带冲突检测载波监听多路访问技术的性能分析

从 ＣＳＭＡ／ＣＤ的原理出发，分析了网络吞吐量和网络负载之间的关系，并计算出实际网络最大吞吐量的数值．

基于人工蛛网网络的自适应载波侦听多路访问协议

低压电力线通信(Low Voltage Power Line Carrier Communication,LVPLC)的介质访问控制(Medium Access Control,MAC)协议是影响网络吞吐量的重要因素。针对LVPLC精确人工蛛网网络中由于非对称PLC信道影响而导致吞吐量相对较低的问题,改进了已有的p-载波侦听多路访问协议(p-persistent Carrier Sense Multiple Access,p-CSMA),提出了一种自适应载波侦听多路访问(Adaptive Carrier Sense Multiple Access,ACSMA)协议来优化有限负载下的吞吐量。该协议可通过动态调整概率,降低了数据包的冲突概率,优化了电力线信道的传输状态,最大限度地提高了吞吐量。仿真实验结果表明,ACSMA显著提升了多种通信状态下的吞吐量。

载波侦听/冲突检测(CSMA/CD)探析

载波监听多路访问CSMA是一种抢占型的半双工介质访问控制协议,采用分布式控制方法,其工作在OSI参考模型的数据链路层的介质访问控制子层,被广泛应用在控制计算机对媒体访问权上面。载波侦听CS指任何连接到介质的设备在欲发送帧前,必须对介质进行侦听,当确认其空闲时,才可以发送。本文对载波侦听/冲突检测(CSMA/CD)进行一个分析。

基于可预测p-保持CSMA的低压电力载波抄表自动路由技术

针对入户配电网结构复杂、干扰严重、抄表系统内部各点之间不能完全实现直接通信的特点,采用动态路由中继方法,提出基于可预测p-保持载波侦听多路访问(CSMA)机制,根据预测信道上的数据流量来确定发送时隙。阐述了蚁群路由算法和洪泛路由算法应用于电力载波抄表网络的具体方案,设计和开发出一种适合于电力载波抄表系统的组网方式。基于NS2网络仿真软件对AdHoc网络中的按需距离矢量路由(AODV)协议进行了仿真测试,结果表明采用该自动路由技术可以提高低压电力载波抄表快速性和可靠性。

基于CSMA/CD的CAN总线访问的建模与仿真的研究

控制器局域网(CAN)是一种广泛应用的现场总线,其建模和仿真是对CAN的网络性能进行综合评估和网络优化的必要手段。现有的CAN总线访问的建模与仿真都采用了Aloha协议,本文介绍了用OPNET软件对CAN总线访问采用CSMA/CD(载波监听多路访问/冲突检测)协议进行建模和仿真。为了验证CSMA/CD的性能,采用CSMA/CD和Aloha两种协议对CAN总线访问,并对两种结果进行比较。通过比较得出,采用CSMA/CD协议访问的总线利用率要比采用Aloha协议的总线利用率高。

共享式局域网中两种介质访问方法的比较研究

阐述了局域网下介质访问的特点,对2种典型的媒体访问控制方——带冲突检测的载波侦听多路访问和令牌环方式进行了详细的介绍,从实时性、带宽利用率等几个方面对这2种媒体访问控制方式进行了分析研究,明晰地指出了各自的优缺点和适用领域,并提出了相应的改进思路。

电力载波多联机空调通信系统的设计与开发

为了降低多联机空调系统的成本、简化安装工程,采用电力线载波通信技术构建了多联机空调的通信系统。首先根据系统控制的通信需求提出了基于窄带电力线通信技术的解决方案;然后主要从信道接入控制和组网控制两方面设计了包括物理层、介质访问控制(MAC)层、网络层和应用层的四层通信协议集,提出了基于载波侦听多路访问/冲突避让(CSMA/CA)设计思想的三种信道接入算法以及星型网络拓扑的组网算法;最后对11节点多联机空调系统进行了组网测试、正常通信测试和抗干扰测试。测试结果表明所提算法及方案能够满足多联机空调系统的实时控制要求,并具有较强的抗干扰能力;另外,所设计的通信协议具有开放性,可以根据需求进行修改,应用于智能家居等短距离无中继的实时控制领域。

