一种802.11DCF性能分析的简单方法

为了简化全互连环境饱和情况下IEEE802.11DCF的性能分析方法,采用了一种简单的盒子-球模型。研究了将活跃结点发送报文时的碰撞转换成对相同数目的球独立随机放入多个盒子问题,盒子数目与活跃节点的平均竞争窗口相关。当有多个球恰巧落入同一个盒子中时,表明相应时刻会有碰撞发生。针对结点重发次数有限的实际情况,将发送结点的状态变化看作一个一维有限状态的马尔可夫过程,提出了一种基于虚发送周期和平均竞争窗口的计算802.11DCF容量的简单方法。仿真结果验证了该方法的合理性。

IEEE802.11DCF机制的三维Markov模型分析与仿真

IEEE802.11分布式协调机制(DCF)是颇具影响力的无线网络标准,协议基于载波检测/碰撞退避多址接入协议和时隙退避算法。针对IEEE802.11DCF饱和状态不能解决无线网络复杂的工作机制,提出三维Markov链(3M)模型,分析IEEE802.11DCF的非饱和性能,各站点在发送成功后随机产生新的数据分组,且到达率满足Poisson分布。三维Markov模型的仿真与理论分析吻合,这表明3M对系统的吞吐率、延迟性能、稳定性等参数有明显的提高与改善。

802.11DCF机制的改进二进制指数退避算法

为了弥补802.11DCF机制的缺陷,通过调节网络节点竞争窗口CW的大小和增长速度来改进该机制的指数退避算法。改进的算法可以使得处于信道冲突严重时的节点获得较多的信道接入机会。

基于随机Petri网的IEEE 802.11DCF协议建模

本文首先提出了增强广义随机Petri网,增加了标识相关弧多样性和实施函数等特性,扩充了广义随机Petri网的模型功能,并给出了EGSPN的性能分析方法,建立了基于随机Petri网的802.11协议模型,并以RTS/CTS访问方式下协议性能计算及结果分析为例验证了该方法的有效性。

一种基于IEEE802.11DCF的VANET自适应退避算法

本文通过分析IEEE802.11DCF的二进制退避算法,提出了适用于VANET(车载自组网)的一种自适应退避算法。此方法通过统计发送节点处RTS、CTS和数据帧因冲突或者链路断开重发的次数来计算发送节点的拥塞系数,并依据发送节点拥塞情况的不同自适应性的改变节点退避时间的长短,从而在整体上很好的控制了整体网络拥塞。仿真结果表明,此算法一定程度上提高了信道利用率,增加了吞吐量,同时也缩短了节点抢占信道的时延,适合于大数据量的业务传输。

改进的非理想信道IEEE802.11DCF性能分析模型

为了提高分析的精确性,考虑发送成功的站点可能连续发送和重传次数限制的影响,给出了分析非理想信道下IEEE 802.11 DCF性能的改进二维马尔可夫链模型,用该模型对IEEE 802.11 DCF访问机制进行分析,求出饱和吞吐量和平均帧时延表达式。通过仿真进行了验证。

面向路径的无线多跳网络端-端吞吐量分析

基于802.11 DCF机制的无线多跳网络性能深受MAC层的介质访问机制和上层路由机制相互作用的影响.本文面向自组织网络路径,给出了端-端最优吞吐量的模型以及计算其上下界的方法.本文的研究更加注重无线多跳网络的实际特性:分组调度可以任意方式调度,节点的载波侦听范围大于其传输范围.研究发现路径的端到端吞吐量与路径长度、分组发送速率和分组调度策略等因素密切相关.本文还分析了其他因素对端-端带宽的影响程度.本文从面向路径的分析模拟工作中得出的一些独特结论相信将有助于上层应用程序以及路由协议的研究.

一种适应于静态Ad Hoc网络的高吞吐量MAC协议

针对稠密部署adhoc网络中暴露节点问题引起的网络空间利用率低、吞吐量下降的问题,提出一种包侦听多路接入/冲突避免(packet sensing media acces swith collision avoidance,简称PSMA/CA)MAC协议.在PSMA/CA协议中,节点通过信道侦听和邻近节点集交换获取两跳范围内邻近节点信息,暴露节点在发送数据之前,首先侦听网络中当前会话,得到会话双方地址,根据两跳范围内邻近节点信息计算当前会话与欲建立会话之间的关联度,当会话关联度小于信噪比要求时,允许暴露节点建立会话.PSMA/CA协议允许满足条件的暴露节点建立并行会话,以提高网络空间利用率.仿真结果表明,与802.11DCF相比较,PSMA/CA协议下平均网络吞吐量增加20%.与其他针对暴露节点问题提出的算法相比较,PSMA/CA不需要节点间同步,对现有无线网络硬件设备也没有提出新的要求,具有更强的适应性.

基于无线Ad Hoc网络的多移动机器人系统

介绍了无线自组织网络及其发展现状和多移动机器人系统。概述了IEEE 802．11DCF协议,并在此基础上阐述Ad Hoc技术用于多移动机器人系统的应用前景,提出了一套实际方案。

无线媒体接入控制退避算法研究

介绍了几种用于分布式无线媒体接入的典型退避算法,对几种算法的吞吐率、时延、公平性、稳定性等性能进行了比较和讨论,分别指出了它们的优点和不足,并说明了造成这些差异的内在原因。基于快速冲突解决算法和二阶竞争解决算法的基本思想,提出了一种高稳定性的二阶竞争快速冲突解决算法DSC-FCR。

