MAC协议

摘要： 针对水声网络(UAN)媒体访问控制(MAC)协议采用RTS/CTS握手机制,导致信道利用率和网络吞吐量较低的问题,提出一套信道访问规则,基于该规则设计了节点状态感知的水声网络MAC(RP-MAC)协议。当接收节点不在收发状态,并且其他邻居节点也都不在接收状态时,发送节点才会尝试发送一到多个报文给接收节点。节点通过侦听和信道规则来感知邻居节点的状态,在降低冲突与重传的同时,避免了握手控制报文的交互。理论分析与仿真实验表明,与Slotted FAMA和R-MAC等传统水声网络MAC协议比较,RP-MAC协议在不降低包交付率的前提下,实现了水声网络的并发传输,显著提高了信道利用率和网络吞吐量,降低了能量消耗。

摘要： 无线通信网络在陆空域已取得成熟应用,而水声信道的长延时、强多途、多时变等特征导致水声通信网络研究滞后。在综合分析水声通信网络体系结构与信道特性基础上,对典型媒体访问控制(MAC)协议在水声移动通信网络的适用性进行了对比分析。针对水下多平台协同反潜作战需求,进行了水下小规模移动通信网络MAC协议的初步设计。

摘要： 无线传感器网络中节点的能耗直接影响了节点工作的持久程度,研究和优化MAC协议能够有效解决节点的能耗问题。基于无线传感器网络操作系统TinyOS对MAC协议进行研究,在对现有无线传感器网络MAC协议分析的基础上,结合区分优先级的思想,提出一种区分优先级的无线传感器网络MAC协议,以实际的硬件节点CC2538来探究MAC协议的改进以及对其性能的验证。结果表明该区分优先级的无线传感器网络MAC协议在负载较高时有着较好的QoS保障,能够有效降低节点的能量开销。

摘要： 针对物联网中优先级业务和实时性的需求,提出一种连续时间两级完全轮询接入MAC协议。在连续时间的基础上,将用户划分为优先级用户和普通用户,采用完全服务规则对用户提供服务来降低平均等待时延。当优先级用户向普通用户切换时,将服务时间和切换时间并行处理来提高系统的服务效率。使用随机过程和概率母函数的方法建立数学模型,对该协议用户的平均排队队长和平均等待时延进行了精确解析,并通过仿真实验验证。实验结果表明,理论值与实验值一致,该协议能对不同优先级的业务进行区分,用户的平均等待时延较低。

摘要： 介质访问控制(Medium Access Control,MAC)协议位于无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)体系中的数据链路层,负责调配网络中节点的信道接入,保障了网络的高效通信。与调度类MAC协议和混合类MAC协议相比,竞争类MAC协议的复杂度低,可扩展性好,在低负载的网络环境中性能表现优异。首先概述了WSN中MAC协议的设计要点及分类;其次重点分析了经典的竞争类MAC协议及国内外最新的研究进展,并从协议的运行机制、性能等方面,进一步研究并总结出各协议的不足之处;最后提出了竞争类MAC协议未来重点的研究方向,为该领域的研究人员提供参考。

摘要： 水声通信网络在国防以及民用领域应用前景广泛.作为水声通信网络的关键技术之一,媒体接入控制技术影响着水声网络的性能.通过对水声信道进行研究,改进设计适合水声信道的MAC协议,有效提升了信道的利用率以及减低网络的端到端时延.仿真结果证明了协议的有效性.

摘要： 针对低功耗蓝牙的物联网信标无线通信场景,设计和实现了一种适用于i Beacon、Eddystone的低成本、低功耗、远距离的定制化精简版BLE5.0MAC协议。根据协议的应用场景,分析和设计协议所需的功能模块,完成RTL级编码与仿真,并在Vivado开发工具上对协议进行FPGA测试与验证。该协议不但实现了BLE5.0标准协议的传统广播功能,还实现了超过传统广播4倍通信范围的“远距离(Long Range)”功能。在FPGA的资源使用上,所提出的协议与全功能的BLE5.0标准协议相比,节省了67.2%的LUT,55.9%的FF和1个DSP单元。

