整策略中,在GDCF基础上提出一种具有自适应特点的CW快速增加退避算法（Fast Increasing GDCF,FI-GDCF）,节点碰撞时按照其连续碰撞次数的指数律调整CW大小。理论分析和仿真结果表明,与BEB和GDCF算法相比,FI-GDCF算法在两种接入模式尤其是基本接入模式下,其碰撞概率、归一化网络吞吐量以及分组平均接入时延等性能均可获得不同程度的提升。     

基于冲突分类模型的冲突解析算法

IEEE 802.11 网络中的传统退避算法利用竞争窗口机制进行冲突解析,冲突节点被重新分布在一个更大的窗口范围内以避免冲突.然而,只要这些分布窗口之间存在着交集,就仍有可能引发冲突.为了解决一个问题,提出了一种冲突分类模型,将网络中的分组冲突分成交叉冲突和同级冲突,并且提出针对这两种不同类型的冲突应该采取不同的策略进行解析.利用顺序离散窗口分布机制(sequential discrete window distribution,简称SDWD)解析交叉冲突,通过节点分布窗口的离散化避免交叉冲突;同时,通过     

IEEE 802.11无线网络中的冲突顺序解析算法

对分布式的基于竞争的MAC协议中的分组冲突进行合理的分类对于有效进行冲突解析起着关键作用.文中根据冲突节点所处退避阶段的不同将冲突划分为两类:交叉冲突和同级冲突,并且通过分析和实验证明了网络中的交叉冲突是普遍存在的.传统的退避算法并未考虑这两种冲突的不同特点,而是采用同样的方式进行处理,对系统性能造成了一定影响.作者认为,对于不同的冲突类型应该予以区别对待,因此提出了冲突顺序解析算法CSR(Collision Sequential Resolution).CSR根据冲突发生的顺序,将冲突节点依次分布在一系列连续独立的基本窗口上,通过竞争窗口的离散化消除了交叉冲突;同时,通过选择合适的基本窗口大小在分组延迟和同级冲突概率之间取得折衷.仿真实验表明,同传统的退避算法相比,CSR能够在冲突次数、吞吐量、延迟以及公平性方面提供全面的性能提升.     

带冲突避免和流量自适应的低功耗侦听MAC协议

为提升无线传感器网络在能耗、时延以及动态适应负载方面的综合性能, 对几种典型MAC协议进行了分析, 提出了一种带冲突避免和流量自适应的LCT-MAC协议。在该协议中, 长前导码被划分为多个小前导码, 并嵌入目的节点地址信息, 避免了串音; 节点可以根据网络流量调整睡眠周期, 减少了时延; 在重负载时, 节点能基于优先级信息选择退避时长, 避免冲突。仿真结果表明, 与S-MAC协议和LPL协议相比, LCT-MAC协议降低了传输时延, 并减少了全网能耗和数据包碰撞次数, 具有优良的综合性能。     

Saturated throughput analysis of IEEE 802.11e EDCA

IEEE 802.11e standard has been published to introduce quality of service (QoS) support to the conventional IEEE 802.11 wireless local area network (WLAN). Enhanced distributed channel access (EDCA) is used as the fundamental access mechanism for the medium access control (MAC) layer in IEEE 802.11e. In this paper, a novel Markov chain based model with a simple architecture for EDCA performance analysis under the saturated traffic load is proposed. Compared with the existing analytical models of EDCA, the proposed model incorporates more features of EDCA into the analysis. Firstly, we analyze the effect of using different arbitration interframe spaces (AIFSs) on the performance of EDCA. That is, the time interval from the end of the busy channel can be classified into different contention zones based on the different AIFSs used by different sets of stations, and these different sets of stations may have different transmission probabilities in the same contention zone. Secondly, we analyze the possibility that a station’s backoff procedure may be suspended due to transmission from other stations. We consider that the contention zone specific transmission probability caused by the use of different AIFSs can affect the occurrence and the duration of the backoff suspension procedure. Based on the proposed model, saturated throughput of EDCA is analyzed. Simulation study is performed, which demonstrates that the proposed model has better accuracy than those in the literature.