检索结果-内蒙古大学图书馆

THO-MAC:一种两跳优化的低延迟低功耗无线传感器网络介质访问控制协议

国防科技大学学报 2014年第1期36卷 161-166页

作者：唐宏伟徐明孙彩霞国防科技大学计算机学院湖南长沙410073

功耗与延迟是无线传感器网络介质访问控制协议设计首要考虑的两个问题。提出了一种新的传感器网络低延迟、低功耗、接收节点初始化异步介质访问控制协议——THO-MAC协议。通过准确预测接收节点的唤醒时间,THO-MAC协议调度发送节点侦听信... 详细信息

功耗与延迟是无线传感器网络介质访问控制协议设计首要考虑的两个问题。提出了一种新的传感器网络低延迟、低功耗、接收节点初始化异步介质访问控制协议——THO-MAC协议。通过准确预测接收节点的唤醒时间,THO-MAC协议调度发送节点侦听信道,从而减少发送节点空闲侦听能量浪费。THOMAC协议在发送节点两跳转发节点集中选择使报文两跳转发延迟最小的转发节点,从而降低报文传输延迟。使用NS2模拟器对THO-MAC协议进行了详细模拟。模拟结果显示,与RI-MAC和Any-MAC协议相比,THOMAC协议可以减少35.5%和18%的报文传输延迟,同时节省23.5%和15.5%的节点功耗。

关键词：无线传感器网络介质访问控制协议低功耗低延迟伪随机数发生器

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定向传输水声通信网络介质访问控制协议

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声学学报 2020年第5期45卷 675-682页

作者：杨健敏乔钢刘凇佐尹艳玲哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 东北农业大学电气与信息学院哈尔滨150001

针对水声通信网络吞吐量低、通信隐蔽性差、隐藏终端等问题,提出一种定向传输水声通信网络介质访问控制(Medium Access Control,MAC)协议,协议中各节点采用定向模式传输数据,不需要邻节点位置等先验信息,通过发送节点顺序连续发送传输请... 详细信息

针对水声通信网络吞吐量低、通信隐蔽性差、隐藏终端等问题,提出一种定向传输水声通信网络介质访问控制(Medium Access Control,MAC)协议,协议中各节点采用定向模式传输数据,不需要邻节点位置等先验信息,通过发送节点顺序连续发送传输请求(Request To ***)信号、维护邻节点相对位置信息表及定向虚拟载波监测等技术实现网络高效无碰撞运行。本协议可有效解决水声通信网络中存在的由非对称增益导致的隐藏终端问题,增加网络覆盖范围,提高通信隐蔽性。仿真结果表明,所提MAC协议能够显著提高水声通信网络吞吐量性能。

关键词：水声通信网络 MAC协议定向传输网络覆盖范围介质访问控制协议隐藏终端相对位置先验信息

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基于进化博弈论的水声传感器网络介质访问控制协议

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计算机应用 2014年第11期34卷 3160-3163页

作者：徐明刘广钟孙伟上海海事大学信息工程学院上海201306

为降低水声传感器网络低带宽、高延迟的特性对介质访问控制(MAC)层性能的影响,提出一种基于进化博弈论的MAC协议。该协议中,每个传感器节点可以采用空间复用和时间复用两种策略,并利用复制动力学方程得到进化稳定策略,达到进化稳定均衡... 详细信息

为降低水声传感器网络低带宽、高延迟的特性对介质访问控制(MAC)层性能的影响,提出一种基于进化博弈论的MAC协议。该协议中,每个传感器节点可以采用空间复用和时间复用两种策略,并利用复制动力学方程得到进化稳定策略,达到进化稳定均衡,提高信道利用率和数据传输效率,进而实现MAC协议的性能优化。仿真实验结果表明,与传统的水声传感器网络MAC协议相比,基于进化博弈论的MAC协议可以提高网络吞吐量以及数据包发送成功率。

关键词：水声传感器网络介质访问控制协议进化博弈论时延复用

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新型工业以太网介质访问控制协议

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上海交通大学学报 2002年第4期36卷 521-525页

作者：沈钢许晓鸣何星张卫东上海交通大学自动化系上海200030

以太网是一种针对商业使用的非确定性网络 ,不能满足工业控制中的实时性要求 .提出一种新的基于持续竞争的实时以太网介质访问控制协议 ,该协议能够保证实时信号的发送有确定的最大时延 ,而且该协议与现有的以太网介质访问控制协议兼容 ... 详细信息

