MANET QoS介质访问控制策略MAQF/MAC及其仿真研究

要实现移动Ad Hoc网络MANET民用化 ,必须解决其MAC层的QoS保障问题。MAQF/MAC是一种新的MANET自适应QoS介质访问控制策略 ,该策略可以实时动态地测试网络资源 ,及时调整业务流对资源的访问和占用。本文着重从仿真实现角度 ,对MAQF/MAC协议的原理、预留表结构、QoS路由、压缩算法等问题进行探讨。仿真结果表明 ,MAQF/MAC在资源利用率和分级服务的QoS保障能力等方面明显优于MACA/PR。

太赫兹局域网介质访问控制层协议

为了实现基于太赫兹(THz)技术的超高速无线局域网的组网和通信,提出了一种采用星形网络结构和TDMA-CSMA混合接入机制的太赫兹超高速无线局域网介质访问控制(MAC)接入协议—MAC-T协议。该接入协议从组网机制、接入机制、参数设置等方面进行了详细的研究设计,从而在理论上保障和促进在太赫兹无线局域网中实现10 Gbps以上的超高速通信。

介质访问控制层拒绝服务攻击的入侵检测系统

针对无线局域网安全防护手段的不足,结合无线局域网介质访问控制层拒绝服务攻击的特点,设计了基于支持向量机算法的入侵检测系统。该系统利用支持向量机分类准确性高的特点,构建支持向量机最优分类超平面和分类判决函数,对网络流量进行分类识别,完成对异常流量的检测。在OPNET平台下进行无线局域网环境入侵检测仿真,仿真结果表明,该系统能有效地检测出针对无线局域网介质访问控制层的拒绝服务攻击。

水声通信网络中的MACA-C介质访问控制协议

介质访问控制协议(Medium Access Control,MAC)是水声通信网络中的一种关键技术。与陆地无线通信系统使用无线电波有所不同,水声通信网络依靠水声进行通信。由于水声信道的传播时延长、可用带宽有限,使得设计适合于水声通信网络的MAC协议面临诸多困难。然而,水声信道的长传播时延特性允许在水声信道中同时发送多个数据包,利用该特性,基于MACA协议,本文提出了一种适用于水声通信网络的介质访问控制协议,MACA-C协议。通过将发射数据包和控制包结合在一起,本文提出的协议能够克服水声信道长传输时延的问题。仿真结果表明,MACA-C协议能够提高信道使用率,获得较高且稳定的吞吐量,降低端到端的延迟,并且保持较低的碰撞率。

几种现场总线的介质访问控制方式

工业生产对控制网络的实时性和可靠性具有很高的要求,而介质访问控制方式直接决定了网络的实时性和可靠性,现场总线的MAC层在很大程度上决定了网络的实时性与可靠性,可以说是现场总线系统的关键。阐述了几种现场总线标准的介质访问控制方式,分析了它们在网络轻载、重载时的性能。介绍了MAC层的两大体系:令牌环／令牌总线和CSMA／CD,并深入分析了PROFIBUS和LONWORKS的MAC层的实现方式,探讨了它们的优缺点。

现场总线的通信及其介质访问控制

针对3种不同现场总线的工作特点,阐述了其通信性能。重点介绍了现场总线通信模型中的物理层和数据链路层。在此基础上,对3种总线技术的通信介质访问控制方式做了详细介绍,探讨了影响现场总线实时性的主要因素,说明了这是先进的控制技术。

定向传输水声通信网络介质访问控制协议

针对水声通信网络吞吐量低、通信隐蔽性差、隐藏终端等问题,提出一种定向传输水声通信网络介质访问控制(Medium Access Control,MAC)协议,协议中各节点采用定向模式传输数据,不需要邻节点位置等先验信息,通过发送节点顺序连续发送传输请求(Request To Send.RTS)信号、维护邻节点相对位置信息表及定向虚拟载波监测等技术实现网络高效无碰撞运行。本协议可有效解决水声通信网络中存在的由非对称增益导致的隐藏终端问题,增加网络覆盖范围,提高通信隐蔽性。仿真结果表明,所提MAC协议能够显著提高水声通信网络吞吐量性能。