摘要： 性能分析是对空天地海一体化网络进行性能优化的理论基础和重要手段,然而,网络中各异构子网使用不同的通信介质与网络协议,传统的模型无法分析多介质异构网络性能。针对上述问题,基于随机接入的媒体访问控制协议,建立空天地海一体化网络性能分析模型,结合水声通信与无线通信特征分析,可得吞吐量、延时两个网络性能指标。实验结果表明,该模型可为随机接入空天地海一体化网络提供最佳的网络参数,从而提高网络性能。

摘要： 太赫兹通信作为未来超高速无线通信的关键技术,能满足10Gbps以上的传输速率,太赫兹无线个域网定向MAC协议为太赫兹无线个域网的关键技术之一,该文章针对现有的相关MAC协议以及802.15.3c标准存在的缺点提出了一种公平低时延的太赫兹无线个域网定向MAC协议——FLL-MAC协议.文章内提出了3种新机制,分别是新的时隙分配机制、聚合帧子标头重传机制和入网时隙请求结合机制,解决了时隙分配不公平问题、减小了波束赋形开销、降低了入网碰撞概率.

摘要： 太赫兹无线个域网可以支持上Gbit/s的传输速率,但是目前对于太赫兹无线个域网的MAC层研究较少,如何用现有的条件实现太赫兹无线个域网MAC层协议是亟待解决的问题.借助FPGA实现了太赫兹无线个域网MAC层基本功能,并采用波束赋形新机制,减少了节点发送的等待时间,使得端到端数据的传输加快,端到端的网络吞吐量随之提高.之后在Linux上测试数据传输速率,实验结果表明,在带宽不低于3.0 Gbit/s下,新的太赫兹MAC协议的平均数据传输速率能够达到约2.70 Gbit/s;另外,该协议的端到端平均往返时延约为0.284 ms.希望该设计能够为太赫兹超高速无线网卡和无线路由器的研究开发与实用化打下坚实的基础.

摘要： 结合频谱资源分配中的博弈思想,提出一种基于拍卖竞价机制的认知Ad Hoc网络MAC协议,构建二级频谱市场模型,以最大化频谱使用效率为目标,并且考虑认知用户的带宽需求.将频谱拍卖过程定义为轮询的过程,包含叫价和竞标两个子阶段.根据空闲信道的供求关系的变化,买卖双方动态调整各自的策略.由于受短期利益驱使,拍卖者有可能采取欺诈行为,因此提出防止拍卖者欺诈的重复拍卖机制,建立买卖双方的信任关系,确保了系统整体收益的最大化,并用数学方法证明了拍卖机制的有效性.

摘要： 结合频谱资源分配中的博弈思想,提出一种基于拍卖竞价机制的认知Ad Hoc网络MAC协议,构建二级频谱市场模型,以最大化频谱使用效率为目标,并且考虑认知用户的带宽需求.将频谱拍卖过程定义为轮询的过程,包含叫价和竞标两个子阶段.根据空闲信道的供求关系的变化,买卖双方动态调整各自的策略.由于受短期利益驱使,拍卖者有可能采取欺诈行为,因此提出防止拍卖者欺诈的重复拍卖机制,建立买卖双方的信任关系,确保了系统整体收益的最大化,并用数学方法证明了拍卖机制的有效性.

摘要： 结合频谱资源分配中的博弈思想,提出一种基于拍卖竞价机制的认知Ad Hoc网络MAC协议,构建二级频谱市场模型,以最大化频谱使用效率为目标,并且考虑认知用户的带宽需求.将频谱拍卖过程定义为轮询的过程,包含叫价和竞标两个子阶段.根据空闲信道的供求关系的变化,买卖双方动态调整各自的策略.由于受短期利益驱使,拍卖者有可能采取欺诈行为,因此提出防止拍卖者欺诈的重复拍卖机制,建立买卖双方的信任关系,确保了系统整体收益的最大化,并用数学方法证明了拍卖机制的有效性.

摘要： 结合频谱资源分配中的博弈思想,提出一种基于拍卖竞价机制的认知Ad Hoc网络MAC协议,构建二级频谱市场模型,以最大化频谱使用效率为目标,并且考虑认知用户的带宽需求.将频谱拍卖过程定义为轮询的过程,包含叫价和竞标两个子阶段.根据空闲信道的供求关系的变化,买卖双方动态调整各自的策略.由于受短期利益驱使,拍卖者有可能采取欺诈行为,因此提出防止拍卖者欺诈的重复拍卖机制,建立买卖双方的信任关系,确保了系统整体收益的最大化,并用数学方法证明了拍卖机制的有效性.

