太赫兹无线局域网媒体访问控制协议的优化设计

针对太赫兹无线局域网络,为满足网络中对数据传输性能的要求,提出一种媒体访问控制(medium access control,MAC)层协议超帧结构,在新超帧结构的基础上,进一步提出3种优化机制,分别是自适应动态调整竞争接入时段的长度、合并申请量的免申请预分配时隙和删除冗余控制字段。通过采用OPNET仿真软件,对新提出的优化后的MAC层协议进行了仿真验证,并将仿真结果与现有的能够应用于太赫兹超高速无线网络的高吞吐量低时延MAC(high-throughput low-delay MAC,HLMAC)协议和IEEE 802.15.3c标准协议进行了比较。仿真结果表明,所提的MAC协议相较于HLMAC协议和IEEE 802.15.3c标准协议在网络吞吐量方面的性能得到了约3.45%和11.11%的优化提升,在平均接入时延方面的性能提升了约28%和50%,而在数据帧的传送成功率方面的性能也得到了约3.3%和10.6%的提升效果。

无线传感器网络媒体访问控制协议综述

无线传感器网络作为当前研究的一个热点方向,吸引了众多研究者和机构的注意力。无线传感器网络的受限特点决定了其设计目标有别于其它网络,在其它网络结构中运行良好的协议并不适合于无线传感器网络。因此,许多研究工作通过研究不同应用下的媒体访问控制层特性,提出了一系列协议。总结了相关方面的工作,对主要的协议进行分类比较和分析,并提出了一些值得继续研究的方面。

分层信标驱动的无线Mesh网多播差错控制协议

针对无线Mesh网现有媒体访问控制(MAC)层协议在多跳多播方面缺乏可靠性保障且效率较低的问题,在无线局域网MAC层的信标帧驱动协议(BLBP)的基础上,提出了一种基于BLBP的无线Mesh网MAC层多播协议(Layer-BLBP).按照每一跳将一次多播分成若干层,每一子层有一个Leader来完成确认帧的反馈,Layer-BLBP利用出错帧/确认帧的反馈及碰撞来保障多播的可靠性,通过分层协调方法来提高多播的效率.理论分析和仿真实验结果表明:Layer-BLBP在无线Mesh网下可使多跳多播可靠完成,在节点差错率大于10%的情况下,比BLBP和原有MAC层协议的传输性能提高了10%以上.

对IEEE 802.11MAC层协议公平性改进的研究

Ad Hoc网络中基于IEEE 802.11的MAC层协议采用CSMA/CA机制,通过侦听只能获取一跳范围内节点的信息,存在隐终端问题,影响了网络流调度的公平性。文中对IEEE 802.11提出了一种修改方案,该方案通过邻居结点间的信息交换,使网络中每个节点具有其二跳范围内所有结点的信息,以发现网络中的隐终端,提高网络流调度的公平性。对比仿真实验结果表明,修改后的IEEE 802.11与原协议的网络吞吐量基本相当,但具有更好的公平性。

基于子队列的分布式动态令牌中继协议

为降低短波令牌协议(HFTP)令牌中继延迟,提高中继成功率,提出一种新型无冲突的分布式令牌中继协议(SQ-DTRP).该协议通过引入令牌中继子队列,提出增加通信对象项以最大限度保存网络实时状态信息,实现动态搜索令牌中继路径,克服了HFTP令牌中继机制存在的应答冲突和公平性问题.仿真结果表明,该协议令牌中继时延和中继成功概率明显优于HFTP,适合包括短波(HF)网络在内的各种无线网络使用.

IEEE802.11 MAC层协议栈的均衡多线程实现方法

IEEE802.11标准中的媒体接入控制层(MAC)协议栈由包含22个子模块的有限状态机组成.在嵌入式系统的基础上实现802.11MAC层协议栈时,可以有多线程和单线程的设计方法,但它们都难以达到效率均衡的效果.这里提出的均衡多线程的设计方法,兼顾了系统效率和可实现性的要求,获得了良好的效果.仿真实验结果验证了此方法的高效性.

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。

面向前向纠错的无线Mesh网多播差错控制协议

针对无线Mesh网现有媒体访问控制层协议进行多播时效率较低的问题,在分层信标驱动的无线Mesh网多播差错控制协议(Layer-BLBP)的基础上,提出了一种面向前向纠错的无线Mesh网多播差错控制协议———混合分层信标帧驱动协议(HLBLBP).该协议通过引入前向纠错技术和减少多播纠错时控制帧数量来降低重传次数,从而提高了用于数据传输的实际开销占整个多播过程的时间比例.仿真实验结果表明,新协议有效提高了多播网络的总体性能,提供的实际吞吐率比Layer-BLBP提高了25%以上.