无线光局域网介质访问自适应控制

现有访问控制方法无法有效提升数据传输效率、降低冲突发生概率,丢包率高,为此研究无线光局域网介质访问自适应控制方法。设计介质访问控制协议,根据该协议将访问传输数据分成握手阶段和传输数据包阶段。根据无线光局域网络中站已待定的传输尝试率和传输站的帧,构建自适应控制的MAC算法,计算获得网络访问的吞吐量。依据计算结果通过改进ABOTMAC算法,使用时隙利用率得出传输信道冲突的有效估测,实现访问自适应控制。实验结果表明,所提方法的丢包率始终低于20%,且数据传输效率最高值达到了57%,明显优于传统方法,说明该方法能够加强数据传输效率,具有耗时短和控制效果较好的优点。

基于LoRaWAN无线抄表应用场景的MAC层协议设计

LoRaWAN协议上行采用纯ALOHA(Pure ALOHA,P-ALOHA)的方式发送数据,信道碰撞率高且利用率低,不适合用于无线抄表等应用场景。针对LoRaWAN协议的局限性,提出了一种适合于无线抄表应用场景的介质访问控制(Media Access Control, MAC)层协议。该MAC层协议设计了超帧的结构,采用时隙ALOHA(Slot ALOHA,S-ALOHA)协议与时分多址(Time Division Multiple Access, TDMA)协议相结合的混合式接入机制,并在信道上融入突发业务,节点可以根据TDMA时隙的使用情况,灵活决定用于竞争的时隙;设计了将节点分散到一个超帧的不同复帧发送数据的方法;利用超帧的结构,能使具有不同发送周期的节点在同一个信道上工作;根据功能需求对帧结构进行了改进。仿真结果表明,与P-ALOHA协议相比,该MAC层协议能很好地降低碰撞率,提高信道利用率,并且能很好地解决因大量节点同时发送数据而造成的信道瘫痪问题。

基于路由信息的无线传感器网络跨层MAC协议

为解决S-MAC协议的时延问题,提出了一种基于路由信息的MAC协议RC-MAC协议。协议采用跨层优化的方法,通过修改MAC层帧结构在该层中引入网络层所提供的路由信息,使节点能够预先知晓路径,实现预约信道并提前进行握手,提高了网络的传输效率。此外,通过引入多次自适应侦听,使数据能够在一个调度周期内传输多跳,减少了端到端时延并提高了吞吐量。通过理论分析和仿真验证了RC-MAC协议在未引入过多能量消耗的基础上相对S-MAC协议能够减少时延50%左右,在网络负载大时可有效提高网络吞吐量30%左右。

基于D-S证据理论的无线传感器网络MAC层安全研究

研究了无线传感器网络MAC层安全问题,分析了现有无线传感器网络MAC层协议安全体系的不足之处,针对无线传感器网络遭到非法入侵的情况,提出了一个基于D-S证据理论的MAC层入侵检测机制。该机制利用碰撞率、数据包平均等待时间、RTS包到达率以及邻居节点的报警作为证据,对网络的状态进行实时的分析检测,根据网络的状态作出响应。该算法能够应用于现有的MAC协议如S-MAC、IEEE 802.15.4中,仿真结果表明,该算法能够较好地抵御针对MAC层的攻击,保证网络的安全运行。

基于ARM+DSP的3GPP移动通信系统标准MAC层设计

目前高校通信类专业所用实验设备主要完成调制、交织、信道编码和系统信令实验,较难配合3GPP标准来完成教学和科研及课程设计及毕业设计的任务;在充分研究3GPP标准文档后,在自主开发的ARM和DSP单板上完成了3G系统UE,NODEB,RNC的协议开发及4G系统的终端及网络侧的协议开发;文中对MAC层协议的功能及算法的具体实现进行了研究,包括MAC的发送控制、接收控制、业务量测量等MAC主要功能;实现了符合3GPP标准的移动通信系统教学与研究平台,并跟踪整个系统的运行;较好地配合了教学和科研工作,对3GPP标准的演进过程的跟踪教学与研究也有一定作用。

矿井无人机车驾驶系统安全关键MAC层通信协议

矿井无人机车驾驶系统作为一种合理的解决方案被广泛应用于矿井生产及运输,但井下环境复杂多变,给机车间的可靠安全通信带来诸多挑战。文章提出了一种矿井无人机车驾驶系统安全关键信息介质访问控制(media access control,MAC)层通信协议;采用事件触发(event-triggered,ET)与时间触发(time-triggered,TT)相结合的方式结合多速率动态传输机制,将整个时钟周期分为3个部分,第1部分负责分配时间片,第2部分采用最低速率发送安全等级较高的安全关键信息,第3部分采用较高速率发送普通信息和安全信息;为了进一步增强协议应对突发事件的能力,以插入脉冲间隙的方式及时响应紧急产生的安全关键信息。仿真结果表明,该协议在时延、数据包接收率方面均优于802.11p和STDMA协议,对于安全关键信息的传输成功率平均高达99%以上。