以太网是一种针对商业使用的非确定性网络 ,不能满足工业控制中的实时性要求 .提出一种新的基于持续竞争的实时以太网介质访问控制协议 ,该协议能够保证实时信号的发送有确定的最大时延 ,而且该协议与现有的以太网介质访问控制协议兼容 .描述了协议的工作过程 ,分析了实时信号的最大发送时延和信道吞吐量特性。

关键词：工业控制网络以太网介质访问控制协议

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基于海底采集多路访问-清除发送协议的水声通信介质访问控制协议(英文)

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南京大学学报（自然科学版） 2013年第1期49卷 78-85页

作者：陶文凤包永强赵力邹采荣左加阔南大学教育部水声重点实验室南京210096 南京工程学院通信工程系南京210096

介质访问控制(MAC)协议是水声通信网络中的关键技术,由于水声信道的可用带宽有限、多径效应严重、长延迟等特性,使得水声通信网络中的MAC设计存在诸多难题.无线通信网络中的MAC协议设计通常没有考虑延迟效应,而采用这种方法来设计水声... 详细信息

介质访问控制(MAC)协议是水声通信网络中的关键技术,由于水声信道的可用带宽有限、多径效应严重、长延迟等特性,使得水声通信网络中的MAC设计存在诸多难题.无线通信网络中的MAC协议设计通常没有考虑延迟效应,而采用这种方法来设计水声通信网络的MAC协议,其性能将大大降低.为了克服上述问题,基于MAC协议中的海底采集多路访问(FAMA)协议,提出了适用于水声通信网络的时隙FAMA-清除发送(CTS)协议,该协议为CTS包分配了单独的时隙.同时,还提出了一种能量优化方法来传输数据.该算法不仅能够增加水声通信网络的吞吐量,减少数据包的碰撞而且能够降低能量消耗,并且该算法能够有效的将载波侦听与发射和接收数据前的协商结合在一起.实验结果表明,与时隙碰撞避免多址接入(MACA)协议和FAMA-非持久请求发送(FAMA-NTR)协议相比,本文提出的算法更有效.

关键词：水声传感网络水声通信介质访问控制协议海底采集多路访问协议

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高能效低延迟无线传感器网络介质访问控制协议研究

高能效低延迟无线传感器网络介质访问控制协议研究

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作者：唐宏伟国防科学技术大学

学位级别：博士

随着微电子、嵌入式计算、集成电路、无线通信以及传感器等技术的日益成熟与不断进步,由大量传感器节点构成的无线传感器网络广泛应用于军事国防、环境监测、灾难预报和智能交通等诸多领域,成为当今网络技术的研究热点。介质访问控制协... 详细信息

