IEEE802.11e与IEEE802.15.3协议性能对比分析

IEEE802.11e和IEEE802.15.3两个协议在当今无线网络中应用的十分广泛,在详细描述了两者的信道接入机制的基础上,对协议性能进行了分析对比,并指出了各自适用的范围。

一种基于IEEE802.15.3协议物理层编码调制方案

本文分析了IEEE802.15.3协议的物理层采用的信道编码调制技术,给出了一种基于Turbo码编码思想的编码调制方案TTCM-MQAM,并与协议中采用的TCM-MQAM编码调制进行了性能比较。通过分析与仿真得出TTCM-MQAM相比于TCM-MQAM在性能上有很大的提高,对于IEEE802.15.3微网的传输有很重要的意义。

基于IEEE 802.15.3a的超宽带信道模型仿真

对于超宽带(UWB)无线通信技术来说,无线信道的特征直接决定了能否实现高速数据传输、低功耗、低复杂度的无线通信系统。基于多径传播、路径损耗、信道响应等参数,对IEEE 802.15.3a UWB技术的信道模型进行建模,并将RS编码和BPSK调制技术与UWB无线信道模型相结合,对4种环境下的传播情况进行仿真研究。结果表明,信道仿真的结论与实测数据结论一致性较好,所建模型能够准确反映和评估UWB无线通信的信道特征。

IEEE 802.15.3协议MAC层概述

讨论了IEEE802.15.3协议媒体访问控制层适合高速个域网传输的基本特点,分析了超宽带技术的发展趋势,并结合超宽带技术提出了目前IEEE802.15.3协议MAC层的主要研究热点,包括同步捕获、媒体访问控制、资源调度等。

基于IEEE 802.1AS的多跳时钟同步算法与系统实现

针对现有IEEE 802.1AS协议中单一主时钟无法保障多跳网络下高精度同步的问题,提出一种基于多属性决策的冗余时钟同步方法.首先,基于链路拥塞程度、节点拓扑属性和时钟源质量系数对时钟属性值进行建模;其次,采用多属性决策算法选取最佳主时钟并生成冗余时钟序列表;最后,利用FPGA(Field Programmable Gate Array)平台设计并实现冗余时钟同步系统,同时搭建真实网络环境对所提方法进行测试.结果表明,相较于现有方法,时钟同步精度提升了68%,主时钟失效后重新同步所需收敛时间减小了60%.

一种基于IEEE802.15.3 MAC协议的动态资源分配算法

介绍了IEEE802.15.3MAC协议及其QoS机制,分析了超帧中的CAP,针对实时VBR业务流,提出了一种动态资源分配算法,在性能上与平均资源分配算法进行了比较和分析,通过仿真验证了此动态资源分配算法能有效降低实时VBR码流的丢帧率,提高系统传输的QoS。

高速公路V2V通信中C-V2X和IEEE802.11p通信协议的比较

在概述C-V2X和IEEE802.11p通信技术发展概况及特征的基础上,依托OMNET++仿真平台,采用Veins和SUMO联合仿真技术建立起高速公路通信仿真场景,并进行C-V2X和IEEE802.11p通信协议丢包率和端到端时延等参数值的计算分析与性能比测。结果表明,C-V2X通信技术是高速公路新型信息基础设施建设的重要部分,因具备高可靠、高传输效率、低时延等优势,而成为国际主流公路通信标准;C-V2X和IEEE802.11p通信技术在安全应用时延方面均满足要求,但C-V2X在丢包率方面比IEEE802.11p更优。

一种改进IEEE802.15.3MAC协议机制的信道资源分配算法

本文简单介绍了IEEE802.15.3协议,分析了协议的MAC层QoS机制。针对实时VBR(VariableBitRate)业务流,提出了一种改进协议机制的信道资源分配算法,并在性能上与平均资源分配算法进行了分析和比较,通过仿真验证了此分配算法能有效降低实时VBR码流的丢帧率,提高系统传输的QoS性能。

C-V2X和IEEE802.11p协议下高速公路V2V通信技术比较

在概述C-V2X和IEEE802.11p通信协议优劣势的基础上,依托OMNET++和SUMO联合仿真平台,对不同车辆数目及运行速度影响通信性能的问题展开分析,并对C-V2X和IEEE802.11p通信协议的端到端时延、丢包率等进行了比较研究。结果表明,C-V2X和IEEE802.11p通信协议均能满足高速公路通信安全性方面的时延要求,但C-V2X在丢包率方面明显较优。

基于IR-UWB的高吞吐量、低延时MAC协议硬件设计

针对IEEE 802.15.4高速数据传输的应用场景,提出一种具有高吞吐量和低延时特性的定制化MAC协议。基于HRP UWB PHY对数据传输模型和吞吐量深入分析,并结合MAC协议的冲突避免载波侦听多路访问(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoid,CSMA-CA)和保障时隙(Guaranteed Timeslot,GTS)实时传输的特性,设计了该机制有效的管理流程。最后在Vivado中使用Verilog HDL对MAC控制器进行硬件设计和验证。仿真结果表明,与经典IEEE 802.15.4 MAC协议相比,该MAC控制器的吞吐量提高了26%,同时数据传输时延降低了17%。

基于IEEE 802.11高速无线局域网的速率自适应MAC协议研究

目前的IEEE 802.11标准在物理层提供了对多种发送速率的支持,然而在MAC层却没有规定速率自适应的方法。该文研究了高速IEEE 802.11无线局域网中的速率自适应方案。首先,提出了EACK协议,EACK使用基本速率发送MAC头,并在ACK帧中携带信道信息,因而能够较快速地响应信道的变化,同时具有少的开销;其次,在EACK基础上,提出了一种恒定发送时间(CEACK)的策略,CEACK能够克服传统IEEE 802.11DCFMAC协议的理论吞吐量上限,并且具有更好的时间公平性能,能够应用于高速的无线局域网。

