一种自适应速率的UWB MAC协议

在超宽带（UWB）通信中,跳时冲激无线电（TH-IR）技术具有系统结构简单、成本低、功率小等优点,得到广泛的研究及应用探索。基于TH-IR UWB技术,提出了一种能够保证链路误码率及传输速率的自适应速率跳时（Rate-Adaptive Time Hopping,RATH）介质访问控制（MAC）协议,该协议利用跳时码管理多用户的信道访问,依据接收节点的信干比控制链路的建立,并采用自适应速率算法调节链路的传输速率。NS2平台下的仿真实验表明,与U-MAC等已有的固定速率协议相比较,RATH MAC协议能够使网络有效吞吐量和传输时延得到明显改善。     

基于协作网络编码的高效媒体访问控制协议

针对Ad Hoc网络中现有的编码感知的协作MAC协议（NCAC-MAC）在选择协作中继节点时未考虑节点的传输能耗以及候选协作中继节点发送的控制消息不能使其他不在彼此通信范围内的候选节点放弃竞争而产生碰撞的问题,提出一种基于协作网络编码的高效媒体访问控制协议（HECNC-MAC）。该协议主要提出以下三个优化思路：首先,候选协作中继节点对其目的节点能否解码进行解码预判,减少参与竞争节点的同时保证其目的节点能成功解码;其次,在选择协作中继节点时综合考虑节点所需的传输能耗;最后,取消ETH（Eager To Help）控制消息,且目的节点通过伪广播的方式通告确认消息。理论分析与仿真结果表明,与载波侦听多路访问（CSMA）、Phoenix和NCAC-MAC相比,HECNC-MAC能够有效减少节点的能耗,降低数据包端到端时延,提高网络吞吐量。     

无线网络抗干扰攻击的自适应无速率通信

针对干扰攻击干扰信号解码、降低通信性能的问题,提出一种具备抗干扰攻击能力的自适应无速率通信机制。它将原始报文拆分为多个编码分片并分别传输,从而降低干扰攻击的影响并充分利用非连续的可用间隙。通过自适应调整分片的长度,在干扰攻击频繁时减少长度以获得更好的鲁棒性,在攻击概率较低时增大长度以提高效率。实验结果表明,当干扰攻击严重时,与直接通信相比,新机制的吞吐量平均提高50%以上,稳定性提高一个数量级。因此,自适应无速率通信可有效抵御干扰攻击并获得较高的通信效率。     

基于物理层网络编码的无线网络路由协议

传统路由协议的设计都是尽量减少或避免信号传输的互相干扰,无法发挥物理层网络编码的优势,导致网络吞吐量不能得到提升.为此,提出一种基于物理层网络编码的无线网络路由协议,通过网络层与物理层的跨层协作增强节点的交互能力.仿真实验表明,与无编码、直接转发的网络编码策略相比,该协议分别能提高50％和28％的网络吞吐量.     

支持协作通信的MAC协议研究

协作通信被视为一种可以获取空间分集的有效方法。通过协作,单天线的节点可以共享天线组成一个虚拟的多天线系统,以获得更加可靠的数据传输。然而,通信中更多节点的介入不可避免地使得接入访问更加复杂,因此需要重新进行MAC协议的相关研究。介绍了一种支持协作通信的通用框架,并提出了一套协作MAC协议。该协议不仅可以支持各种不同的协作方式,而且可以支持不同个数的中继节点。仿真结果显示,协作MAC协议能够显著提高网络的性能。     

无线网络协作MAC 机制

协作通信利用空闲节点的天线,构成虚拟的MIMO(multiple-input multiple-output)系统,从而对抗无线信道衰落,获取分集增益.协作通信是下一代无线移动网络的关键技术,也是近几年的一个研究热点.目前,已有的研究成果大多集中在如何根据信道状态选取合适的协作节点,以增加信道容量、减低能量消耗及减小中断概率等方面.但由于协作通信改变了以往的传统通信模式,因此需要设计新的MAC(medium access control)机制(协作MAC机制),以适应协作通信的特点.针对协作MAC机制进行综述,重点讨论了协作通信中MAC机制面临的问题,并对现有的协作MAC机制进行分析和比较,最后给出协作MAC的进一步的研究方向.     

基于超宽带的自适应MAC协议

超宽带技术有能力支持更高的数据传输速率。针对超宽带系统特点,提出了一种根据收端信噪比和信干比自适应调整发送速率和分组长度的媒质接入控制(MAC)协议,并对该协议性能进行了仿真。仿真结果显示,相对于使用固定速率和分组长度的MAC协议,该协议可使系统吞吐量得到较大提高。     

无线传感器网络流量自适应混合MAC协议

提出一种应用于无线传感器网络的流量自适应混合介质访问控制协议(THMAC)。结合TDMA与CSMA的优势,通过预测机制跟踪网络负载和冲突变化情况,在不同负载下选择合适的信道访问方式,实现CSMA与TDMA的自适应混合,在降低数据冲突概率的同时尽力保持较高的信道利用率。仿真结果表明,THMAC在多竞争节点的情况下,能够有效降低数据冲突率,维持较高的吞吐率。     

视频失真优化的协作式无线网络编码机制

网络编码技术能够显著提高无线多跳网络的吞吐量。当支持视频传输时,合理的网络编码选择对于提高视频质量具有极其重要的作用。首先提出一种效率优化的网络编码机制(ENC),并在此基础上,针对视频传输的特点,兼顾速率与失真率,提出基于速率控制的效率优化网络编码机制(ENC-RaDio),该机制利用拉格朗日乘子法选择期望传输速率下失真率最小的包发送,以便提高视频的传输质量。仿真实验表明,与典型的丢包感知网络编码协议相比,ENC-RaDio机制能够显著提高视频序列的可解码帧率和吞吐量。     