随着微电子、嵌入式计算、集成电路、无线通信以及传感器等技术的日益成熟与不断进步,由大量传感器节点构成的无线传感器网络广泛应用于军事国防、环境监测、灾难预报和智能交通等诸多领域,成为当今网络技术的研究热点。介质访问控制协议作为传感器网络协议栈的底层基础协议,决定着传感器节点如何共享无线信道,其功能包括为传感器节点分配有限的无线通信资源和调度节点访问无线信道,直接影响网络通信性能,是当前无线传感器网络协议的主要研究方向之一。IEEE 802.11介质访问控制协议由于其空闲侦听导致大量的能量浪费,并不适用于节点能量有限的无线传感器网络。根据无线传感器网络的特性,研究人员在无线传感器网络介质访问控制协议中引入了占空比机制,用于减少节点空闲侦听能量浪费。然而占空比机制却带来了额外的数据报文传输延迟,虽然目前已提出的传感器网络介质访问控制协议采用多种优化机制来减少数据报文传输延迟,以满足无线传感器网络应用日益增长的低延迟需求,但是针对不同应用,仍然具有进一步优化的空间。本文围绕能耗与延迟这两个关键问题,重点研究无线传感器网络基于竞争的介质访问控制协议,提出了多个高能效低延迟无线传感器网络介质访问控制协议,本文主要取得以下研究成果:(1)面向传感器网络事件检测应用中节点多个数据报文的转发需求,提出一种基于时隙预留机制的同步介质访问控制协议SR-MAC。该协议在每个工作周期的睡眠阶段内为节点预留多个时隙,同时采用跨层优化机制,调度节点在睡眠阶段的预留时隙内对多个数据报文进行多跳无碰撞转发。SR-MAC协议不仅可以确保节点高能效,同时可以实现更低的事件传输延迟,更高的事件传输率以及更高的网络吞吐量。(2)分析传感器网络异步介质访问控制协议数据报文传输延迟较大的原因,提出一种跨层优化异步介质访问控制协议REA-MAC。该协议利用跨层路由信息决定节点的周期性唤醒时间,在数据报文转发路径上的节点依次先后唤醒对数据报文进行连续转发,从而降低数据报文传输延迟。此外,节点根据数据报文到达时间与其接收节点唤醒时间之间的时序关系,自适应确定何时唤醒侦听信道,减少发送节点空闲侦听导致的能量浪费,从而实现节点低功耗。(3)针对传感器网络猝发通信的特点,提出一种自适应信标时间异步介质访问控制协议OEL-MAC。在该协议中,接收节点基于发送节点的信标时间自适应调整自己的信标时间,使发送节点可以尽快将接收到的数据报文进行转发,从而减少数据报文传输延迟。另一方面,节点需要发送数据报文时,OEL-MAC协议调度发送节点在接收节点唤醒之前一点唤醒侦听信道,从而减少发送节点空闲侦听能量浪费,达到节省节点能量的目的。(4)提出一种基于伪随机数的两跳优化异步介质访问控制协议THO-MAC。在该协议中,每个节点利用伪随机数生成器产生其周期性唤醒时间序列。发送节点一旦获取接收节点的伪随机数生成器参数,即可以通过准确预测接收节点的唤醒时间来调度其唤醒侦听信道的时间,从而减少空闲侦听能量浪费,降低节点功耗。另一方面,THO-MAC协议利用传感器网络节点密集部署的特性,在发送节点的两跳范围内选择使数据报文两跳转发延迟最小的转发节点,从而降低数据报文传输延迟。

关键词：无线传感器网络介质访问控制协议基于竞争的协议占空比高能效低延迟

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宽带无源光网络介质访问控制协议研究与设计

宽带无源光网络介质访问控制协议研究与设计

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作者：池灏浙江大学

学位级别：博士

目前多种宽带接入技术可供选择，从xDSL到HFC等。但是从长远来讲，它们只是过渡性方案。在有线接入领域，由于光纤的带宽优势，无源光网络(PON)技术有着良好的市场前景。尤其是基于ATM的无源光网络(ATM-PON或称APON)被誉为面向二十一世... 详细信息