摘要： 结合频谱资源分配中的博弈思想,提出一种基于拍卖竞价机制的认知Ad Hoc网络MAC协议,构建二级频谱市场模型,以最大化频谱使用效率为目标,并且考虑认知用户的带宽需求.将频谱拍卖过程定义为轮询的过程,包含叫价和竞标两个子阶段.根据空闲信道的供求关系的变化,买卖双方动态调整各自的策略.由于受短期利益驱使,拍卖者有可能采取欺诈行为,因此提出防止拍卖者欺诈的重复拍卖机制,建立买卖双方的信任关系,确保了系统整体收益的最大化,并用数学方法证明了拍卖机制的有效性.

摘要： 现有无线传感器网络MAC协议大多采用周期性唤醒/休眠机制来提高能量利用效率,达到延长网络生命周期的目的.针对现有MAC协议在延迟和吞吐量性能方面存在的不足,结合采集型无线传感器网络的特点,提出一种适用于数据采集型应用的低延迟自适应MAC协议RL-MAC(Locarion Related RMAC).该协议采用错列式唤醒机制,顺序地唤醒传输路径上的节点,实现了在一个操作周期内多跳传输,传输延迟大大降低.此外,分析发现采集型WSN中不同位置节点的负载不同,信道接入概率需求各异,而现有MAC协议大多采用均等信道接入机制,公平竞争共享信道,导致负载较重的节点处发生拥塞以及数据满溢导致的丢包概率增加,在规模较大而密集型WSN中尤为突出.针对这种不匹配导致网络整体性能下降问题,本文提出一种基于不同竞争窗口的策略,降低了负载不均衡与均衡竞争共享信道两者之间的冲突.仿真实验结果表明,该MAC协议能更好地适应网络负载变化,在网络丢包率、吞吐量以及能量使用效率等方面均有较大改进.

摘要： 现有无线传感器网络MAC协议大多采用周期性唤醒/休眠机制来提高能量利用效率,达到延长网络生命周期的目的.针对现有MAC协议在延迟和吞吐量性能方面存在的不足,结合采集型无线传感器网络的特点,提出一种适用于数据采集型应用的低延迟自适应MAC协议RL-MAC(Locarion Related RMAC).该协议采用错列式唤醒机制,顺序地唤醒传输路径上的节点,实现了在一个操作周期内多跳传输,传输延迟大大降低.此外,分析发现采集型WSN中不同位置节点的负载不同,信道接入概率需求各异,而现有MAC协议大多采用均等信道接入机制,公平竞争共享信道,导致负载较重的节点处发生拥塞以及数据满溢导致的丢包概率增加,在规模较大而密集型WSN中尤为突出.针对这种不匹配导致网络整体性能下降问题,本文提出一种基于不同竞争窗口的策略,降低了负载不均衡与均衡竞争共享信道两者之间的冲突.仿真实验结果表明,该MAC协议能更好地适应网络负载变化,在网络丢包率、吞吐量以及能量使用效率等方面均有较大改进.

摘要： 现有无线传感器网络MAC协议大多采用周期性唤醒/休眠机制来提高能量利用效率,达到延长网络生命周期的目的.针对现有MAC协议在延迟和吞吐量性能方面存在的不足,结合采集型无线传感器网络的特点,提出一种适用于数据采集型应用的低延迟自适应MAC协议RL-MAC(Locarion Related RMAC).该协议采用错列式唤醒机制,顺序地唤醒传输路径上的节点,实现了在一个操作周期内多跳传输,传输延迟大大降低.此外,分析发现采集型WSN中不同位置节点的负载不同,信道接入概率需求各异,而现有MAC协议大多采用均等信道接入机制,公平竞争共享信道,导致负载较重的节点处发生拥塞以及数据满溢导致的丢包概率增加,在规模较大而密集型WSN中尤为突出.针对这种不匹配导致网络整体性能下降问题,本文提出一种基于不同竞争窗口的策略,降低了负载不均衡与均衡竞争共享信道两者之间的冲突.仿真实验结果表明,该MAC协议能更好地适应网络负载变化,在网络丢包率、吞吐量以及能量使用效率等方面均有较大改进.