一种基于跨层设计的UWB无线Ad hoc网络MAC层协议

运用跨层设计思想和方法研究了超宽带(UWB)无线自组织(Ad hoc)网络媒体访问控制(MAC)层协议的设计,提出了一种可利用 UWB 技术定位性好的优势和实现跨层协作的 MAC 层协议。该协议通过物理层、MAC 层和网络层之间的跨层协作来解决自组织网络单信道无线传输过程中的隐藏终端和暴露终端问题以及网络能量节约问题,以提高网络的性能。仿真实验表明,该协议在平均吞吐量、平均端到端时延以及能量开销等性能指标上,均优于已有的 IEEE802.11和 MACA-BI MAC 协议。该协议的设计思想和方法为下一步的 UWB 无线 Ad hoc 网络研究奠定了理论和实验基础。

基于竞争允许TDMA的无线传感器MAC层协议

无线传感器网络在许多重要领域有着广泛的应用,而传感网的媒体访问控制子层(MAC)协议对传感器网络的运行和性能具有重要影响。该文概述了目前存在的传感网MAC协议的设计思想,在SMAC协议的基础上,将TDMA和CSMA两种思想结合起来并与SMAC协议同步机制相统一,提出了一个新的基于竞争允许TDMA的无线传感器网络MAC协议。模拟结果显示,与SMAC协议相比,该协议在数据包延迟、能量消耗及数据包的接收率等性能上有很大提高。

无线ATM网基于QoS的MAC层协议

ATM是具有QoS保证的一种传输方式 ,无线ATM作为ATM技术的延伸 ,也应具有QoS保证 .但无线信道资源非常有限 ,且具有时变性、差错率高等特点 ,因此 ,在无线ATM中如何保证QoS是人们非常关注的问题 .文章提出了一种基于QoS的MAC层调度策略和预约模型 ,通过仿真可以看出 ,它可以更好的满足各种不同业务的QoS需求 .

电力线通信MAC层综述

一个完整的电力线通信收发器是由物理层、介质访问控制层、逻辑链路层等构成。其中,介质访问控制层(MAC层)主要完成收发器间链路的建立和维护、确认帧的发送和接收、信道的接入控制等功能。这些功能的实现在收发器通信中起着重要作用。文章总结了目前国际上主要电力线通信标准MAC层的基本定义、作用机制、国内外研究动态及发展趋势。这些标准分别定义了不同电力线通信MAC层的技术规范。为了更加深入地了解电力线通信标准性能上的特点,文章对国际上主流标准的MAC层技术规范做出整体分析,并展望MAC层技术的未来研究方向。

无线Ad hoc网络MAC层吞吐量分析

MAC层吞吐量分析是无线Ad hoc网络容量分析的基础。对CSMA协议特别是IEEE802.11DCF协议建立了一个Markov链分析模型。分析得出状态间的转移概率,通过建立状态方程得出稳态概率的线性方程。通过数值方法得出稳态解,从而得到无线Ad hoc网络MAC层吞吐量,并与公认的网络容量分析结果做了比较。通过吞吐量与节点数及分组大小的关系曲线,为网络性能的优化提供了理论基础。

LoRa无线网络MAC层TDMA时隙分配协议研究

轮询协议是一种经典的介质访问控制(MAC)层时分多址(TDMA)时隙分配协议,具有无冲突数据通信且功耗低的特点,但无法保证通信可靠性及实现有区别服务。为此,研究一种具有动态重传和差异服务机制的TDMA时隙分配协议。重新设计帧结构,根据终端节点数据包信息完成静态时隙分配,在数据传输失败时,利用重传时隙提高通信可靠性,通过影子时隙实现有区别服务。在无线抄表系统上的实验结果表明,与经典轮询协议相比,该协议的丢包率降低了3 %。

一种用于升空平台MAC层的调度方案

为满足升空平台的协议和不同业务流的属性需求,提出了一种完整的可以满足介质访问控制层服务质量和动态带宽分配的有效的调度方案,该调度方案不仅包括移动中心站对移动站的带宽分配,还包括移动站内上行业务的二级带宽分配架构。在仿真中通过对时隙发送特性、不同业务的延时特性,以及同种业务下不同算法的时延比较,验证了该调度方案的可行性。