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。

适用于智能家居应用的媒体访问控制机制研究

对智能家居应用特点和广泛使用的载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)媒体访问控制(MAC)机制进行了分析,发现CSMA/CA在信道忙时存在实时响应慢和网络吞吐量相对小的缺点,无法满足智能家居应用要求。因而,在时分多址访问(TDMA)机制内提出载波侦听形成了CS-TDMA机制,以提高对突发事件的响应速度并同时获得较高的网络吞吐量。最后对CSMA/CA、TDMA和CS-TDMA机制进行了仿真验证。仿真结果表明,CS-TDMA机制在信道繁忙时的突发响应延时小,而网络吞吐量仍然约为TDMA的90%,能够满足智能家居应用要求。

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。

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。

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.

IEEE 80 2.15.4 MAC协议退避机制的改进

考虑节点移动且数据传输率不断变化对网络性能的影响,针对IEEE802.15.4提出了一种网络负荷概率判断和指数加权滑动平均(PJNL_EWMA)的退避策略,在每次载波监听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)算法开始时采用网络负荷概率判断思想判定当前网络状况,然后通过指数加权滑动平均方法动态地调整退避指数。通过NS2的仿真结果表明:与IEEE802.15.4标准协议算法及MBS+EWMA算法相比,PJNL_EWMA算法不仅提高了网络吞吐量,同时还减小了数据包的丢包率和碰撞概率,提高了网络性能。

无线传感器网络中基于贝叶斯可变频的CSMA/CA算法研究

针对于在无线传感器网络中多个节点向Sink节点发送数据包造成的延时、丢包、碰撞检测、网络阻塞等问题,在802.15.4协议CSMA/CA算法的基础上提出了一种基于贝叶斯可变频的CSMA/CA算法(BVF-CSMA/CA)。该算法将贝叶斯估值得到的参数区间与CSMA/CA的碰撞检测机制相结合,使传感器节点发送的多数据包能正常与Sink节点实时通讯,采用这种算法减少了碰撞检测、节约了能耗、降低了网络通讯量、延长了网络的生命周期。本文通过使用NS2仿真工具模拟验证了该无线传感器网络的丢包率和能耗,实验结果表明,改进后的算法显著改善了这两个性能指标。

ZigBee同频攻击检测抑制模型研究

针对Zig Bee通信中易遭受同频攻击导致数据阻塞和失真问题,该文提出一种同频攻击检测模型。该模型利用信号频谱的高斯分布规律和同频攻击对变换域幅值的影响进行同频攻击检测。在此基础上,通过嵌入空闲频带信道跳变机制和基于可变退避周期及接入概率的自适应退避算法,给出了同频攻击检测抑制方案。实验结果表明,该文模型和方案可以有效抵御同频攻击。

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。

一种基于CSMA/CA的VLC系统多用户接入方法研究

针对可见光的通信距离较短和带宽有限的特点,提出了一种多终端组网的可见光网络模型,对于室内可见光通信(VLC)系统多用户接入碰撞问题,我们分析了这种网络模型的特点,提出了一种基于载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)的多用户接入方法,给出了多用户接入时碰撞概率和系统吞吐量的表达式,并进行了相应的仿真。仿真结果表明模型和接入方法合理有效。

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。

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。

无线局域网MAC层信道利用效率分析

基于IEEE802·11g的WLAN的标称速率高达54Mb/s,而实际数据传输速率只有20Mb/s左右。从成帧效率、信道共享效率和冲突避免效率的角度对IEEE802·11g的MAC层信道利用效率进行了分析,得出这种基于CSMA/CA机制的MAC层信道利用效率较低。实测结果验证了分析结论的有效性。

以太网帧

帧是一系列标准化的数据位,是网络通信的基本单元。本文对帧的基本结构、传输和控制功能进行了简要介绍。帧结构的提供一种封装来承载数据。以太网使用载波侦听多路访问/冲突检测CSMA/CD规则控制帧的传输。PAUSE帧是一种MAC控制帧,用来实现PAUSE功能,在全双工以太网链路上实现流量控制。

IEEE 802.11b标准浅析

介绍了 IEEE802.11b 标准出台的过程和该标准所采用的关键技术。总结了 IEEE802.11b 在网络的可靠性、低成本、灵活、可移动、高吞吐等优点,分析了该标准的点对点、多点介入两种运作模式,给出了室内环境下的对等、多点接入、无线中继、无线冗余、多蜂窝漫游等典型解决方案。

无线移动网络节点发包概率的演化博弈模型

针对大规模无线移动网络中节点对信道资源的群体性随机博弈问题,在载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)的机制下,建立一种节点发包概率的演化博弈模型。考虑节点成功发送数据包的收益、监听、退避和冲突等成本因素,给出并证明该模型的演化稳定策略(ESS),推导节点发包概率演化的复制动态方程。数值仿真结果表明,该模型能提供更强的ESS,保证在多个移动节点干扰时演化稳定点的鲁棒性。

网卡的工作原理解析及引起故障的原因

对网卡的基本结构进行了分析,详细了解这些组件的功能,进一步加深对网卡工作原理的认识,分析了引起网卡工作故障的主要因素,遇到网卡故障能够及时找出原因,解决故障。

CAN总线技术及其在综合电子系统的应用

控制器局域网(CAN)总线是为实现汽车测量和执行部件之间的数据通信而设计的一种现场总线,使用"载波监测,多主掌控、冲突避免"的通信模式。在系统介绍CAN总线的发展及特点基础上,开发基于CAN总线的某型战车综合电子系统功能仿真平台。根据军用车辆综合电子系统结构,设计了仿真平台各个终端的功能和CAN的通信协议。

基于CSMA/CA的无线多跳网中干扰特征仿真

近年来,无线多跳网络快速发展,冲突干扰作为影响无线多跳网络性能的关键因素,越来越受到研究者的重视。针对网络中干扰节点的不同分布情况,采用随机点过程的模拟方式,重点研究了在载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)协议下,节点基于不同随机点过程分布的累积干扰特征;并搭建基于NS2的干扰仿真平台,模拟实际网络干扰分布特征。最后,将两者进行对比,发现基于随机点过程的干扰分布特征与实际网络干扰分布特征存在一定差异,并指出了存在差异的原因。

面向水下机器人的水下电场通信协议设计

作为一种新型的水下通信方法,电场通信具有能耗低,不易受外界环境干扰,实时性、全向性好等优点,可在小型水下机器人水下通信、组网中发挥良好作用。在前期的研究中,已将电场通信系统集成在一款仿箱鲀机器鱼上。但由于使用的是共享信道,当多机器鱼(节点)通信时,难免出现通信碰撞问题。文中基于无线通信网络载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)协议提出了电场通信协议。介绍了协议的运行机制以及信道状态的检测方法。为验证设计协议的有效性,进行了MATLAB仿真及3条机器鱼电场通信实验。结果表明,该协议能有效减少通信碰撞的发生。