基于组群结构的HFC MAC协议信道接入机制的性能分析

利用周期查询式限定服务排队系统的有关研究成果，对基于组群结构的HFC（混合光纤同轴）网络MAC（媒质访问控制）协议中申请信息接入信道的机制进行了性能分析．结果表明，在一定条件下，系统的平均排队队长和平均等待时间都具有较好的性能．

信道接入协议FAMAC的仿真实现与性能分析

Ad hoc网络是一种特殊的无中心无线网络,信道接入协议对网络性能起着决定性的作用。本文首先介绍了一种基于多信道的Ad hoc网络信道接入协议FAMAC,然后给出了在GloMoSim中实现FAMAC仿真的方法,并对难点问题的解决方案做了详细介绍。文章的最后给出了2种拓扑结构下协议性能的仿真结果。

基于802.11的多信道MAC协议性能分析

为了改善无线网络中信道带宽的利用率,提高网络的吞吐量性能,已有研究提出了采用多信道MAC协议的方法,将单个信道分割成控制子信道和数据子信道进行联合使用.针对基于802.11DCF的该类型MAC协议,采用离散Markov链对DCF的退避机制进行建模分析,研究了多信道下两种MAC机制的饱和吞吐量性能与信道带宽分配比例的关系,分析了网络节点数、数据分组大小和DCF竞争窗口等对优化多信道带宽分配的影响,并将多信道MAC机制下的网络性能与单信道MAC机制进行了对比.分析和仿真结果表明,采用优化的信道带宽分配,多信道的MAC机制可以一定程度上提高网络的吞吐量性能.但是,当允许控制帧以最大信道速率传输时,多信道MAC机制吞吐量性能并不比单信道MAC机制好.

基于空分复用的多信道机间紫外光通信定向MAC协议

为了弥补飞行编队任务分配情况和不同模式下紫外光定向通信存在"耳聋"问题的缺陷,采用一种基于空分复用的多信道机间紫外光通信定向信道接入协议,建立了机间紫外光通信网络模型。通过在紫外节点安装多个不同方向的紫外收发装置来实现多信道信息交换,并仿真验证了多信道通信使"耳聋"问题得到明显缓解,提高了网络吞吐量,降低了网络时延,使得网络性能显著改善。结果表明,多信道通信与单信道通信相比,网络吞吐量增加,平均时延减小,网络性能大幅度提高,并且采用三信道通信模式通信效果最佳。

认知无线电网络分布式多信道MAC协议

在认知无线电网络中,MAC协议用于信道感知、选择和接入控制。以单网卡多信道MAC(MMAC)协议为基础,依据IEEE 802.22标准定义的静默期管理的两阶段感知策略,提出一种认知无线电网络分布式多信道MAC(CR-MMAC)协议。将两阶段感知机制和分布式协商融入MMAC协议,利用空闲频谱进行数据传输,并在MMAC协议ATIM窗的数据信道协商阶段引入预约机制,以避免选择同一信道的认知节点对在后续数据传输阶段再利用CSMA/CA造成的竞争碰撞。仿真对比分析表明,CR-MMAC协议能提高网络吞吐量、降低通信时延,综合性能优于MMAC协议。

CM-MAC:一种基于分簇的多信道车载网MAC协议

车载网VANET是一种应用于智能交通系统的新型无线移动自组织网络(mobile ad hoc network,MANET).随着车辆以及移动ad hoc网络技术的发展,车载网已经成为一个新兴的研究领域.针对VANET中车辆行驶的特征,提出一种拓扑相对稳定的车辆分簇算法.在此算法基础上,根据专用短程通信(dedicated short range communication,DSRC)标准中控制信道(control channel,CCH)和服务信道(service channel,SCH)的分配,考虑车辆间的无线通信干扰和不同应用的QoS需求,提出一种基于分簇的多信道混合型MAC协议,簇内通信采用非竞争的TDMA机制,簇间通信采用基于竞争的CSMA?CA机制,相邻簇采用不同的服务信道.模拟实验表明,提出的MAC协议在同时满足实时应用的延迟需求和非实时应用的吞吐量方面,优于现有协议.

