无线自组网MAC层协议典型的退避算法分析与仿真

MAC层协议的退避算法对Ad Hoc网络的性能有着重要的影响,研究不同退避算法的性能,对协议在实际网络中能否具体应用具有重要意义。文章介绍了Ad Hoc网络BEB退避算法和MILD退避算法的原理,分析了退避算法中几个主要参数对网络性能的影响,并利用OPNET软件对两种退避算法的性能进行了仿真,从而为实际网络环境下评估MAC层协议的性能提供参考。     

基于竞争估计的无线传感器网络改进退避算法

由于在无线传感器网络中节点数量众多,经常会导致通信阻塞、误码和丢包的情况,为了提高在无线传感网络内工作节点的通信质量和效率,针对IEEE 802.15.4协议中退避算法不能反映网络竞争情况和易产生不公平现象的缺陷,提出了一种改进的自适应退避算法.通过统计节点的发包成功率和信道使用率估计局部信道的竞争程度,并根据竞争状况自适应地改变退避计数器的取值,提高信道利用率的同时避免频繁的碰撞,以达到改善网络性能的目的.通过仿真结果表明,激烈竞争时改进算法的数据投递率比传统的二进制退避算法提高了约5.8%,并且大幅改善了网络的公平性,为推动物联网的发展提供了可靠保障.     

Z-MAC协议改进算法

为改善Z-MAC协议在不同网络流量下的表现,通过对Z-MAC协议的分析,在该协议原有退避算法基础上,提出了一种基于流量的自适应退避算法。相对于原有算法固定长度的退避窗口,该算法可以根据网络流量的变化动态调整退避窗口的大小,从而提高了协议的灵活性。通过NS2.26软件仿真分析,实验结果表明,该算法在吞吐量、丢包率、延迟等多个方面均优于原有算法。基于流量的自适应退避算法可有效改善Z-MAC协议的性能。     

基于多跳性的无线自组网EDCF协议改进及仿真

传统的MAC层EDCF协议在无线自组网有广泛应用,但EDCF的BEB退避算法未考虑自组网多跳性的特点,对所有的数据用同样方法分配退避窗口,结果导致剩余跳数多的数据时延大幅增加.对BEB算法进行了改进,对剩余跳数多的数据分配较小的退避窗口,增强信道接入竞争力,并用OPNET对算法进行了仿真.仿真表明,改进后的MAC接入机制能有效降低端到端时延.     

多优先级无时隙CSMA/CA算法研究

IEEE802.15.4的无时隙CSMA/CA算法没有对数据进行分流的能力,基于此,提出了一种针对带有多优先级数据处理的无时隙改进算法。改进后的算法会对高优先级数据采取减少退避计数器计数和碰撞窗宽的策略,对不同优先级的待发数据采取相应的处理方式。算法通过接入网络延时和网络吞吐量来反映数据在网络中的优先级别;同时引入数据发送的接入概率,提出接入-吞吐积概念作为评价算法优劣的标准。引用马尔可夫链模型对算法进行了分析,并使用MATLAB软件进行仿真。     

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。     

基于冲突概率和发送概率的退避算法

IEEE 802．11e协议是在802．11 MAC协议的基础上考虑到支持服务质量（Quality of Service,QoS）而提出的,其中增强分布信道接入机制EDCA可应用于AdHoc网络．但EDCA机制仅提供了对业务优先级的区分,并没有考虑吞吐量和延迟等性能．为此,提出一种基于冲突概率和发送概率的CTPB（Collision and Transmission Probabilities based Baekoff）退避算法,该算法能有效地提高EDCA机制的延迟性能,并且没有影响AdHoc网络的吞吐量．     

基于传感网络和PC＿DSR GA的泄漏源定位系统

为实现在实验室内快速定位气体泄漏源,提出了一种基于传感网络和PC_DSR GA的泄漏源定位系统。泄漏源定位是指根据气体扩散特点结合标记点坐标及该点气体浓度差异反算泄漏源,为此设计了基于CSMA/CD及自适应CRC校验退避的485总线通信协议,可更及时准确地获取标记点气体浓度,配备云台摄像头通过特征识别技术计算标记点坐标,提出一种基于高斯模型和PC_DSR GA的气体泄漏源反算算法。该算法以破坏自修复机制抑制GA的早熟,以保优策略保证种群最终收敛,实现更精确的定位泄漏源。实验结果表明,该系统传感网络可靠性强;所提算法与传统GA、混合遗传-NelderMead算法相比泄漏源定位精度更高,平均相对误差低于5%。     

IEEE802.16中一种基于初始退避窗的冲突解决方案

IEEE802.16在上行链路采用时分多址接入方式,并引入了按需分配多址接入方式用于资源竞争与预留,这使得各用户站(SS)之间存在冲突,导致系统性能下降。本文根据I EEE802.16协议推荐采用的冲突解决算法,利用二维马尔可夫链描述二进制退避算法,分析了吞吐量与延时,并通过归一化处理,定义了代价函数。通过仿真,获得了系统性能达到最优时,最佳初始退避窗口值与用户数的关系。     

基于LightGBM的LAA/Wi-Fi混合网络的竞争窗口自适应预调整

授权频谱辅助接入技术(License Assisted Access,LAA)可以把LTE网络部署在未授权频段上.为了与Wi-Fi网络友好共存,LAA网络采用先听后说(Listen Before Talk,LBT)机制.但是,LAA和Wi-Fi共存网络的性能很大程度上取决于LBT中的退避机制,而竞争窗口的增加则是由当前...     