摘要： 现有无线传感器网络MAC协议大多采用周期性唤醒/休眠机制来提高能量利用效率,达到延长网络生命周期的目的.针对现有MAC协议在延迟和吞吐量性能方面存在的不足,结合采集型无线传感器网络的特点,提出一种适用于数据采集型应用的低延迟自适应MAC协议RL-MAC(Locarion Related RMAC).该协议采用错列式唤醒机制,顺序地唤醒传输路径上的节点,实现了在一个操作周期内多跳传输,传输延迟大大降低.此外,分析发现采集型WSN中不同位置节点的负载不同,信道接入概率需求各异,而现有MAC协议大多采用均等信道接入机制,公平竞争共享信道,导致负载较重的节点处发生拥塞以及数据满溢导致的丢包概率增加,在规模较大而密集型WSN中尤为突出.针对这种不匹配导致网络整体性能下降问题,本文提出一种基于不同竞争窗口的策略,降低了负载不均衡与均衡竞争共享信道两者之间的冲突.仿真实验结果表明,该MAC协议能更好地适应网络负载变化,在网络丢包率、吞吐量以及能量使用效率等方面均有较大改进.

摘要： 无线传感网络因其成本低廉、监控精度高、可远程获取信息等优点被广泛应用于环境监测中。“感知节点非自主移动的无线传感网络MAC协议设计”着眼于泥石流监控的应用场景,提出了随着泥石流运动而非自主移动的传感网络,并给出了一种适应感知节点非自主移动的无线传感网络MAC协议。该MAC协议能较快响应事件发生且充分考虑能耗。为了提高移动传感网络的连通性,进行了感知节点漂流轨迹形成算法的研究。最后在MATLAB平台上对算法进行仿真,将虚拟轨迹与真实轨迹进行比对。结果表明两者在速度、方向分布方面高度拟合,存在内在一致性。

摘要： 基于卫星网络MAC协议的跨层协议通信方法，它涉及一种应用于卫星网络中的MAC协议，以解决现有的MAC卫星网络协议存在的多采用集中在MAC层进行改进，没有考虑动态信道状态对协议的性能影响的问题。地面终端的当前帧收到自由分配时隙则在下一帧中向卫星调度器申请资源，没有收到自由分配时隙则向卫星调度器申请资源；当上行链路信道状态处于深衰落状态时，则不进行预约信息发送，否则进行预约信息发送；卫星调度器对处于不同信道状态的地面终端采用相应模式进行传输，将来自地面终端的数据转发为下行数据，并进行信道资源的分配，同时给各个终端分配下一帧所采用的传输模式，完成一个地面终端的时隙预约后，将自由分配表中的该地面终端的ID移动到表尾。

摘要： 基于卫星网络MAC协议的跨层协议通信方法，它涉及一种应用于卫星网络中的MAC协议，以解决现有的MAC卫星网络协议存在的多采用集中在MAC层进行改进，没有考虑动态信道状态对协议的性能影响的问题。地面终端的当前帧收到自由分配时隙则在下一帧中向卫星调度器申请资源，没有收到自由分配时隙则向卫星调度器申请资源；当上行链路信道状态处于深衰落状态时，则不进行预约信息发送，否则进行预约信息发送；卫星调度器对处于不同信道状态的地面终端采用相应模式进行传输，将来自地面终端的数据转发为下行数据，并进行信道资源的分配，同时给各个终端分配下一帧所采用的传输模式，完成一个地面终端的时隙预约后，将自由分配表中的该地面终端的ID移动到表尾。

摘要： 本发明涉及水声网络技术领域，涉及一种水声网络多对一并行传输MAC协议的实现方法，包括：一、网络初始化阶段：二、握手阶段：设置计时器，由接收节点发起一个控制帧与多个节点进行握手并且交互收发节点的ID、层级及位置等信息，并在计时器超时前统计SN响应的节点数量；接收节点根据握手成功节点的数量，并且与各发送节点的距离与数据包大小来规划来自不同节点数据的接收调度时间；三、传输阶段。本发明能较佳地提高提高信道利用率、网络吞吐量。

摘要： 本发明属于无线通信测试技术领域，提供了无线连接聚合MAC层协议数据单元的信号模拟方法和装置。其中该方法包括模拟多个用户终端同时传输的通信数据；基于聚合MAC层协议数据单元，模拟多个用户终端传输的通信数据同时在对应的用户终端‑通信终端信道上进行数据交互的过程；聚合MAC层协议数据单元的生成过程为：根据参数属性将多用户场景下的聚合MAC层协议数据单元生成的参数聚类成三类参数；第一类参数为用户配置类，第二类参数为聚合MAC层协议数据设置类，第三类参数为MAC头设置类；将第一类参数和第二类参数分别对应整合成第一列表和第二列表；第二类参数设置项被配置为第一列表的属性列；第三类参数设置项被配置为第二列表的属性列。

