不完美碰撞检测的CSMA/CA协议性能分析

传统中低轨小卫星群的移动自组织网络中,卫星采用半双工载波侦听/碰撞规避协议(Carrier Sensing Multi-access/Collision Avoidance,CSMA/CA)接入控制信道。为避免半双工模式"盲听"对碰撞感知存在的延时,提升接入效率,卫星需要工作在碰撞检测和数据接收同步进行的全双工模式;同时由于卫星通信特点,残余自干扰带来的不完美碰撞检测不可忽略。针对以上需求,设计了一种全双工CSMA/CA协议,对接入流程和参数进行了详细描述;研究了自干扰抑制度和检测门限等与虚警率、漏检率的数学关系;推导了系统吞吐量的解析表达式,并仿真探究了初始竞争窗口长度等参数的优化设计准则。仿真结果表明,通过合理选取参数,该协议能在存有不完美碰撞检测的情况下,实现吞吐量的提升。

利用单片机实现载波侦听多址接入

介绍了载波侦听多址接入 (CSMA)技术 ,比较了 3种坚持算法 ,采用P 坚持算法 ,解决了网络中分配给传输信息量少的节点的时段不能被充分应用、节点数据量大、时段不够用 ,以及多节点同时通信时产生冲突等问题。利用C5 1语言实现了单片机AT89C5 2载波侦听控制功能。

认知无线网络中具有保护间隔的非时隙载波侦听多址接入方案的性能分析(英文)

提出了在认知无线网络中具有保护间隔的非时隙载波侦听多址接入方案,并对其性能进行了分析.通过概率分析方法得出非授权用户的吞吐量及干扰率等认知无线网络的性能指标,数值结果显示本方案具有较好的性能.

带碰撞避免机制的多址接入协议能量效率研究

研究了在自组织网络环境下CSMA/CA协议的能量消耗性能,并与传统的CSMA协议能耗性能进行比较。阐述了自组织网络中的隐藏终端和暴露终端问题,并分析CSMA/CA协议相对传统CSMA协议对该问题进行的改进。仿真结果表明,相对非坚持CSMA协议,CSMA/CA协议能够获得的能量效率更高,并且对网络负载的敏感性更低,在网络负载较高时也具有较高的能量效率。

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。

一种竞争型的临近空间通信网多址接入协议仿真

为实现移动终端对临近空间物理链路资源的有效共享,提出将基于竞争机制的载波侦听型多址接入协议(CSMA)应用到临近空间通信网中,并采用理论推导和OPNET建模仿真的方法对其吞吐量和时延性能进行了分析。仿真结果表明,在常规的用户数量下,CSMA协议能够保证较大的吞吐量和较低的端到端时延,可以很好地应用于临近空间通信网。

WSN中碰撞时长可变的三时隙P坚持CSMA协议分析

随机多址通信方式是计算机通信研究中不可或缺的一部分,针对传统的P坚持载波侦听多路访问(P-CSMA)协议对无线传感器网络(WSN)系统的传输控制并解决系统的能耗问题,提出了一种在WSN中碰撞时长可变的三时隙P-CSMA协议。该协议在传统的双时隙P-CSMA协议中加入了碰撞时长b,将系统模型改为三时隙模型,包含信息分组发送成功的时长、发生碰撞的时长以及空闲时长。通过建模分析了该模型下系统的吞吐量、碰撞率以及空闲率,发现通过改变碰撞时长可以降低系统的损耗。相比传统的P-CSMA协议,该协议使系统性能得到了改善,并使得在基于电池模型得到的系统节点的生命时长明显延长。通过分析,得到了本协议的系统仿真流程图。最后通过对比分析各个指标的理论值和仿真值,证明了理论推导的正确性。

一种CSMA与动态预约TDMA相结合的混合多址接入策略

针对移动自组织网络要承载实时和非实时业务的要求,提出一种的CSMA与动态预约TDMA相结合的混合多址接入策略,详细介绍了该策略的时隙分配算法。CSMA机制保证网络中每个节点公平高效的接入信道,动态预约TDMA机制确保有实时业务的节点能够准时无碰撞的接入信道,两种机制的结合使用,满足了实时和非实时业务同时传输的要求,充分的利用了带宽资源。

基于自适应p持续的移动自组网信道接入和资源分配算法

针对基于p持续的移动自组网(MANET)信道接入和资源分配问题,提出一种具有低复杂度的自适应信道接入和资源分配算法。首先,考虑到自组网无中心分布式组网特点,以每个节点的信道利用率最大化为目标建立优化问题;其次将该问题建模为马尔可夫决策过程并定义状态、动作和奖励函数;最后基于策略梯度训练网络参数,联合优化竞争概率、优先级增长因子以及通信节点数量。仿真实验结果表明,所提算法可以显著提高p-持续载波侦听多址接入(CSMA)协议的性能,与固定竞争概率和p值预定义的方案相比,所提算法的信道利用率提高了45%和17%;此外,当节点数量小于35时,所提算法优于固定接入节点数量的方案。同时,在节点数据包到达率较高时,所提算法可以充分利用信道,减少时隙资源浪费。

一种量子局域网方案及其性能分析

提出了一种基于纠缠交换和经典交换的量子局域网方案.采用载波侦听多址/碰撞检测协议实现多址,由经典交换机传送建立和释放信道等控制消息,通过纠缠交换建立收发端光子的纠缠,基于量子隐形传态的原理传递量子信息.对该量子局域网进行性能分析,结果表明系统传输量子信息的吞吐率随着通信双方成功建立纠缠的概率、发端成功进行Bell态测量的概率和接收端成功检测到发送量子比特的概率增大而显著增加.