无线多跳网络中多径路由与CSMA协议联合优化

为了提高无线多跳网络中端到端的吞吐量,文章提出了一种多径路由与载波侦听多路访问(carrier sense multiple access,CSMA)协议联合的链路接入强度可调节的多径路由(link-access-intensities adjustable multi-path routing,LAMR)优化方案,该方案通过调整路由层多路径流量分配与介质访问控制(media access control,MAC)层协议参数设置来最大化数据流端到端的吞吐量。采用理想CSMA网络(ideal CSMA network,ICN)模型来分析MAC层链路吞吐量性能,构建路由层与MAC层联合优化的系统吞吐量最大化模型(maximum system throughput model,MSTM),用以刻画无线多跳网络中的路径选择、流量分配以及MAC层协议参数设置对链路吞吐量的影响;运用最优化工具求解得到数据流在多条路径的流量分配方案以及各链路的接入强度设置。仿真结果表明,与现有方案相比,LAMR方案平均可以提升21.3%的系统吞吐量,说明多径路由与CSMA协议的联合优化设计可以大幅提升无线多跳网络的吞吐量性能。

千兆网媒体访问控制技术

本文首先对千兆网媒体访问控制 (GMAC)的各模块作了简单介绍 ,然后从工作模式和重要概念入手详细对发送、接收、管理各模块的具体规范要求作了说明 。

基于FPGA的概率检测CSMA协议设计与实现

基于现场可编程门阵列(FPGA)电路设计为概率检测载波侦听多路访问(CSMA)协议提供一种实现方案。根据协议控制原理,讨论了设计的难点和设计方案。运用MATLAB与Quartus两种软件,生成满足泊松分布的信源模块,同时结合发送状态长度控制与选择性读取等模块搭建了系统电路。测试结果表明系统电路的吞吐量、节点能耗的统计值与理论值一致,证实了该设计的正确性、稳定性等特点,能够体现协议的高效传输特性。

基于冲突避免的无线表决系统MAC协议设计

终端设备和收发基站的通信效率和稳定性在无线表决系统中是亟须解决的关键问题。由于单个无线信道同一时刻只能由一个设备使用,因此目前终端设备和收发基站的数据传输通常使用轮询的方式进行传输或者基于时分多址(TDMA)的方式共享信道。针对无线表决系统当前传输方式存在效率低、含有大量冗余数据包以及信道繁忙使得相邻信道间干扰较强导致容易丢包等缺点,基于LoRa设备的信道活动检测机制设计了一种三阶段冲突避免算法。结合可靠传输机制设计了无线表决系统的介质访问控制层(MAC)传输协议,以减少无线表决系统传输中的冗余数据,并提升传输效率以及稳定性。实验结果表明,基于该协议的无线表决系统的数据传输效率大幅提升,并且可以有效降低数据丢包带来的额外时间消耗。

协同定位网络测距性能探究

针对协同定位方法带来的网络节点之间争用信道的问题,提出一种适用于多节点协同定位网络的测距方法:立足载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)协议在通信网络和协同定位网络的不同,通过减少单次测距时间、避免重复测距、减少节点竞争接入信道的次数,优化测距过程;并提出一种时延修正算法对传播时延进行估计和修正。实验结果表明,该方法可以在有效提高整个网络测距频度的同时,有效降低传播时延对于测距精度的影响,提高测距精度。

用示波器测试接口性能的方法

示波器是一种既操作简单又常见的测量仪器,是电子行业不可缺少的重要测试工具之一。在缺乏专用仪器测试一些终端产品的接口性能的特殊情况下,用示波器来代替专用仪器进行测试仍然是一种方便实用的办法。介绍了用示波器来测试三种常用接口性能的简要方法,其中着重讨论了用示波器测试音频放大电路的基本思路,这些方法为电子产品接口性能测试提供了另一简洁途径,对其它性能测试也具有指导意义。

