非时隙CSMA/CA性能分析与研究

通过对基于IEEE802.15.4的无线传感网络的非时隙CSMA/CA的算法进行分析,建立了适合于大部分无线传感网络实际应用的具有单步转移概率分布的离散马尔可夫链模型。并给出了在该模型下数据包延时、退避次数两个主要的网络性能评价指标的计算公式。最后通过仿真实验分析了CSMA/CA算法的三个网络参数对系统性能的影响。

IEEE802.15.4时隙CSMA/CA算法性能研究

对IEEE802.15.4标准和时隙CSMA/CA算法进行了简单介绍,基于OPNET仿真软件,针对节点个数、工作周期(占空比)等参数对时隙CSMA/CA算法性能的影响,进行了不同网络环境的仿真实验。分别在固定节点个数和固定占空比条件下,仿真并分析了介质接入时延与吞吐量及网络能耗之间的关系。仿真结果表明,较多的节点个数和较小的工作周期会增大介质接入时延,降低网络吞吐量。

基于时隙CSMA的水声无线传感器网络节能强化学习算法

针对水声无线传感器网络的节能问题,提出了一种基于时隙CSMA的强化学习算法;该算法利用强化学习协议自适应水下环境,根据数据传输的距离调整发射功率,从而减少能量消耗,再结合时隙CSMA协议,使用随机退避算法减少信道中的数据碰撞,使得重发的数据包数量减少,节省能量;为验证算法的有效性,仿真实现了该算法,结果表明,该算法能够有效减少能耗,并延长网络寿命。

基于ZigBee的医疗系统非时隙CSMA/CA算法研究

无线传感器网络具有低功耗等特性,用于医疗监护领域能够有效提高医护效率.基于ZigBee的无线传感器网络采用带有冲突避免的载波侦听多路访问(CSMA/CA)算法来减少碰撞.为进一步提高医疗系统的传输速率及稳定性,提出了一种非时隙CSMA/CA算法的三维马尔可夫链模型,评估了3个关键参数对于可靠性和延迟的影响,实现了基于优先级的医疗数据传输.仿真结果表明:该算法能够有效实现区分服务,提高网络性能.

非饱和状态下时隙CSMA/CA机制改进与性能分析

针对无线传感器网络中有重要信息的高优先级数据包需要尽快传输,且IEEE802.15.4协议本身不支持任何优先级机制的情况,结合优先级调度策略和差分服务机制,对具有优先级级的时隙CSMA/CA机制进行全面数学建模,包括节点马尔科夫模型和信道马尔科夫模型,据此提出了一种非饱和状态下具有优先级的IEEE802.15.4时隙CSMA/CA机制性能的分析方法。通过比较分析,改进的机制对提高网络中高优先级数据包的传输性能具有积极作用。

CDMA时隙式非坚持CSMA多用户通信系统在电力线网络中的仿真研究

多通道随机通信系统的研究是一个新的课题,在以往的研究中,大多集中在固定分配多址接入方式,而本文引入了随机多址接入技术,以便在突发性事件中保持良好的性能,并采用蒙特卡罗方法对CDMA-时隙式非坚持CSMA多用户通信系统在不同因素影响下的网络吞吐量进行了仿真研究,证明了在随机多址接入技术中采用CDMA技术,可以明显改善系统的性能。

一种基于多层优先级和差分服务机制的CSMA/CA改进算法

针对CSMA/CA算法的回退指数变化固定、对第2次CCA检测信道为忙时的处理不当这2个不足,提出一种基于多层优先级和差分服务机制的时隙CSMA/CA算法。通过优先级设定不同的回退指数BE,采用CCA2失败时再执行1次CCA的方法来克服以上2个不足。OPNET仿真结果表明,该算法在吞吐量、网络时延、成功接入信道概率方面优于原CSMA/CA算法。

CDMA-CSMA混合协议在理想PLC网络中的应用

近年来,随着电力线通信的快速发展,电力线通信的多用户接入控制方式受到人们的普遍关注。本文提出了一种基于CDMA的时隙式非坚持CSMA多址接入协议,并根据协议建立了马尔可夫链数学模型,经过分析得到了影响网络性能的因素,并推导出了网络吞吐量性能的公式。最后定性定量地分析了不同因素对系统性能的影响。本文提出的CDMA-CSMA混合协议,有效地提高了上行信道利用率,且抗干扰能力和保密性能良好。