Mathematical Analysis of Energy Efficiency in IEEE 802.11 DCF

The standardized IEEE ,802. II distributed coordination function （ DCF） provides a contention-based distributed channel access mechanism for mobile stations to share the wireless medium. However, when stations are mobile or portable units, power consumption becomes a primary issue since terminals are usually battery driven. This paper proposes an analytical model that calculates the energy efficiency of both the basic and the RTS/CTS access mechanisms of the IEEE 802. II protocol. The model is validated with simulation results using NS-2 simulation package. The effects of the network size, the average packet length, the initial contention window and maximum backoff stages on the energy efficiency of both access mechanisms are also investigated. Results show that the basic scheme has low energy efficiency at large packet length and large network size, and depends strongly on the number of stations and the backoff procedure parameters. Conversely, the RTS/CTS mechanism provides higher energy efficiency when the network size is large, and is more robust to variations in the backoff procedure parameters.     

物联传感网中OTA系统的研究与应用分析

在智能化的物联网及无线传感网中,由于节点多分布广或布置在特殊区域、嵌入在特殊设备中,使得软件系统的维护和升级变得异常困难,通过无线的方式进行升级维护是一种有效而方便的解决方法.在研究当前OTA系统（over-the-air）的基础上,提出了一种基于IEEE 802.15.4及CC2530F256平台的OTA解决方案.实验结果表明,该方案具有较强的可行性.     

Detection of selfish behavior in wireless <Emphasis Type="Italic">ad hoc</Emphasis> networks based on CUSUM algorithm

The cumulative sum （CUSUM） algorithm is proposed to detect the selfish behavior of a node in a wireless ad hoc network. By tracing the statistics characteristic of the backoff time between successful transmissions, a wireless node can distinguish if there is a selfish behavior in the wireless network. The detection efficiency is validated using a Qualnet simulator. An IEEE 802.11 wireless ad hoc network with 20 senders and 20 receivers spreading out randomly in a given area is evaluated. The well-behaved senders use minimum contention window size of 32 and maximum con- tention window size of I 024, and the selfish nodes are assumed not to use the binary exponential strategy for which the contention window sizes are both fixed as 16. The transmission radius of all nodes is 250 m. Two scenarios are investigated： a single-hop network with nodes spreading out in 100 m~100 m, and all the nodes are in the range of each other; and a multi-hop network with nodes spreading out in 1 000 m~ 1 000 m. The node can monitor the backoff time from all the other nodes and run the detection algorithms over those samples. It is noted that the threshold can significantly affect the detection time and the detection accuracy. For a given threshold of 0.3 s, the false alarm rates and the missed alarm rates are less than 5%. The detection delay is less than 1.0 s. The simulation results show that the algorithm has short detection time and high detection accuracy.     

ZigBee无线传感器网络树状路由协议研究

介绍了基于IEEE802.15.4和ZigBee标准的无线传感器网络协议,给出了ZigBee网络的地址分配方法,然后描述了用于ZigBee网络的路由协议：树状路由和网状路由,在此基础上详细分析了树状路由协议,包括网络层帧格式、路由算法.最后建立了一个簇树网对树状路由协议进行测试,证明树状路由的可靠传输,为基于ZigBee簇树网的无线传感器网络的开发应用提供有价值的参考.     

Achieving Efficient Channel Utilization for Data Communications in IEEE 802.11 WLAN

In the IEEE g02. 11 protocol, the adoption of the exponential backoff technique leads to throughput performance strongly dependent on the initial contention window size and, most importantly, on the number of contending stations considered in the network. This paper proposes a simple but accurate method to dynamically estimate the number of contending stations in a wireless local area network （ WLAN ）. Based on estimation, all the mobile stations dynamically adjust the initial contention window in medium access control （ MAC ） layer to avoid collisions. The simulation results show that the proposed algorithm can achieve efficient channel utilization, higher system throughput, and better fairness performance.     

基于改进蚁群算法的 AGV 路径规划研究

近年来,自动导引机器人（AGV）一直是研究的热点问题,其中复杂路径规划为研究重点。为了更好地规划机器人路径,提出一种改进蚁群算法,该算法在传统蚁群算法基础上充分利用了 MMAS 算法的特点。首 先,构建网格环境模型,引入算法概率函数和抑制因子,通过改变算法的启发式信息,加快算法收敛速度|其次,引入回退机制解决死锁问题,再将 MMAS 蚂蚁系统转化为局部扩散信息素,只有迭代试验的最优解才能加入到信息素更新中|最后,有效限制信息素浓度,避免发生搜索路径过早收敛现象。仿真实验结果表明,改进蚁群算法与传统蚁群算法相比,迭代次数减少 45.6%,时间缩短 46.2%,改进蚁群算法收敛速度更快、效率更高。     

IEEE802．15．4网络的性能仿真研究

分析了IEEE802．15．4协议特点,运用NS2仿真软件分析了星型网的网络性能,重点分析信标使能模式和非信标使能模式的网络性能,并分析信标使能模式下信标级数的改变、数据传输方式的改变对端到端延时、平均分组递交率的影响,从而为实际应用802．15．4协议提供了参考．     

ZigBee物理层关键技术研究

ZigBee技术具有省电、可靠性高、成本低、时延短、网络容量大、安全等优点,填补了低成本、低功耗和低数据传输速率的无线个人局域网和短距离无线应用的空白．本文介绍了ZigBee技术的特点,重点研究了2．4G物理层的规范及其编码、扩频和调制的过程．     

基于支持向量机的控制图异常模式参数估计

针对控制图5种异常模式的6个参数,提出基于一对一算法的多类分类支持向量机的控制图异常模式下的参数估计方法.在模型构造中采用遗传算法优化支持向量机的参数.仿真实验结果表明.该方法结构简单,收敛速度快,具有较高的识别精度,适合于控制图异常模式的参数估计.