一种新的拓扑无关的按需分配多信道自组网MAC协议

本文针对节点具有多个可用信通的自组网,提出了一种与拓扑无关的多信道MAC接入协议,协议采用按需预约的方式进行动态的信道分配,通过携带在信道预约消息中的节点邻居状态信息实现节点信道状态的更新。该协议所需信道数与网络的拓扑和度无关,克服了拓朴相关的多信道MAC协议不适用于节点密集的应用场合的问题。在协议开销增加很小的情况下,每个节点只需要一部半双工收发信机就能够实现在多个信道上高效的数据收发,不需要节点间的时钟同步,极大地降低了对网络节点设备的硬件要求,具有良好的应用前景。仿真结果表明,协议在网络总吞吐量、端到端时延等方面具有优良的性能。

基于多信道预约的传感器网络MAC协议研究

针对传感器网络中三重隐终端问题,提出了一种基于自适应占空比的多信道MAC协议—MCR,MCR通过多信道预约机制高效地解决了该问题。在理论分析中,通过最小化节点平均信道切换次数的下界得出了节点的最优占空比。为验证MCR中多信道预约和自适应占空比机制的性能,进行了模拟和真实实验,实验结果表明,与其他MAC协议相比,随着信道数及网络负载的增加,MCR提高了网络吞吐量,降低了传输所消耗的能量。

异步多信道无线传感器网络MAC协议

针对无线传感器网络中控制信道饱和问题以及三重隐终端问题,提出了一种异步多信道MAC协议——RIM(receiver-initiated MAC).RIM利用接收端开始的传输机制有效地解决了控制信道饱和问题,同时采用了基于概率的随机信道选择机制避免了三重隐终端问题.而且,RIM支持一种简单且可靠的异步广播机制.通过基于马尔可夫链的理论分析,得到了RIM中节点的最优占空比.为验证RIM的实际性能,进行了模拟和真实实验.实验结果表明,与其他多信道MAC协议相比,随着信道数及网络负载的增加,RIM增加了网络吞吐量,降低了传输所消耗的能量,同时也提高了广播的可靠性,达到了能量有效的目的.

多接口协作的高吞吐多信道MAC协议

多接口多信道MAC协议存在接口利用率不高等问题。为此,提出MIC-MAC协议在多接口节点模型中增加虚拟MAC层,利用单接口的成功握手信息建立源—目标节点之间所有接口同步传输的关系,提高了吞吐量和控制帧效率。另外,成功传输的节点选取当前信道作为下次传输的决策信道可以有效改善隐藏终端问题。实验结果表明在单跳网络中,与MIMC-SMAC、IEEE 802.11协议相比,吞吐量分别提高了100%~200%;在多跳网络中有效改善了碰撞和隐藏终端问题。

认知无线网络随机接入MAC协议建模与性能分析

该文采用马尔科夫链构建了认知无线网络随机接入MAC协议的数学模型,提出了一种协议分析的理论方案。该方案建立了信道的三状态马尔科夫链模型,通过引入授权信道限制率和稳态可用授权信道数的概念,解决了信道状态时变特性给理论分析带来的挑战;建立了基于离散2维马尔科夫链的信道协商模型,并考虑控制信道容量限制等约束条件,给出了协议饱和吞吐量的理论分析算法。仿真验证了所提方案的有效性,分析了协议性能与网络参数之间的数值关系。

基于报文监听的Ad Hoc网络双信道接入协议

首先提出了基本的报文监听协议DCMA_BPS,并对控制报文的长度和协议的特性进行了分析,又提出了信道接入协议DCMA_PSBI,通过BI控制报文来阻止隐终端发送数据报文。仿真分析表明,DCMA_PSBI是一种非常高效实用的基于报文监听的Ad Hoc网络双信道接入协议。

HM-MAC:一种支持广播的多信道传感器网络MAC协议

针对单Radio多信道MAC协议需要全网时间同步、占用大量正交信道、多信道隐终端较多以及单跳多信道广播数据大量丢失等问题,提出了一种基于竞争的多信道MAC协议——HM-MAC.该协议无需全网时间同步,通过动态预约技术降低了正交信道占用量,利用握手机制减少了多信道隐终端数目,同时,HM-MAC采用基于概率的广播发送者协调机制,减少了广播数据丢失,提高了广播效率.在理论上分析了所用信道数目、多信道隐终端数目以及广播效率等性能参数.实验结果表明:HM-MAC可以有效地解决多信道隐终端数目较多的问题,显著地提高了广播效率和网络吞吐量.