CDMA-CSMA多用户通信系统在配电网中的仿真研究

多通道随机通信系统的研究是一个新的课题,在以往的研究中,大多集中在固定分配多址接入方式。引入了随机多址接入技术,以便在突发性事件中保持良好的性能,并采用蒙特卡罗方法对CDMA-时隙式非坚持CSMA多用户通信系统在不同因素影响下的网络吞吐量进行了仿真研究。证明了在随机多址接入技术中采用CDMA技术,可以明显改善系统的性能。

6LoWPAN网络节点信道接入延时性能研究

为了优化6LoWPAN网络MAC协议性能,提出了一种基于饱和负载的时隙CSMA/CA机制的Markov链模型,并对协议主要网络参数进行了数学推导。基于该模型对节点平均接入延时及网络的信道接入概率等参数进行数值计算,重点分析了协议参数对网络延时性能的影响。数学分析表明,该模型较好地描述了基于饱和负载的IEEE 802.15.4 MAC协议的信道竞争接入机制,而合理的协议参数设置能够有效地改善网络节点平均信道接入延时性能。

随机接入移动无线传感器网络快速组网媒体访问控制

基于非时隙CSMA/CA随机接入机制的IEEE802.15.4MAC协议组网耗时过长,不能满足自组网实时通信应用需求。针对这一问题,分析了MAC组网流程中各步骤所耗时间,提出一种新的快速组网策略,采用预分配信道,将关联过程从间接传输简化为直接传输,改进CSMA/CA冲突避免机制以减少冲突。仿真实验和现场测试结果均表明,与IEEE 802.15.4协议相比,提出的快速组网策略使得信道冲突降低,组网时间更快,更符合实时通信需求。

基于非饱和负载的802.15.4网络能耗分析

为了优化802.15.4 MAC协议能耗性能,提出了一种基于退避时提前休眠的时隙CSMA/CA机制,并建立了该协议的Markov链模型。然后使用M/G/1排队系统理论对非饱和网络负载建模,并对协议主要参数进行了数学推导。最后基于该模型对网络节点能耗进行数值分析。理论分析和仿真结果表明,该模型较好地描述了基于非饱和负载的802.15.4 MAC协议,网络节点平均能耗得到有效改善。

基于预警优先级的ZigBee传感网络MAC层退避算法

针对无线传感器网络中有预警信息的高优先级数据包需要尽快传输,且IEEE 802.15.4协议本身不支持任何优先级传输机制的情况,提出了一种基于预警优先级的非时隙CSMA/CA自适应调整阶梯退避算法,并建立了离散时间马尔可夫分析模型,比较分析了网络中不同优先级节点的信道接入概率、网络吞吐量和传输延时,仿真结果表明,改进的自适应调整阶梯退避机制对提高无线传感器网络中高优先级数据包的实时传输性能具有积极的作用。

无线传感网络的广播时效性研究

无线传感网络的节点采用时隙CSMA/CA协议获取信道并广播数据。为了度量信息广播的时效性,提出了广播信息年龄(broadcast age of information,bAoI)的概念。广播信息年龄等于当前时刻减去刚刚广播成功的那个数据包的生成时刻。bAoI量化了每个节点的数据包的新鲜度,并且描述了节点在网络上快速广播数据包的能力。通过推导节点的传输概率和碰撞概率,建立了网络的等效传输模型。在此基础上研究和计算了网络的平均bAoI。通过仿真验证了平均bAoI随节点密度和到达率的变化规律。

基于提前休眠的802.15.4 MAC协议研究

为了优化802.15.4 MAC协议性能,提出了一种基于退避时提前休眠的时隙CSMA/CA机制,建立了该协议的Markov链模型,并对模型进行了数学推导。然后基于该模型对信道吞吐量和节点功耗进行数值分析。理论分析和仿真结果表明,该模型较好的描述时隙CSMA/CA机制,协议性能得到有效改善。