基于M/G/1/K排队理论的IEEE 802.15.4网络吞吐量分析

针对IEEE 802.15.4时隙载波侦听多址接入与碰撞避免(CSMA/CA)算法,利用二维Markov链分析方法提出了一个网络分析模型。该模型特别考虑了IEEE 802.15.4协议的休眠模式以及退避窗口先于退避阶数(NB)达到最大值的情况。在此基础上,结合M/G/1/K排队理论推导得到了吞吐量的表达式,进而分析了网络在非饱和状态下数据包到达率对吞吐量的影响,利用模拟平台NS2进行了仿真。实验结果显示理论分析结果与仿真结果可以较好地拟合,并能准确描述网络吞吐量的变化,验证了分析模型的有效性。

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。

具有节点访问公平性的WLAN改进退避算法

以获得无线局域网(WLAN)尽可能大的吞吐量和尽量小的丢包率与平均延迟为目标,对无线局域网MAC协议中影响网络性能的载波检测机制,特别是冲突退避算法进行了深入研究.通过对现存冲突退避算法的分析,提出了一种充分考虑了节点对网络访问的公平性的改进退避算法.通过基于NS2网络仿真平台的设计与实现,对所提改进算法进行了性能仿真.结果表明,由于算法中对发送站和非发送站,根据监测到先前包是否冲突情况,采用不同的退避窗口调节策略.不仅保证了节点间数据包发送的公平性原则,其吞吐量、丢包率和包平均延迟性能都获得一定程度的提高.

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。

传感网中基于时间帧的信息场变速率模型

该文在构造传感器网中的信息位势场时,出于实际应用考虑,提出一种基于时限调度方案的新可变速率方法,可以进一步减少碰撞和提高节能效果。该方法结合CSMA和TDMA功能的同时克服了原有缺点。时隙0作为前一个时隙通知附近节点通信的标志时刻,在前一个时隙发通知信息的时刻,每个节点都精确地知道临近节点的调度信息。此过程采用了多速率和能量调整方法,同时使用可接受速率而非最高速率传输数据来进一步达到节能目的。实验中在一个能量有效数据比率下,数据比率用于动态校正交通负荷类节约能量。实验证明,与Z-MAC相比该文的局部帧预调度和多速率的特点能达到更好的节能效果,在传感器网络中有很好的应用前景。

以太网与控制网的性能仿真评估研究

在这篇论文中 ,我们主要讨论了以太网和控制网的介质访问控制 (MAC)子层的网络工作机理 ,对采用带碰撞检测的载波侦听多点访问方式 (CSMA/CD)的以太网总线和采用令牌传送的控制网总线作了详尽的比较 ,并用仿真方式比较了它们的传输时间和数据编码效率。

一种半双工EPON系统的性能分析(英文)

提出了改进的上行光环回技术和冲突检测技术以解决现有全双工CSMA/CDEPON方案中上行环回光功率损耗过大和冲突检测实现困难等问题 提出了一种半双工CSMA/CDEPON方案 通过理论推导和仿真验证 ,说明了虽然接入网系统中上 /下行业务量往往是高度不对称的 。

带睡眠机制的IEEE 802.15.4 MAC协议性能分析

针对IEEE 802.15.4中的周期性睡眠机制,提出了一种IEEE 802.15.4 MAC协议实时应用中完全基于时隙分析的精确建模方法.该方法把IEEE 802.15.4的睡眠机制以及载波侦听多址接入/冲突避免（CSMA/CA）机制同时纳入考虑,将整个超帧以退避时隙为单位进行划分.通过对2个机制精确到时隙的建模,分析了网络负载以及占空比特别是睡眠机制对能耗、吞吐量及平均服务延迟等网络性能的影响.NS-2仿真结果表明,该模型可准确预测实时应用中IEEE 802.15.4网络性能,且在相同数据率条件下占空比适当的睡眠机制可使得能量消耗以及网络吞吐量达到最优值.

基于MATLAB的TDMA/CSMA混合协议仿真分析

TDMA(时分多址)和CSMA(载波侦听)是两种常见的Ad Hoc网络多址接入方式,两种方法各有利弊。TDMA避免了节点之间的冲突,但是平均时延随着网络规模的扩大而急剧增长,当某节点在给定的时隙内没有发送请求时,会产生空时隙,造成资源浪费;CSMA采用竞争的方式,当网络规模扩大时,节点的碰撞概率很大,信道利用率降低。根据两者的特点,提出了TDMA/CSMA混合多址接入协议,采用固定分配和动态分配相结合的方式,进一步提高网络吞吐量、降低平均时延,并通过MATLAB软件对协议进行仿真建模,验证其性能。

基于能量收集的无线传感网MAC接入机制性能分析

该文在IEEE 802.15.4的MAC接入协议基础上,考虑了能量收集情况,提出了一种基于时隙分析的CSMA/CA分析模型。通过Matlab仿真结果表明,在相同的能量收集情况下,网络吞吐量随着占空比的增加而增加,但随着节点数目的增加,吞吐量随之减小;在定范围内,网络吞吐量会随着能量收集的增加而增加。