ZigBee网络CSMA/CA协议及典型网络拓扑性能仿真分析

ZigBee网络在未来物联网行业尤其是智慧城市的建设中将得到广泛的应用。CSMA/CA协议用于节点间数据传输时的信道争用机制,利用ACK信号来避免冲突的发生。介绍了ZigBee网络技术特点,阐述了IEEE802.11MAC层的点协调功能PCF和分布协调功能DCF,分析了CSMA/CA协议尽量避免碰撞的机制和MAC层成帧效率。基于OPNET仿真平台,搭建了星型、簇型和网状型三种典型ZigBee网络拓扑,设置了仿真场景和节点属性,分析了不同拓扑结构、不同节点数对网络吞吐量的影响。结果表明,三种典型网络拓扑中,网状型网络的吞吐量明显高于其它两种网络,但无论哪种网络,其吞吐量都随着节点数的增多而呈下降趋势。因此,在ZigBee网络的实际应用中,需综合考虑网络布设的拓扑结构和合适的节点数,提高ZigBee网络的通信效率。

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。

一种基于CSMA/CA的无线局域网协议的实现方法

论述了一种基于CSMA/CA的无线局域网协议的实现方法,按照IEEE8802.11协议标准以及通过无线传输特性的分析,提出了一种利用时间片的方法来实现CSMA/CA协议的方案,详述了基于时间片CSMA/CA协议的无线局域网适配器YH-WLAN工作过程,并给出了具体的实现方法。

CSMA/CA在CSMA/TDMA混合网络中的性能分析

CSMA/CA机制与TDMA在同频段共存时会存在相互干扰,为评估混合网络中CSMA/CA的性能表现,将TDMA视为周期性的干扰提出改进的二维Markov分析模型,能够计算不同条件下的CSMA/CA饱和吞吐量,并通过仿真实验证明了模型的有效性。同时讨论了TDMA时隙分配方式对系统性能产生的影响,仿真结果表明时隙均匀分配方式能保证较低的时延和时延抖动,而连续分配方式能使CSMA/CA获得较高的吞吐量。提出将基于最低信道需求时间的阈值计算方法与吞吐量分析模型相结合,用于在不同应用场景下进行时隙分配方式的选择。

有效支持智能天线在移动Ad Hoc网络中应用的多址接入协议

对智能天线在移动AdHoc网络(MANET)中的应用进行了研究.提出了自适应波束形成CSMA/CA(ABF CSMA/CA)协议.该协议利用RTS/CTS短分组对话实现信道预约,在RTS与CTS分组前设置了训练序列,收发节点的智能天线基于训练序列进行波束形成以传输数据分组与ACK.提出改进的"虚拟载波监测"机制进行冲突避免(CA).每个节点中设置两类网络分配矢量(NAV),用一个oNAV记录邻节点以全向模式占用信道的时间,用多个bNAV分别记录各邻节点以波束形成模式传输分组的时间.推导了信道利用率的近似计算公式并进行了仿真.结果表明,ABF CSMA/CA协议与智能天线的结合能够有效实现信道的空分复用(SDMA),显著提高网络的信道利用率.

无线局域网MAC层协议技术及退避算法

无线局域网是使用最广泛的通信技术之一,不需要铺设线缆,具有可移动性。通过分析MAC层协议技术对无线局域网数据传输效率的影响,探讨提高无线局域网数据传输效率的途径。阐述了MAC层协议技术和退避算法,包括MAC层的组成结构、协议内容以及DFC和CSMA/CA协议的工作原理。通过对传统退避算法进行改进,提高了无线局域网的信道利用效率,进而提升了数据传输速率。MAC层协议技术对无线局域网的数据传输效率有直接影响,通过对其碰撞检测和退避算法进行优化,能有效提升无线局域网的数据传输效率。

基于光纤传输的高速数据传输控制技术研究

随着互联网的快速发展,数据传输速度的要求也在不断提高。因此,研究高速数据传输技术具有重要意义。首先,对光纤传输技术进行了深入探讨,分析了光纤传输的原理和特点。其次,针对高速数据传输,提出了一种基于CSMA/CA协议与退避算法的高速数据传输控制技术。最后,本文对高速数据传输控制技术进行了实验验证。实验结果表明,基于光纤传输的高速数据传输控制技术可以显著提高数据传输速度。同时,该技术还具有较好的实用性和稳定性。