无线传感器网络中数据链路层和网络层设计

作为无线通信网络的一个新的研究热点,无线传感器网络正以其独有的特点和全新的应用而得到人们的广泛关注。本文简要介绍无线传感器网络的体系结构、节点构成和协议层次。分类阐述了几种典型的数据链路层和网络层的设计方案和设计思想。数据链路层中MAC协议可分为两大类:基于竞争的MAC协议和基于预约的MAC协议;网络层的路由算法也分为两大类:平面路由协议和分级路由协议。最后提出一些研究构想。

基于码片标识的WMN多播纠错协议

在无线Mesh网络(WMN)媒体访问控制(MAC)层上,分层信标帧驱动协议(Layer-BLBP)存在高延迟、多次重传以及无法适应较大规模拓扑结构的问题。为此,提出一种基于码片标识的WMN MAC层多播纠错协议。该协议为每个节点指派一个全网唯一且相互正交的码片序列,利用码片对数据包进行加密,从而实现全网的信道共享。仿真结果表明,该协议在网络规模大、错误率高的环境下,仍能保证多播过程具有较低延迟和较少重传次数。

VoWLAN系统的MAC层改进机制

IEEE 802.11b的DCF接入方式是为无线数据业务提供接入而设计的,不能有效地支持诸如语音之类的实时业务。提出了两种改进的MAC层机制来提高无线局域网上传输语音(VoWLAN)的系统容量和有效性。分析和仿真结果表明,改进机制显著提高了系统容量,并保证了传输延迟、抖动和平均丢包率等服务质量(QoS)要求。

以太网协议模型的演进分析

基于IEEE802.3-1985、IEEE802.3-2002版中对数据链路层的定义和描述,得到以太网协议模型中数据链路层的演进过程。据此,提出逻辑链路控制(LLC)子层与介质访问控制(MAC)子层在协议中的重要变化以及介质访问控制(MAC)子层中MAC帧格式的变化。针对这些变化,分析了其变化原因,很有讨论的必要。

无线网络MAC层自私行为的研究

无线网络需要所有节点都遵守媒体网络控制(MAC)层协议,以保证节点对信道的公平共享,当个别节点为了增大信道占用率而不遵守协议时,会导致网络性能降低甚至崩溃.通过对无线网络MAC层协议的分析,给出了可能的自私行为的类型与特点,分类讨论了目前无线网络MAC层自私行为检测与控制研究进展,指出了存在的问题与未来的研究方向.

基于被动侦听与数据帧调度的拥塞控制方法

提出一种用于Semi-TCP的基于被动侦听与数据帧调度的拥塞控制方法。该方法采用发送节点被动侦听周围节点发送的数据帧,量化节点活跃度来评估周围节点的拥塞程度,并以此来决定是否发送数据。仿真实验结果表明,该算法在不改变原有的MAC协议的情况下,使得未配置Semi-TCP功能的节点能和已配置的节点兼容,提高Semi-TCP的适用性,更快速地掌握网络的拥塞情况,及时进行拥塞控制,减少信道资源的浪费。

802.11b MAC子层控制器的设计与验证

IEEE802.11b协议是目前运用最为普遍的无线局域网标准.基于独立组网模式,对介质访问控制层进行VLSI设计,并可方便地扩展为适用于骨干网模式的设计.设计的特色是采用了事件响应的设计路线以达到低功耗的目的;采用了基于内部总线共享的双总线系统架构,结合一种新颖的基于总线监控的调试方式,增强了设计的可测性,降低了验证成本,缩短了设计周期.

无线局域网络的可靠多播差错控制协议

为了解决现有无线局域网中媒体访问控制层协议多播时效率较低的问题,在扩展隐式媒体访问控制层确认帧协议基础上,提出了一种无线局域网下的可靠多播差错控制协议——确定时间的随机扩展隐式媒体访问控制层确认帧协议.该协议通过引入领导者(Leader)和减少纠错时多播允许发送帧数量,降低了发送数据帧时所需占用信道的时间,提高了用于数据传输的实际时间开销占整个多播过程的时间比例.仿真实验结果表明,新协议有效地提高了多播的总体性能,显著增加了网络的实际吞吐量.

一种基于FPGA的无线局域网接入实现

本文提出了一种以太网与无线局域网桥接转换的设计方案,阐述了系统平台的硬件设计及主要模块单元的功能,并对该系统中FPGA内部设计的主要思想和数据流程作了较详细介绍。

协作的HLBP无线局域网多播差错控制协议

为了解决无线网络(WLAN)中混合领导者驱动协议(HLBP)在多播时,由于某些信道差的节点会影响到所有节点的多播性能的问题,在HLBP的基础上提出了协作的混合领导者驱动协议(CHLBP).CHLBP将一个包的发送分为两个阶段进行,第1阶段由源节点发送;第2阶段选出一部分接收到包的节点继续中继该包.该方法不仅可提高信道差节点的接收概率,而且能减少HLBP中瓶颈问题的影响,从而提高整个网络的吞吐量.理论分析和实验结果表明,协作机制的HLBP能可靠地完成多播,并能减少每个包的平均重传数,提高网络的吞吐量.

IEEE802.15.4动态自适应占空比方案设

在无线传感器网络中,传感器节点在网络拓扑中所处的位置不同,节点的业务流量也会不同。本文在对IEEE802.15.4MAC层协议的关键技术进行阐述的基础上,讨论了超帧结构在动态自适应方面的不足,进而设计提出了一种通过业务流量动态调整节点占空比的改进方案,最后对该方案进行了仿真分析。仿真结果表明,该方案在网络拓扑相对固定的环境中能在低功耗的前提下很好的适应网络流量的变化。