IEEE 802.1x协议的认证机制及其改进

在分析IEEE802.1x协议认证机制的基础上,针对IEEE802.1x缺乏源真实性和完整性保护的缺陷,提出IEEE802.1x协议认证机制的改进方案(AIP)。该方案通过在EAPOL包中增加了一个Protection字段,可弥补IEEE802.1x的中间人攻击和会话劫持等缺陷。经性能分析,该方案相对原方案而言,具有源真实性和完整性保护等优点。

IEEE 1588协议在工业以太网中的实现

为满足电力等分布式测控系统对时钟同步的高精度要求,采用TI公司支持IEEE 1588协议的Cortex-M3核ARM芯片作为微处理器,设计并实现一种基于中断优先级的前/后台框架的精密时钟网络服务器。由于选用轻量级TCP/IP协议栈(LwIP)和简化同步协议设计底层通信软件,能减轻处理器负担,实时性能得到改善。测试实验结果表明,该设备同步精度高、稳定性好、成本低,具有较好的应用前景。

IEEE1588精确时间协议的研究与应用

为了解决TD-SCDMA系统中无线基站NodeB与无线网络控制器RNC之间的时间同步技术问题,改变全球定位系统作为惟一解决方案的现状,研究了IEEE1588V1及IEEE1588V2技术原理,综合比较了已有的网络时间协议NTP、简单网络时间协议SNTP等时间同步技术,结果表明,IEEE1588具有更高时间同步精度,符合TD-SCDMA系统时间同步精度要求。根据目前电信网络体系,设计了基于现有网络并结合IEEE1588技术的组网方案。

IEEE-1588协议时钟同步报文的精确时间标记方法研究

采用专用硬件在物理层标记(time stamping)时钟同步报文发出和到达的时刻是实现高精度网络时钟同步的基础。本文分析了IEEE-1588协议中Sync和Delay_Req报文的数据帧结构,提出了一种在以太网物理层(PHY)和MAC层之间的介质无关接口(MII)处检测同步报文的策略和实现精确时间标记的方案。并根据此方案采用Altera公司的CycloneⅠ系列FPGA芯片EP1C12Q240研制了相关的测试平台。在此平台上对10Mbps以太网环境中的时间标记精度进行了初步实测,标记精度优于500nS。

基于ARM的IEEE1588精密时钟同步协议的实现

为了达到以太网纳秒级的时钟同步,概述了IEEE1588(网络化测量及控制系统的精确时钟同步协议)的机理,对该算法实现纳秒级同步的方法进行细述,同时从工程实践的角度提出一种基于ARM的实现方法,软硬件结合实现IEEE1588协议,给出了实现方案和流程图,并给出相关的测试结果,证明其符合现代工业以太网应用对高精度时钟同步的要求。

基于IEEE1394的运动控制系统总线协议与同步机制研究

针对由CNC实现实时插补、由伺服节点完成位置闭环控制的数控平台,分析了基于IEEE1394的网络化运动控制系统的节点不同步问题,并进行了多节点同步测试。在该平台上,制定了总线通信协议,提出了基于CNC-RTX定时时钟的总线同步机制。实现了CNC根节点与4个分支节点的实时通信与控制,克服了多轴控制中各分支节点由于时钟漂移和网络时延以及上下位机采用不同的定时机制所导致的同步误差。实验表明,通信协议与同步机制可以满足数控通信需求,实现各节点的高度同步。

IEEE1588协议延时不对等问题的修正

IEEE1588同步协议在网络化测控系统中得到了广泛应用,其时钟同步精度直接影响测量仪器的准确度。详细分析了交换设备固有延时时间不对等和线路传输延时不对等问题对IEEE1588同步协议的影响,并针对性地提出了修正方法。采用能够记录报文时间戳的交换设备,修正了交换设备固有延时不对等引起的同步误差;测量线路传输延时时间差后,通过软件方法修正了线路传输延时不对等引起的同步误差;最后对从时钟频率进行了修正,提高了从时钟同步的稳定性。实验结果表明,所提出的修正方法行之有效,可将同步精度提高至50 ns。

IEEE1588协议在网络测控系统中的应用

在基于网络的测量与控制系统中,对分散节点间的时钟同步有很高的要求。IEEE 1588标准的精确时钟协议为测控系统的时钟同步提供了一种简单可行的途径。分析了精确时钟协议实现的原理和算法,针对测控系统中对时钟同步精度的需求,研究了系统内选择最优主时钟的算法和实现,以及硬件辅助检测时间戳的方法和应用。最后以以太网为例,对设计的方法进行了精度测试,验证了在测控系统中应用精确时钟同步协议能够满足系统的应用需求。

综合业务城域网IEEE802.5预约级协议改进策略

预约是局域网(LAN)中常见的存取方式,尤其以环形LAN的IEEE802.5预约级协议著称。为了在综合业务的环形城域网(MAN)中利用预约级协议,必须考虑综合业务的特点,对IEEE802.5预约级协议进行改进。其出发点是既要尽可能保证高优先级信息能提前预约,又要防止出现低优先级信息(特别是最低优先级信息)长时间得不到发送的局面。该文提出的“高预约级中断策略”,比较合理地解决了这一问题。其实质是在合理范围内牺牲高优先级业务的服务质量,换来部分提高低优先级业务的服务质量。模拟实验表明,改进后的IEEE802.5预约级策略适合于综合业务MAN的利用。