一种无线局域网节能协议研究

提出了一种基于802.11DCF的分布式报文驱动节能协议802.11PS协议,通过使结点在既不能发送又无需接收时进入睡眠状态来节省其能量消耗。采用近似方法分析了协议在全互连网络中的节能性能,并通过仿真验证了近似分析的合理性。结果表明,在没有接入点的无线局域网环境中,当网络负荷较高时,802.11PS协议能够有效降低网络结点无线网卡总功耗(最多可节能70%以上),并且其时延和吞吐率性能仍与802.11DCF协议大体相当。协议无需全网同步,也可用于多跳ad hoc网络。

无线局域网能耗性能分析

为得到IEEE 802.11分布式协调功能(DCF)在无线局域网环境中饱和状态下的能耗性能,根据节点在每一虚拟时隙内发送的报文概率和条件碰撞概率,通过计算节点在每个虚拟时隙内的平均能耗和每个虚拟时隙的平均系统时间,得到了节点的平均功耗和网络的载荷能耗率.分析结果表明:报文越长、信道速率越高,网络的载荷能耗率越低,能耗性能越好;网络的载荷能耗率与网络规模呈近似线性关系;随着信道速率的提高,基本接入机制将逐渐显示出较RTS/CTS接入机制更大的优势;当网络超过一定规模时,节点的平均功耗主要取决于接收功耗,而发送功耗、空闲功耗仅对其有微弱影响.

基于NS2的无线网络传输性能仿真分析

探讨了IEEE 802.11 DCF的特点和NS2的结构、功能和仿真原理。通过NS2对无线网络传输性能进行仿真测试,并提出了改善无线网络效能异常现象的有效方法。

IEEE 802.11功耗分析

为得到IEEE 802.11DCF在全互连网络饱和情况下的功耗,采用“盒子-球”模型对报文碰撞问题进行了研究。通过将发送结点的状态变化看作一个状态有限的一维马尔可夫过程,运用一种基于虚发送周期和平均竞争窗口概念的方法分析了IEEE 802.11DCF的功耗性能。结果表明,报文长度、信道速率等因素对协议功耗性能只有微弱影响;结点数达到一定程度之后,协议功耗主要由接收功耗决定,与发送功耗关系不大。

一种中小型无线自组网信道接入协议设计

阐述了目前主流的无线自组网信道接入协议,并针对目前工程应用环境提出了一种改进的无线自组网信道接入协议——信道预约多址接入(CAMA)协议。CAMA协议基于IEEE802.11DCF协议思想,通过对物理信道的动态划分,将控制信道与业务信道相分离,实现了业务数据在业务信道的无冲突发送,改善了网络的信道利用率和传输的可靠性。

一种适用于窄带无线局域网的信道接入协议

在分析了IEEE 802.11协议的基础上,提出了一种应用于低速率无线局域网环境下的信道接入方法,对其性能进行了分析,通过对仿真结果的比较,得到了该协议在窄信道环境下性能要优于IEEE 802.11的结论,同时验证了理论分析的正确性。

基于拟生灭过程的多跳Ad hoc网络洪泛方式下拥塞控制及饱和条件研究

802.11Ad hoc网络中拥塞控制是保证网络稳定性的重要因素。拥塞发生时,通常的做法是控制流量,而研究网络何时出现拥塞则是目前的首先任务。针对多跳Ad hoc网络,对单个节点的数据发送过程,考虑包的最大重传次数、数据包的缓冲队列,提出一种新的基于802.11MAC接入协议DCF Basic Access机制的无限状态拟生灭过程模型。研究了在洪泛方式下为避免网络到达饱和状态,节点MAC层上数据包的到达率应满足的条件。指出在DCF协议下到达率对网络状态的影响。与现有文献的区别是,从网络层的角度进行研究,提出了一种新的更精确地描述数据发送过程的模型。给出了多跳Ad hoc网络中稳定性与数据到达率的数学关系式,为多跳Ad hoc网络的拥塞控制提供了一个重要的参考。

一种无线网络中有效的MAC层信道竞争方案

在研究IEEE802.11DCF的基础上,提出了一种简单有效的无线局域网MAC层冲突解决机制(PBCR),主要通过均匀分布站点的退避计数器值来达到减少冲突的目的.建模的计算结果和仿真的统计结果都表明PBCR在性能上,包括吞吐量,公平因子以及发送延迟等方面比DCF有显著的提高.

面向多跳无线网络的无冲突MAC协议

多跳无线网络中隐藏节点导致节点之间的冲突频繁、数据重传率高、网络吞吐量下降.而802.11DCF中的RTS/CTS(ready-to-send/clear-to-send)机制不能有效地防止隐藏节点,特别是随着网络中节点通信速率的提高,由于节点的信噪比要求也相应提高,接收节点受到更大范围内隐藏节点的干涉,RTS/CTS机制防止隐藏节点的效率急剧降低.首先,在考虑网络积累干涉以及环境噪音的情况下分析了多跳无线网络中的隐藏节点问题.然后,提出一种双信道无冲突MAC(media access control)协议DCCFMA(double channel collision free mediaaccess).DCCFMA协议采用双信道结构,接收节点根据数据信道中发送节点的信号强度动态调节控制信道的发射功率,以完全覆盖接收节点周围所有的隐藏节点,保证接收节点在接收过程中不受干涉.DCCFMA协议能够有效地解决多跳无线网络中的隐藏节点问题.仿真结果表明,与802.11DCF相比,DCCFMA机制下的平均网络吞吐量增加了24%.

无线自组织网络退避算法综述

介绍了退避机制在无线自组织网络中的作用,指出了IEEE802. 11标准中使用的二进制指数退避算法存在的不足。对当前已提出的多种典型退避算法进行了分类介绍,对各类算法的特点及相关问题进行了讨论。最后阐明了无线自组织网络退避算法研究的发展趋势。