无线和电力线混合通信的MAC层接入算法设计和性能分析

电力线和无线混合通信可以优势互补提升电力物联网室内覆盖的综合性能。针对无线接入和电力线中继的混合通信场景,文章提出一种适用于两跳混合中继的通用MAC层算法。综合考虑物理层信道参数和MAC层的载波侦听多路访问(carrier sense multiple access,CSMA)退避流程,建立了该MAC层算法的跨层性能分析模型,推导了两跳传输系统归一化吞吐量以及系统时延等性能;最后仿真验证了算法有效性和模型准确性,分析了物理层和MAC层关键参数影响系统性能的机理。与Basic-RTS/CTS算法相比,所提算法可有效提升系统吞吐量和时延性能。

一种移动感知的太赫兹无线局域网定向MAC协议

现有太赫兹无线局域网定向MAC(Medium Access Control)协议中,节点移动情况下PNC(PicoNet)发送beacon帧时存在部分控制字段浪费、CTAP(Channel Time Allocation Period)中PNC与DEV(Device)进行波束赋形开销偏大等问题。为此,提出了一种移动感知的太赫兹无线局域网定向MAC(Mobility-aware Directional MAC,MA-MAC)协议。该协议采用基于卡尔曼算法的节点扇区预测机制对移动节点的扇区范围进行迭代预测,采用基于DEV扇区预测的beacon帧内容填充机制对beacon帧中时隙分配字段进行填充,采用基于节点扇区预测的快速波束赋形机制使得PNC与DEV之间波束赋形操作简化。通过仿真验证,与基于IEEE 802.15.3c的太赫兹无线局域网定向MAC协议和现有协议进行对比,MA-MAC协议下网络吞吐量得到了提升,网络平均时延、网络整体控制开销得到了改善。

一种改进的无线传感器网络MAC协议

为了协调各节点的数据在同一信道中的传送,避免冲突。针对无线传感器网络的节点资源有限和网络拓扑动态变换的特点,本文提出了一种改进的MAC协议——ES-MAC(Energy effect-Medium Access Control,ES-MAC)协议。这种改进的协议利用动态的侦听睡眠周期既保证了系统性能,又节省了能量。仿真结果表明:ES-MAC协议不仅在网络性能方面比S-MAC协议、T-MAC协议有所提高,在节能方面也优于这二者。

Aμ-MAC:一种自适应的无线传感器网络MAC协议

结合基于竞争和调度机制的混合型方案是高效的无线传感器网络MAC协议的重要解决思路.μ-MAC是一种典型的混合型MAC协议,本文在深入研究μ-MAC的基础上,提出一种自适应的混合型协议Aμ-MAC.它针对动态流量的数据采集型应用,解决了μ-MAC中动态拓扑适应性及时钟同步问题,并提供了良好的流量自适应性.仿真结果表明,Aμ-MAC增强了协议的扩展性和适应性,具有更好的网络生存能力,而保留了与μ-MAC相近的节能效率和时延性能.

基于节点流量的低能耗无线传感器网络MAC协议

根据传感器节点的生存时间取决于节点能量消耗的特点,设计了节能的MAC协议.提出了一种基于节点流量的低能耗无线传感器网络MAC协议TBEE-MAC(traffic-based energy efficient MAC).在TBEE-MAC中,节点采用周期性休眠机制来节省能量,提出了活动时间结构和基于节点流量的同步调度方式,在时间误差允许的范围内,调整了同步调度周期,减少了能量消耗.仿真显示,TBEE-MAC在提供低延时性能的基础上,能量有效性相对于S-MAC协议有很大提高.

机载网络MAC协议研究综述

随着航空通信应用的不断深化、无线自组织网络研究的迅猛发展,机载网络介质访问控制(MAC)协议的研究已成为新的研究热点。首先总结和分析了机载网络MAC协议设计的应用需求,进而重点从信道接入方式角度综述了机载网络的基于竞争类MAC协议、基于调度类MAC协议、混合类MAC协议和跨层协议设计等四类MAC协议的研究进展,最后对比分析了各类典型协议的特点、性能和适用范围,并给出了需要进一步重点研究的问题,以期为从事该方面研究的人员提供参考。

无线传感器网络MAC协议机制性能分析

对近年来无线传感器网络MAC协议的最新研究进展进行了分析和讨论。针对SMAC、TMAC和DMAC三种比较典型MAC协议的机制和特点,从能量有效性、实时性和网络吞吐量等几个方面对协议的性能进行了比较、仿真和分析,指出其各自的优缺点及适应范围,并对它们的应用前景和进一步的研究方向提出有益的建议。

无线传感器网络MAC层协议的对比研究

无线传感器网络是二十一世纪新兴的网络技术,它的出现使网络的发展进入一个新的阶段。针对无线传感器网络MAC层协议的研究一直是人们普遍关注的问题。总结了近年来的研究成果并针对TDMA,IEEE802.15.4,S-MAC,T-MAC几种典型的MAC层协议进行了对比分析,根据其各自的优点提出将来工作的方向和建议。

