无线传感器网络MAC层传输性能模型研究

无线传感器网络数学建模是网络传输性能定量分析的有效方法之一。该文在分析IEEE802．15．4标准MAC层无信标模式信道竞争机制的基础上,通过节点缓冲队列状态分析、网络节点状态分析和无线信道状态分析,建立了MAC层网络吞吐率、有效吞吐率、节点通信平均延时和信道冲撞概率的数据传输性能数学模型。采用MATLAB软件和QualNet网络仿真软件对所提出MAC层传输性能分析模型和相应性能参数进行仿真测试。仿真结果表明,所提出的数学模型能较为准确的模拟无线传感器网络MAC层通信性能,为网络通信协议数据传输性能定量分析提供了一种建模分析方法。     

智能配电网无线传感器网络数据通信的QoS-MAC层模型

根据中国电力工业通信规范对配电网通信数据的要求,研究了一种在IEEE 802.15.4标准媒体访问控制(MAC)层协议中引入服务质量(QoS)支持的信道访问机制QoS-MAC模型。通过将配电网遥信、遥控、遥测三类通信数据分为3种优先等级的传输数据,建立节点内三级数据缓冲队列状态的马尔可夫链模型。依据该模型建立了每个节点的信道访问冲突模型、不同优先级数据网络有效吞吐率模型、传输延时模型、节点的无线信道冲撞率模型。通过仿真实验研究,衡量配电网无线传感器网络数据通信的性能。在不同的配电网数据产生率的情况下仿真实验结果表明,所提出的方法可为基于无线传感器网络的配电网数据通信提供有效的QoS保障。     

基于QoS的变电站设备无线监测网络拓扑研究

随着无线传感器网络在智能变电站不同业务应用中的深化,网络的高数据率传输和网络的服务质量（qual-ity of service,QoS）问题成为无线传感器网络（wireless sensor network,WSN）的新热点。针对智能变电站的设备状态监测应用,利用无线传感器网络技术,建立分簇的三层智能变电站设备无线监测网络结构;参考 Zigbee协议和 IEC 61850报文规定,对监测网络数据流进行建模;从用户感知 QoS、网络 QoS 和节点 QoS 三个方面,结合Opnet仿真功能,提出包括端到端时延、MAC层时延、MAC层吞吐率、MAC层丢包率、数据碰撞、丢包率、比特误码率、信噪比和接收功率的QoS指标。根据实际变电站设备监测配置,建立起仿真网络模型,仿真研究表明相比于树状拓扑、Mesh拓扑网络,设计的簇状拓扑网络具有更好的QoS综合性能。     

智能配电网通信无线传感器网络QoS建模

根据配电网系统结构和设备分布特点,给出了一种基于无线传感器网络（WSN）的配电网监测数据通信网络架构。针对电力工业通信规范对WSN的要求,建立了基于IEEE 802.15.4标准媒体访问控制（MAC）层协议并引入服务质量（QoS）的QoS-MAC模型,给出了配电网监测节点数据缓冲队列马尔可夫链模型和各节点竞争信道状态概...     

电力线通信信道下协作非正交多址接入系统的分布式机会中继选择

该文将非正交多址接入(NOMA)技术应用于下行多中继协作电力线通信(PLC)网络,考虑对数正态信道衰落和伯努利-高斯信道噪声,设计机会式中继选择方案。首先,根据电力线信道的瞬时信道状态信息(ICSI)进行目的节点排序,同时自适应调整功率分配系数。其次,以满足目的节点服务质量(QoS)要求和最小化系统功耗为目标,分别针对译码转发(DF)和放大转发(AF)协议设计基于加权调和平均的分布式机会中继选择方案。然后,分别分析两协议下的系统性能并进行Monte-Carlo仿真分析。结果表明,所设计方案可获得比基准方案更优的系统性能;该文DF方案能够进行两次功率分配系数动态调整,并可获得比AF方案更高的吐量性能;此外,该方案分布式进行,能够节约用于ICSI反馈的信令开销。     

低压电力线通信组网性能优化方法

低压电力线载波通信介质访问控制(MAC)接入协议是影响组网性能的重要因素之一。针对低压电力线通信信道非对称性导致组网性能相对较低的问题,提出面向低压电力线通信改进人工蛛网荷载受限的改进型自适应p-坚持载波侦听多路访问(CSMA)优化方法。详叙了低压配电网物理拓扑映射为改进人工蛛网逻辑拓扑的组网过程;运用所提方法对改进人工蛛网的吞吐量、分组传输时延进行优化,即根据已知参与信道竞争的活跃节点数,动态调整接入概率,控制节点发送数据分组行为,使信道处于最佳传输状态,保证了组网性能。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于最佳数据包长度的MAC机制在无线Mesh网中的应用

MAC协议是无线Mesh网络中的一个重要研究领域.无线通信环境中存在着各种干扰,当发送的数据包受到干扰而不能被正确接收时,MAC协议要求发送端重传该数据包.传统的IEEE 802.11协议在物理层中提供了多种数据速率,如IEEE 802.11b协议中数据以1,2,5.5,11 Mbit/s传送.提出了一种根据信道条件和传输速率,自适应选取最佳数据包长度,并利用RBAR和OAR方式工作的MAC方法--DSAOAR.仿真结果表明,新的机制可以极大地改善网络性能,提高通信质量.     

矿井无线传感器网络高效MAC协议研究

针对矿山井下巷道容迟无线传感器网络环境,在EQ-MAC基础上提出一种基于预测接收节点发起传输时间的MAC协议,从而减少发送节点空闲侦听。引入短竞争报文避免接收节点处数据包的冲突,并建立节点退避状态模型对MAC层传输性能进行分析。仿真结果表明提出的MAC协议能较好的满足井下无线传感器网络环境对数据通信和监控可靠性的要求,短竞争报文退避传输机制能有效解决接收节点处数据包传输冲突问题。     

面向智能用电交互业务的多频PLC MAC协议研究与仿真实现

针对智能用电交互业务需求及低压PLC网络信道特征,提出一种面向智能用电交互业务的多频PLC MAC协议功能。采用基于前导序列的频率认知机制为处于不同位置处链路选择不同的通信频率,可应对PLC信道的频率选择性和"因地为主,因时为辅"的变化规律,提高节点接入率、接入速度和网络可靠性。针对智能用电交互业务需求,采用轮询和CSMA/CA相结合的传输媒质共享方式,支持由从站发起的业务,提高媒体利用率。最后,基于开源网络仿真工具NS-3搭建了面向智能用电交互业务的多频PLC MAC协议仿真平台,可实现工作频率配置及展示、节点接入率、MAC层吞吐量和应用层吞吐量及时延等性能的统计。     

基于OFDM的电力线通信网络

低压电力线通信网络作为一种新的局域网接入方式，与其它接入方式相比有显著的优点，但由于电力线信道恶劣，构筑电力线通信网络有很大困难，正交频分复用在抗干扰方面的优异表现促使电力线通信网络的物理层采用OFDM技术，同时电力线通信网络必须提供可靠的高性能的服务质量（QoS），故网络的数据链路层要采用合适的媒质访问控制（MAC）接入协议。