车路协同环境下信道接入协议的优化方法

在车路协同环境中信息交互的准确性直接影响到车辆的安全高效运行.为了减少车路协同信息交互数据信道冲突的发生,本文通过分析IEEE 802.11p和EDCA信道接入机制,优化EDCA协议的握手机制、RTS和CTS控制帧内容,形成了具有交通特性的ATEDCA信道接入协议,提出了适用于具有交通特性的竞争窗口退避算法,并且设计了车路协同通信评估模型.通过设计不同车辆密度、不同节点传输距离及不同车辆行驶速度的仿真场景,在OPNET Modeler中进行仿真,比较ATEDCA与EDCA对车路协同系统通信性能的影响.结果表明:相同场景下,在传输延时方面,ATEDCA较EDCA减少了10.1%;在吞吐量方面,ATEDCA较EDCA增加了7.5%;在退避时隙数量方面,ATEDCA较EDCA减少了30.6%.因此,ATEDCA可以更好地减少消息信道冲突的发生.

一种基于负载均衡的动态多信道自组网MAC协议

自组网的信道是多跳共享的,使用传统的单信道接入协议会带来隐终端和暴露终端等问题,而目前提出的多信道协议没考虑到负载均衡问题会导致系统性能下降。在本文中提出一种基于负载均衡的动态多信道接入协议,该协议将可用频带分为一个控制信道和多个数据信道,源站与目的站在控制信道上交换控制分组信息来决定在最佳的数据信道上传输数据分组,信道选择是基于信道接收功率最大的原则。仿真结果表明,它比单信道协议有更好的性能。

Ad Hoc网络载波监听双信道接入协议

为了解决由隐终端和暴露终端引起的数据报文冲突问题,在对Ad Hoc网络双信道接入协议进行研究的基础上,提出了载波监听双信道接入协议(dual channel multiple access,DCMA),包括基本的载波监听协议(basic carrier sens ing,BCS)和忙指示载波监听协议(carrier sensing busy indication,CSBI).研究了DCMA控制报文的长度以及其解决隐终端和暴露终端的能力.通过仿真对DCMA的性能进行了分析和比较.结果表明,CSBI通过载波监听和忙指示(busy in dication,BI)报文完全解决了隐终端和暴露终端问题,在高负荷时其吞吐量比802.11 DCF提高了近50%.

Ad Hoc网络中一种新的双信道MAC协议及其性能分析

针对多跳ad hoc网络,提出了一种新的应用于媒体接入控制(MAC)层的双信道协议,采用双信道传输以及改进的握手协议和信道预留方法,避免了数据冲突,解决了隐藏终端和暴露终端对数据传输的影响问题,提高了信道利用率.节点根据收到的不同的控制包,在控制信道和数据信道中采取3种不同的预留方法.在数据传输中,隐藏终端能够同时接收数据,暴露终端能够同时发送数据.在高业务量网络中分析了该协议的吞吐量属性,通过与基于RTS/CTS的协议的比较,表明DCMAC协议能提高多跳ad hoc网络的吞吐量.

Ad Hoc网络信道接入协议

文章首先介绍了AdHoc网络特有的隐终端和暴露终端问题 ,并对可能的解决方法进行了分析。在总结了前人工作的基础上 ,将AdHoc网络信道接入协议划分成基于单信道、双信道和多信道三类。文章还介绍了几种具有代表性的单信道接入协议 。

基于IEEE 802.11的多信道多址接入协议性能分析

本文对一种基于IEEE 802.11 DCF协议多信道多址接入方案的性能进行了分析,在该接入方案中,节点在公共的控制信道上预约数据信道,随后在预约成功的数据信道上,进行数据分组的传输.本文采用马尔科夫链构建了控制信道的预约模型,给出了多信道吞吐量的理论分析算法.最后,通过仿真验证了理论分析结果与仿真结果的一致性,并给出了信道吞吐量与信道数、数据分组长度、节点密度、信道切换时延等参数之间的数值关系.

载波监听双信道接入协议性能分析

为了解决Ad Hoc网络由隐终端和暴露终端引起的数据报文冲突问题,提出了基于载波监听的双信道多重接人(DCMA)协议.载波监听DCMA协议通过使用载波监听和忙指示(BI)控制报文来解决数据报文冲突问题.将忙期/闲期理论应用于双信道接入协议性能分析,对全互联网络中载波监听DCMA协议的信道利用率进行了建模分析,并通过软件仿真研究了复杂网络拓扑下载波监听DCMA协议的吞吐量.分析结果表明,载波监听DCMA的信道利用率要高于报文监听DCMA协议.在高负载情况下,载波监听DCMA的吞吐量比报文监听DCMA协议和单信道接人协议的吞吐量提高了近50%.