基于迭代法的工业以太网性能分析

二进制指数退避算法使以太网通信延迟时间不确定,限制了以太网在工业控制和航空航天领域中的应用。为此,提出了一种新的工业以太网性能的分析方法,首先求出在原始负载时节点的冲突概率,然后根据冲突概率求出网络的重传负载,再使用迭代的方法求出网络的实际负载。计算了以太网在不同负载下的冲突概率,以及相关参数对通信失败概率的影响,得出了一系列对分析工业以太网具有指导意义的结论。

以太网在工业应用中的实时特性研究

总结了以太网实时问题的研究现状,以工业控制过程为背景,分析了以太网端到端的通信延迟并给出计算方法.通过仿真实验,讨论了在同时、随机、调度三种信息发送方式下,标准以太网和快速以太网的实时特性.研究表明,快速以太网的实时能力明显优于标准以太网;在网络负荷低时调度发送方式的实时性能最优,但存在明显的频率转折点;在网络负荷饱和时三种信息发送方式的实时性能没有显著差别.

Ad hoc网络中TDMA/CSMA融合的多址接入协议

为了解决在网络规模庞大、节点数量众多及数据业务负载极高的Adhoc网络中网络延迟和接入延时过大的问题,提出了以TDMA为基本多址接入方式,且采用固定与动态结合的调度算法。在固定分配时采用基本的TDMA接入方式,在进行动态分配时,采用基于竞争的CSMA方案,且对原有的TDMA协议和CSMA协议进行了改进,提出了更加适合这种新的多址接入方式的时隙与帧结构。实例仿真结果表明,该算法减小了网络时延,并改善了Ad hoc网络的性能。

低压电力线通信组网性能优化方法

低压电力线载波通信介质访问控制(MAC)接入协议是影响组网性能的重要因素之一。针对低压电力线通信信道非对称性导致组网性能相对较低的问题,提出面向低压电力线通信改进人工蛛网荷载受限的改进型自适应p-坚持载波侦听多路访问(CSMA)优化方法。详叙了低压配电网物理拓扑映射为改进人工蛛网逻辑拓扑的组网过程;运用所提方法对改进人工蛛网的吞吐量、分组传输时延进行优化,即根据已知参与信道竞争的活跃节点数,动态调整接入概率,控制节点发送数据分组行为,使信道处于最佳传输状态,保证了组网性能。仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于确定与随机Petri网的CSMA/CD协议建模与分析

首先介绍CSMA/CD协议与确定与随机Petri网的数学特征。使用确定与随机Petri网对CSMA/CD协议的通信过程进行建模,并对每个通信模块进行详细描述。最后通过软件对实例的运算结果进行分析,验证该方法的正确性和有效性,为协议的进一步设计和改进提供参考。

一种新颖的高能效无线传感器网络协议

在LEACH协议的基础上进行改进提出了一种高能效无线传感器网络协议——LEACH-M。LEACH协议中,簇首节点与基站之间直接传送数据,离基站较远区域的簇首能耗较大,这影响了系统寿命。LEACH-M协议在簇首形成阶段采用CSMA/CA(carrier sense multi-access with collision avoidance)作为MAC协议,并在簇首节点与基站之间引入了改进的多跳路由算法,使网络中各簇的能耗更加均匀。仿真结果表明,与LEACH相比,LEACH-M协议具有更好的能量有效性,并且提高了无线传感器网络的寿命。

基于IEEE802.15.4a标准的工业无线网络节点设计

针对工业自动化领域对无线数据通信的需求以及国内基于切普扩频技术(CSS)的无线短程网络研究太少的现状,从实际应用角度出发,设计了一种基于IEEE802.15.4a标准的工业无线短程网络节点,给出了硬件设计电路图和软件流程图。在所设计的硬件平台基础上,采用CSMA/CA的介质访问控制策略进行组网通信测试,在强电磁干扰的环境中所设计的无线节点能够稳定运行,实时性能满足设计要求,可将该无线节点应用于实际的无线工业现场。