无线网络中基于LT编码的UDP协议UDP/NLT

随着无线网络中基于UDP的应用的急剧增长,提高传统UDP协议在无线网络中的性能已成为重要的研究课题。基于网络编码技术提出了一个新协议--UDP/NLT协议。该协议使用LT编码和网络编码技术对发送的数据包进行编码和解码,以减少因频繁的网络丢包对UDP性能造成不良影响,从而提高网络吞吐量。UDP/NLT协议不需改变原有协议栈结构和UDP语义,易于实现。在NS2中的仿真结果表明,UDP/NLT在几乎不增加网络延迟的前提下,在无线网络环境中比传统UDP有更好的传输性能。     

基于无线传感器网络的混合MAC协议

结合载波侦听多路访问(CSMA)与时分多址(TDMA)的工作方式,提出一种基于无线传感器网络的混合介质访问控制(MAC)协议。引入快速冲突解决算法,对CSMA模式下的SMAC协议进行改进,使其争用窗口可以随着网络流量变化而动态改变,从而完成CSMA模式与TDMA模式的平滑切换。OMNeT++平台上的仿真结果表明,该协议能提高信道利用率,延长网络生命周期。     

Hvbrid MAC Protocol Based on Wireless Sensor Network

结合载波侦听多路访问(CSMA)与时分多址(TDMA)的工作方式,提出一种基于无线传感器网络的混合介质访问控制(MAC)协议.引入快速冲突解决算法,对CSMA模式下的SMAC协议进行改进,使其争用窗口可以随着网络流量变化而动态改变,从而完成CSMA模式与TDMA模式的平滑切换.OMNeT++平台上的仿真结果表明,该协议能提高信道利用率,延长网络生命周期.     

基于RS-Polar编码的机载战术网络MAC协议

针对机载战术网络中节点的高速运动、大尺度稀疏分布、数据业务多样等特点,以及在时敏信息传输时高可靠、低时延的服务质量需求,提出一种基于RS-Polar编码技术的随机接入多信道媒质接入控制协议。采用RS-Polar级联的纠错编码技术、多包接收技术,使其在不采用信道预约和时隙分配的机制下仍然能够确保分组传输的实时性和可靠性,并有效提高网络吞吐量。通过建立突发包传播阶段的信道碰撞模型和接收阶段多包接收模型,理论推导了分组成功传输概率、分组端到端时延和网络吞吐量的数学表达式。仿真结果表明,该协议的分组端到端时延小于2 ms,当负载小于1 000 packet/s时,分组成功传输概率高于99%,能够有效满足机载战术网络性能需求。     

基于UWB的工业无线监控网络MAC协议设计

将超宽带技术应用于工业无线网络,分析基于脉冲的超宽带技术特点——低复杂度、低功耗、低成本、抗多径衰落、抗干扰、定位性好。讨论MAC层协议的同步和定位性这2个关键问题,提出MAC层的设计思想和解决方案。仿真实验表明了该方案的正确性。     

基于网络编码的分簇无线Mesh网络路由协议

传统的网络编码算法会增加网络的复杂性.为此,引入分簇的思想,提出一种基于网络编码的分簇无线Mesh网络路由协议以及一个用于平面型无线混合Mesh网络的分簇算法,根据相关性计算网络节点的度值,实现无线Mesh网络层次结构的划分.仿真结果表明,该协议能在一定程度上减小网络编码的复杂性.     

无线传感器网络MAC协议研究

针对S-MAC协议节点能耗均衡能力的不足,提出一种基于网络能耗均衡的跨层优化协议(BS-MAC)。在该机制中,增加变量TS,用来记录该节点成为虚拟簇边界节点的次数,通过与邻居节点比较TS的大小进行自适应睡眠/侦听。在路由层成簇算法中加入参数TS,跨层调节节点能耗的均衡。仿真数据显示,BS-MAC在能耗和延迟方面较S-MAC没有大的变化,但能够提高网络节点能耗的均衡性,降低节点死亡率,延长网络生存周期。     

基于自供电的无线传感器网络MAC层协议研究

针对自供电的无线传感器网络,提出了一种新的MAC层协议DFSA（动态帧时隙ALOHA）,该协议对能量进行系统管理。仿真结果表明在具有能量收集能力的传感器网络中,DFSA能够充分利用节点的能量收集能力,实现网络能量充分利用,在保证较高的传输效率下获得最高的信道利用率,同时提高了数据传输的可靠性。     

基于优先级的无线体域网MAC协议研究

由于体域网节点能量有限,不易更换,因此降低节点能耗,对延长节点和网络生存期十分重要。针对体域网在医疗领域应用的特点,根据数据业务类型和数据量的大小,采用设置优先级的策略,提高节点发包成功率,降低碰撞,以达到减少网络整体时延,降低节点能耗的目的。     

无线传感器网络多信道MAC协议研究

信道接入协议是无线传感器网络的研究重点之一,对网络的性能起着决定性的作用。采用一种基于随机访问模式的多信道接入的无线传感器网络MAC协议,将信道分为一个控制频道和N组数据频道。在控制频道上,参考图论的点着色原理给节点分配数据频道;在数据信道上,动态调整节点发射功率,并利用载波侦听芯片适时唤醒节点收发数据。实验表明,这种多信道、低功耗的MAC协议可以显著降低节点功耗,增加频率的空间复用度。