集中式WLAN网络MAC分割方案的设计与实现

基于对集中式WLAN网络结构的分析,为了能够有效地降低接入点成本,使功能更加均衡,该文提出了一种MAC分割方案,介绍了其实现方法。说明了系统架构中各模块的功能,描述了方案实施过程中系统的初始化流程、数据帧和管理帧的处理流程。该方案适用于语音等实时应用业务和网络的大规模部署。

认知传感网中基于Transformer网络的MAC协议识别方法

媒体接入控制(Media Access Control,MAC)识别有助于优化认知无线电系统的频谱管理并提高通信质量。已有的基于深度学习的MAC协议识别方法仍存在复杂信道环境的适应性不足、长期依赖关系捕捉能力有限的问题。因此,提出基于Transformer网络的MAC协议识别方法,利用自注意力机制有效捕捉长距离依赖,通过多头注意力机制同时关注输入序列中不同部分的相关性,提升对信号特征和行为的理解。针对认知传感网的特定需求,对传统的Transformer模型结构进行了优化,包括调整模型的深度和宽度以适应信号数据的特性。自注意力机制不仅增强了模型对时间序列数据的处理能力,还通过位置编码保留序列中的位置信息,结合前馈神经网络增强模型的非线性表达能力,并通过层归一化和残差连接机制提高模型的稳定性和训练效率。实验结果表明,所提方法在复杂无线通信环境中具有显著的性能优势,在识别4种主要MAC协议时展现出超过95%的高准确率。

无线传感器网络MAC协议研究综述

无线传感器网络中的介质访问控制(MAC)协议,用来保证无线信道中的节点正常通信,建立通信链路从而实现网络互连。MAC协议负责协调网络中节点共享无线信道的方式,尽量减少或避免节点数据传输冲突的发生,同时尽可能降低能耗,对网络高效运转起关键作用。概述MAC协议的设计要点及分类,对调度型MAC协议、竞争型MAC协议和混合型MAC协议运行机制、性能特点及不足进行详细综述并提出未来展望。

MACF1通过影响端粒稳态调控骨细胞衰老参与失重性骨质流失的作用机制

目的骨细胞是骨感知力学刺激的主要细胞,失重条件下,骨细胞衰老是诱发骨质流失的重要原因之一。研究发现,去除衰老的骨细胞可以治疗骨质疏松,而且长期太空飞行会导致端粒稳态发生改变,进而导致衰老。因此,从改变端粒稳态调控骨细胞衰老的角度探索失重性骨质流失发生机制,具有重要的研究意义。方法采用后肢去负荷尾悬吊小鼠动物模型和三维随机回转仪模拟体内外的失重条件。结果和结论模拟失重导致小鼠骨质流失,且模拟失重条件下MACF1阳性的骨细胞数量明显减少,MACF1表达也明显下降;体外结果显示,模拟失重条件下,衰老的骨细胞明显增多,而且其骨细胞条件培养基抑制成骨细胞分化。为进一步检测MACF1对骨细胞活性的影响,设计MACF1的si RNA并构建稳定低表达细胞株。骨细胞中MACF1低表达导致细胞骨架发生重排,骨细胞发生衰老和凋亡。而且骨细胞条件下敲除MACF1小鼠骨密度明显下降。机制研究发现,MACF1缺失导致骨细胞端粒酶活性下降,端粒长度明显缩短。此外,模拟失重条件下,骨细胞中MACF1缺失导致β-catenin表达下降,入核受阻,进而导致下游转录因子TCF7入核受阻,TCF7结合端粒酶TERT启动子能力受阻进而导致端粒稳态失衡,骨细胞发生衰老。

细胞骨架蛋白MACF1与骨组织细胞力学感知

目的微管微丝交联因子1(microtubule actin cross-linking factor 1,MACF1)对不同力学刺激敏感,本研究旨在探索MACF1在骨组织细胞力学信号感知中的作用及机制。方法以随机回转为模拟失重条件,从分子细胞及整体动物水平研究MACF1在骨组织细胞力学信号转导中的作用及机制。结果(1)模拟失重条件下,成骨细胞中MACF1表达下调,并通过调节Wnt/β-catenin以及BMP信号通路,抑制骨形成;同时破骨前体细胞中MACF1表达上调,并通过调节Rho A/ROCK1通路调控破骨细胞的迁移和细胞分化,而促进骨吸收;(2)MACF1通过结合多种成骨细胞分化的负调控分子,使这些负调控分子无法入核而促进成骨分化相关基因的表达;(3)MACF1相关的非编码RNA(mi R-138-5p、lnc PMIF)的抑制剂可缓解失重性骨质流失;(4)MACF1通过调节微丝骨架重排及ERK信号通路,而改变细胞力学性能并参与模拟失重条件下成骨细胞分化抑制过程;并且MACF1在失重条件下发生液液相分离(liquid-liquid phase separation,LLPS)响应模拟失重条件并影响了微管骨架动力学。结论MACF1在不同的骨组织细胞中对力学刺激均敏感,并通过调控多条信号通路以及细胞骨架动力学,而参与骨组织细胞力学信转导。

