探究无线局域网与IEEE80211协议

无线局域网是现代计算机技术发展产物,其是对有线网络的一项重要补充,无线局域网采用无线电波作为通信的主要媒介,因此在硬件架设或使用上与有线网络相比,都具有明显优势。无线终端设备在无线局域网范围内,可以自由移动,并不会对设备的应用造成影响。

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。

IEEE 802.11i协议的形式化分析

在Furqan提出运用串空间理论对IEEE802.11i协议进行形式化验证的基础上,对IEEE802.11i协议的串空间模型进行了改进,并证明了Furqan没有证明的保密性以及服务器的认证性。分析结果证明,在目前的攻击者模型中,IEEE802.11i协议是安全的。

基于IEEE802.11协议的EDCC算法研究

该文对IEEE 80 2 .11协议的DCF功能进行了研究 ,在分析原有的DCC算法的基础上 ,对其进行了改进 ,提出了一种增强型的DCC算法———EDCC算法 .原有的DCC算法虽然能够有效地减少高负荷网络中各节点接入共享信道的碰撞次数 ,但其没有有效地利用高负荷网络中连续两次发送时隙利用率的相关性对时隙利用率进行平滑处理 ,导致对时隙利用率的估值与现实中的结果存在偏差 .改进后的EDCC算法采用一维自回归滑动平均模型ARMA(α)平滑处理的方法 ,改进了原有DCC算法对时隙利用率估计方差较大的缺点 ,提高了DCC算法的性能 .

基于IEEE 1588时间同步协议的cRIO数据采集装置的设计与实现

设计并实现了一种基于cRIO的远程分布式数据采集系统。该系统利用cRIO特有的1588插件设计了时间同步程序,以及数据采集、触发保存、本地保存和数据TCP/IP上传程序。数据采集测试结果表明,该系统短期同步精度可以达到亚毫秒级,长期测试同步精度为毫秒级。该同步系统可应用于煤矿井下光纤微震监测系统中。

IEEE802.15.4协议性能分析实验设计与实现

为了探索IEEE802.15.4协议实验教学,首先对实验内容进行了归纳,然后应用IEEE802.15.4/Zig Bee仿真模型设计了IEEE802.15.4协议性能分析实验方案,详细给出IEEE802.15.4/Zig Bee仿真模型的参数配置,最后分析了参数SO、BO、NB、BE和负载对网络性能的影响。该实验方案应用到教学中,加强了学生对抽象、复杂知识的理解,填补了IEEE802.15.4协议教学中的一项空白。

基于IEEE802.15.4的Ad hoc网络路由协议研究

Adhoc网络是一个自组织、动态拓扑变化的网络。由于具有低成本、低功耗的特点,基于IEEE802.15.4的Adhoc网络将得到广泛的应用。文章在分析AODV协议的基础上,提出了适合基于IEEE802.15.4的Adhoc网络的M-AODV协议。并在NS-2中对该协议作了仿真,在性能上和AODV协议作了比较。

无线自组织网络中的IEEE802.11 MAC协议的研究

IEEE802.11 DCF作为无线局域网的MAC层规范被广泛应用于无线自组织网络的仿真和测试中。通过研究发现即使在拓扑不变的条件下,使用表驱动路由协议DSDV,TCP流仍然存在不稳定和不公平现象,本文分析了问题产生的原因,提出了基于网络负载的解决问题方法。

基于IEEE 802.15.4协议的虚拟仪器的设计与实现

利用虚拟仪器技术,设计并实现了一套基于IEEE 802.15.4协议的无线传感器网络分析仪.采用MVC设计模式将系统软件模块的用户交互界面与业务逻辑处理分离开来,提高了应用程序的可扩展性,实现了数据帧解析,实时显示网络拓扑结构等功能.为了处理来自串口的缓冲数据,提高处理质量,使用了一种基于自适应线程池技术的数据处理方法.实践应用结果表明,该套分析仪器已经满足了系统设计的需求,对无线传感器网络的理论和应用研究具有一定意义.

基于IEEE1451.2协议的变送器接口TⅡ设计与实现

IEEE1451.2标准定义了智能变送器接口模块STIM和网络适配处理器NCAP之间的TⅡ接口协议,使传感器具有了即插即用功能,文中主要完成了TⅡ的设计。分析了变送器独立接口TⅡ模块的定义和工作原理;进行了变送器独立接口TII硬件电路设计,并给出了工作模式;进行了接口的时序测量。研究表明:设计的变送器独立接口TⅡ,在时序等性能上符合IEEE1451.2标准,可应用于IEEE1451.2的网络化传感器研究。

一种基于IEEE 802.11的多速率自适应MAC协议

提出了一种新颖的基于连续ACK帧统计信息的IEEE 802.11多速率自适应MAC协议EARF(EnhancedARF),其主要思想是:每一个速率有各自的成功阈值——速率升高的门限值,并且该值根据信道状况(用延时因子量化)动态地变化。协议不需对现有的IEEE 802.11标准做任何修改,因此易于通过编写驱动程序实现。仿真表明在大多数信道条件下,该协议性能较现有的基于ACK帧统计的速率自适应协议如ARF,ARF3-10都有较大的提高。