基于PCI总线的ARINC629数据通讯卡设计

经过对三种航空数字总线通讯方式的比较,在提炼出ARINC629规范终端功能的基础上,提出了用于波音等大型商用客机机载设备测试诊断平台的ARINC629数据通讯卡的总体设计方案;基于微机总线的发展趋势,将数据通讯卡定位为PCI板卡的形式,完成了数据通讯卡中协议电路、DSP控制模块和PCI总线接口的硬件设计,以及DSP模块程序、用户界面和驱动程序的软件设计,实现了通信协议,为机载电子设备的测试和故障诊断设备的研制奠定了基础。

无线局域网相关技术标准和组网技术

由于无线局域网的技术日趋成熟及应用的普及,可满足移动数据和多媒体连网的需要,其在广电领域渗透应用不是不可能的,因此有必要前瞻性地跟踪该技术。本文论述了无线局域网的相关技术标准及组网技术。

对野战地域通信网无线传输的干扰

在简介地域通信网的构成、特点的基础上 ,着重分析了地域通信网的关键技术 :MAC协议。而野战地域通信网网络性能主要取决于所采用的无线传输媒体的MAC(信道接入控制 )有关协议 ,重点介绍CSMA CD、CSMA CA协议 。

自适应速率规划的无线传感器网络传输优化模型

为减少无线传感器网络信道传输冲突,提升网络吞吐量,提出一种基于自适应速率规划的无线传感器网络传输优化模型。提出基于CSMA/CA协议的空闲信道检测模型,对相邻时隙对的传输信道状态进行概率分析,求出信道繁忙概率,使数据包主动避让减少冲突;基于信道状态模型提出一种自适应速率规划方法,根据传输任务的吞吐量需求,为节点分配最佳的数据速率。与基于QoS认知吞吐量域以及基于突发数据汇聚的随机时间域模型的CSMA/CA无线传感器网络的实验对比结果表明,该算法的数据包碰撞率分别减少了4.3%和7.1%,网络总能耗减少了15.4%和21.6%。

工业物联网密集场景中的演进型时隙分配机制

随着工业无线传感器设备数量的增加,传统IEEE 802. 15. 4 CSMA/CA协议已不能满足工业无线传感器网络密集场景。为此,提出一种演进型时隙分配机制,为密集场景下的工业无线传感器网络提供合理的时隙分配策略。基于当前最大时隙数构建可分配的时隙集合,根据退避状态指数和随机退避数计算位置指数,从而得到时隙分配方程,并依据该方程分配时隙数。通过不断演进CSMA/CA协议,建立状态转移模型。仿真实验结果表明,该机制可提高密集场景中时隙分配的公平性和传输命中率,降低数据发送延迟。

浅谈无线局域网技术

本文基于ＩＥＥＥＥ８０２．１１标准，介绍了无线局域网的标准体系网络结构和工作原理。

基于不同WIFI应用的节电策略

随着WIFI无线网络的普及，大家对无线网络产品有了更高要求。在“更省电、更环保、而不降低性能”的绿色理念的指引下，文中提出了一种基于不同WIFI无线网络应用的节电策略。

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。

车载自组织网络的竞争窗口自适应退避算法

随机多址接入协议对于保障车载自组织网络的服务质量(QoS)至关重要。由于该网络中车辆节点的高速移动特性使得网络拓扑变化频繁,固定的媒体接入控制协议机制会限制高动态自组织网络的整体服务质量。本文针对该问题,在CSMA/CA系列协议退避算法基础上,提出了一种基于车辆节点密度、信道占用因子和冲突门限的竞争窗口自适应退避算法(NCW-COCT)。首先,为使冲突概率最小化,以车辆节点密度和竞争窗口值为基础建立一维马尔可夫模型进而构造目标函数;其次,提出信道占用因子并结合最优冲突门限值,实现以车载自组织网络通信服务质量最优化为目标的竞争窗口自适应退避。仿真结果表明,NCW-COCT算法与同类的DCW算法和IM-BEB算法进行比较,吞吐量性能分别提升了11.64%和6.77%,丢包率分别降低了19.46%和13.29%。

无线通信系统接入层碰撞策略性能分析及仿真

针对无线网络中所遇到的争用信道发生碰撞的问题,对IEEE802.11DCF分布式协调功能下CSMA/CA协议的碰撞避免策略进行了研究,利用MATLAB对IEEE802.11的碰撞避免策略进行了仿真,根据仿真结果对其工作站数量和吞吐率关系、误符号率与竞争窗口等关系的性能进行分析,为无线通信系统的有效利用提供了有益参考。

浅谈Zigbee MAC层数据传输过程

传统的以太网容易形成数据堵塞,为了尽量减少数据的传输碰撞和重试发送,以太网中使用了载波监听多路访问/冲突检测工作机制,站点在发送数据的同时检测是否有冲突发送,以防止各站点无序地争用信道。