以太网MAC控制器GMII和RGMII接口转换IP设计

阐述RGMII接口是简化的GMII接口,解决GMII接口信号线过多造成的布线复杂和功耗大的问题。首先研究IEEE802.3千兆以太网MAC控制器的GMII接口协议和RGMII接口规范,分析在千兆以太网MAC控制器中两种接口转换的实现方案,包括RGMII正常和延迟模式的实现方案。用Verilog HDL完成代码实现,通过NC-SIM仿真和Quartus-II实现后下载到FPGA板验证,表明功能正确。最后将实现的RGMII应用到某以太网交换芯片。在交换芯片的功能板上两PC机通过RGMII接口和Marvell 88E1145等器件实现数据正确传输。通过这些流程,形成标准接口转换IP,可直接应用于其他产品。

高效低时延分级多PAN太赫兹无线网络MAC层优化协议

针对现有分级多PAN太赫兹无线网络MAC(Medium Access Control)协议中存在的子网形成方案不合理以及私有CTA(Channel Time Allocation)与子网内实际负载不匹配等问题,提出了一种高效低时延的MAC层优化协议.该协议采用基于泛听的按需形成子网机制避免了子网分布不均匀以及因子网形成后没有节点加入而造成的私有CTA资源浪费的问题.在子网形成后,子微微网协调器(Piconet Coordinator,PNC)根据子网内实际负载情况自适应选择私有CTA时隙资源优化机制,让有数据传输需求的节点及时将数据发出.仿真结果表明,所提出的方案能有效地降低数据帧平均接入时延,提高吞吐量以及数据帧的传输成功率.

RMAC MAC研究与改进

相关文献提出的RMAC模式把应用MAC的消息空间扩展到了∑上,对实时数据应用MAC提供了理论依据.然而,该模式在格式化消息时,不加区别地对所有长度的消息都要追加一个PAD,这就使得当消息M的长度恰好是块密码(blockcipher)输入块长度b的整数倍时,需多追加一个完整的冗余块,相应地多一次块密码的调用,降低了RMAC模式的效率.文章对此问题提出了改进措施.

基于FPGA的面向高负载业务的柔性信道预约MAC的设计与实现

针对定向自组织网络中高负载业务的通信需求,提出并实现了一种基于柔性信道预约的MAC协议,可以准确且不受干扰地使用或释放信道资源,保证网络吞吐量和时延要求。该协议主要引入了柔性信道预约机制、自适应MCS调整和自适应帧聚合等功能。整个协议在FPGA上进行设计和实现,并在Xilinx ZYNQ7010开发板上对整机节点业务传输功能进行验证。

无线传感器网络中MAC协议分析

无线传感器网络中的媒介访问控制(Medium Access Control,MAC)协议,主要负责协调网络中的多个节点间利用共享信道传输数据的时间和方式,同时避免节点间冲突。因此,MAC协议对节点间的通信方式有着重要影响,是确保无线传感器网络高效运转的关键技术。对竞争型MAC协议、调度型MAC协议和混合型MAC协议的核心思想、性能特点和应用范围进行了深入研究,对竞争型MAC协议中的典型机制和优缺点进行了详细的分析和比较。

基于深度强化学习的水声网络公平跨层MAC协议

针对水声通信异构网络中信道分配不公和节点能量受限的问题,基于深度强化学习方法,提出跨层联合优化公平信道接入和功率控制的媒介访问控制(POCL-MAC)协议。根据反馈ACK包获知时延状态下的信道冲突结果和接收机处信噪比,基于深度强化学习的状态、动作和奖励序列自主学习,调整认知用户的接入时隙和发射功率;采用公平函数实现异构网络中认知用户和主用户吞吐量性能的比例公平。设计了一个联合状态序列和独立式奖励函数,在不增加神经网络复杂度的前提下,提高跨层联合优化的子动作决策准确度。仿真结果表明,相比于传统DRL算法,所提算法实现了接近于最优公平性吞吐量性能,同时具有更好的能量利用效率。

无线传感器网络MAC协议进展

MAC协议是无线传感器网络协议的重要组成部分，网络的性能（如吞吐量、容量、时延及功耗等）依赖于所采用的MAC协议，也是无线传感器网络设计研究的主要技术难点之一。该文指出了无线传感器网络MAC协议设计的主要问题．对几种典型的MAC协议进行了分析和研究，并分析研究了无线传感器网络MAC协议的研究与应用方向。