摘要： 本发明公开了一种基于流量预测和共识算法的无人机自组网自适应MAC协议的方法，首先基于流量预测进行MAC预选操作，其次通过共识算法达成通信组网MAC协议的统一。根据相关共识空间行为的切换进行奖励计算，作用于MAC协议预选，以计算在一段时间内MAC协议达成统一的过程中TDMA和CSMA/CA的占比。经实验证明，该方法相较于其他自适应协议，延时得到了降低，并且大大提高了分布式无人机自组网的吞吐量，PRR性能也得到了优化，满足了不同的QoS需求。

摘要： 本发明提出了一种基于中继的低开销太赫兹双信道MAC协议，双信道体现在WIFI信道进行控制信息交互，THz信道进行数据传输。本发明包含动态帧聚合、基于位置信息自适应协作转发和精简RTS(Request To Send)/CTS(Clear To Send)帧三种机制。机制一主要解决数据帧传输过程中存在冗余物理头部的问题；机制二主要解决了由于多对节点同时进行数据传输所可能带来的波束重叠干扰问题；机制三主要解决了在某些情况下控制帧存在冗余的问题。相对于传统的太赫兹双信道MAC协议，本发明有效的提升信道利用率，同时减小控制开销，提高数据传输成功率和整体网络吞吐量。

摘要： 本发明提供了一种无线传感网MAC层协议，基于IEEE 802.15.4标准提出一种改进的协议，面向物联网无线传感器网络，优先处理优先级比较高的节点信息。在本发明中，PAN协调器定期广播信标信息，其中包含超帧结构，同时同步各个传感器节点。本发明双重保证该节点的信息传输，成功传输的概率大大增加，减少了高优先级节点的传输时延，有利于系统第一时间接收到重要信息，并采取相应的措施，同时采用的超帧结构中含有非活动区域，所有节点可根据信标中的信息周期性的睡眠，这样可以节省全部节点的能耗。

摘要： 本发明提供了一种基于接收方发起和自适应竞争窗口的MAC协议方法，发送方和接收方根据接收方的唤醒帧来建立收发双方的快速唤醒匹配，多个发送方通过自适应退避机制竞争信道的使用权。本发明加入新的字段用于计算接收方的唤醒时间，发送方根据接收方的唤醒时间调整自己的唤醒调度，以匹配接收方的唤醒时间，减少了空闲侦听能耗，同时降低了数据传输时延；且采用了一种根据数据包优先级、网络结构信息、数据包数量和网络能量状态多个因素来动态调整竞争窗口的自适应退避机制，不仅可以提高远sink区域的能量利用，同时保证了工业监控应用中警报数据的实时传输。

摘要： 本发明公开了一种水声传感网中基于中继接入MAC协议的数据采集方法。在数据采集型的水声传感网中，水底层的传感节点需将数据经由水中层的中继节点转发至水面的浮标节点，当传感节点流量不同，中继节点承担了不同的流量负载，导致中继节点之间能耗不均衡，并且由于声波在水中的传播速度低，频繁的握手降低了数据传输效率。针对上述问题，本发明综合考虑了中继节点的位置信息和剩余能量信息，传感节点为其邻居中继节点计算转发优先级，将转发路径的确定过程与握手过程结合，降低了路由开销并缓解能耗不均衡问题，而中继节点和浮标节点在接收数据前为各个发送节点计算发送数据的时刻，并在握手过程加入了功率控制，提高了接收效率和能耗效率。

摘要： 本发明设计了一种适用于水下无线传感器网络的MAC协议，水下网络公平带宽分配MAC协议，该MAC协议设计主要包括下列步骤：建立网络模型：不含移动节点的集群网络模型，由一个主节点和n个成员节点组成，将时间划分为若干个大小相等的时隙；成员节点在RTS阶段向主节点发送传输需求；主节点使用带宽分配机制根据节点的传输需求和数据包的产生时间为节点公平分配带宽，然后根据带宽分配结果调度节点数据包的无冲突传输。