目前多种宽带接入技术可供选择，从xDSL到HFC等。但是从长远来讲，它们只是过渡性方案。在有线接入领域，由于光纤的带宽优势，无源光网络(PON)技术有着良好的市场前景。尤其是基于ATM的无源光网络(ATM-PON或称APON)被誉为面向二十一世纪的宽带接入解决方案，它结合了ATM的多业务、多比特率支持能力和无源光网络的带宽、成本优势。本文的工作集中于宽带无源光网络系统介质访问控制(MAC)协议的研究和设计、协议性能分析以及其他与MAC协议相关内容的研究。首先讨论了IP与ATM之争，并研究了APON上传递IP包的可能方式。作为介质共享的树形网络，APON需要介质访问控制协议(MAC)协调各终端对上行信道的访问，避免冲突。MAC协议在整个通信系统中扮演着重要的角色，对系统的性能有着深刻的影响，在APON中居于核心地位。ITU-TG.983建议的推出使APON的发展走上了标准化之路，但它并未对MAC协议作出明确规定，并指明尚需进一步研究，因此本文的工作具有现实意义。与其他介质共享网络相比，APON的树性结构具有特殊性，这对MAC协议提出了特殊要求。随机接入控制方法虽然具有简单和易于扩展的特点，但是无法满足电信级的时延和吞吐量要求，因而不适用于APON系统。中央控制基于预约的带宽分配算法是APON的首选，它具有良好的时延和吞吐量特性。作为整个ATM网络的一部分，APON必须能与ATM网络的流量监控措施保持协调一致，其要求是尽量降低信元流的时延抖动。各类协议都有各自的带宽分配和抖动控制策略。本文给出分段均匀间隔MAC协议，均匀间隔和分段分配带宽的策略可以使协议自动地随负载状况变化而调整，既很好地控制了抖动，又提高了带宽效率。排队理论和计算机仿真是研究通信系统性能的重要手段，本文对几类典型协议作了成功的分析和研究，分析结果也表明了分段均匀间隔协议的有效性。 SuperPON是APON的扩展，它支持更多的用户，覆盖更广的范围并提供更高的比特率。由于其多用户和大时延的特点，APON的MAC协议并不适用于SuperPON。作者设计的协议中，根据不同时延要求，提供半静态和动态的带宽分配方法，满足不同业务的需求。动态带宽分配算法自适应于系统的负载状况，最大限度改善了非实时业务的性能。最后还探讨了PON的发展趋势，以及将WDM技术引入PON的几种可行方案。本文的主要贡献可简单归纳为： 1．采用理论分析和计算机仿真的手段对各类MAC协议(包括作者为APON设计的分段均匀间隔MAC协议和和为SuperPON设计的分优先级自适应MAC协议)及其确定的网络性能进行了较为系统的研究;2．在综合分析各类带宽分配算法的基础上，首次提出了一套符合ITU-T规范的APON系统MAC协议一分段均匀间隔MAC协议，均匀间隔和分段分配带宽的策略既能很好地控制抖动，又提高了带宽。并对该协议的性能进行了计算机仿真分析，结果表明在总负载为0.8的情况下,CBR流的时延值和抖动值分别被控制在1ms和0.36ms以内(在10分位点上);浙江大学搏士学位论文 3．针对SaperPON系统多用户、大时延的特点，完整地提出了一套S呷rPON 的MAC协议一分优先级自适应MAC协议，不同优先级满足不同的业务需求，对于实时业务采用无须预约的半静态带宽分配法，而非实时业务的申请微时隙接入自适应于系统的负载状况，在固定分配和随机接入间动态切换，兼顾了系统吞吐量和时延特性的要求。计算机仿真结果表明，当系统负载为0石时，实时业务的接入时延和时延抖动几乎可以忽略以***＼而非实时业务的时延和抖动亦基本上被控制在***和1．4ms以内。

关键词：接入网光接入无源光网络异步转移摸式介质访问控制协议动态带宽分配超级无源光网络互联网协议计算机仿真排队理论波分复用

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实时工业无线局域网介质访问控制协议的研究

实时工业无线局域网介质访问控制协议的研究

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作者：曹春生上海交通大学

学位级别：博士

随着工业控制等实时系统网络通信中工作站需要传输数据量的增长,以及数据类别的增多,传统的现场总线技术渐渐不能满足实时工业控制的需要。人们开始考虑将通用的以太网或无线局域网等局域网技术运用到工业现场的通信中。其中无线局域网... 详细信息

随着工业控制等实时系统网络通信中工作站需要传输数据量的增长,以及数据类别的增多,传统的现场总线技术渐渐不能满足实时工业控制的需要。人们开始考虑将通用的以太网或无线局域网等局域网技术运用到工业现场的通信中。其中无线局域网由于不需增加额外的布线,并且支持节点的位置移动,因而近年来受到更多的青睐。但是这些局域网的介质访问控制协议先天具有着令数据帧等待时间不确定等缺点,所以不适合直接应用在对实时性具有要求的通信中。因此能够保证对系统安全性起到至关重要的实时数据的传输等待时间上界,并且满足多类数据帧的不同实时性要求的实时无线局域网介质访问控制协议具有很大的研究价值。数据帧的等待传输时间（延迟）的均值和二阶矩是衡量一个实时通信网络的重要的性能参数。寻找这些物理量的解析值求解算法历来是一个重要的研究内容,现有的研究结果只是能对工作站具有一类数据帧,服务策略采用穷尽式或门限式时给出精确的求解过程。分析以往的研究成果发现,在设计实时局域网的介质访问控制协议时一般忽略了对突发性实时数据帧生成过程的考虑。如果假定数据帧的到达服从泊松分布,采取任何措施都不能保证相邻的两个实时帧都能在规定的最大等待时间内被成功传输。本文在考虑了安全关键系统中实时帧的到达特点之后,在泊松分布基础上定义了一种相邻帧到达时刻间距具有最小值限制的随机分布。于是本文的基于竞争与基于轮询的两种实时协议便都可以保证最高传输优先级别的数据帧在规定的上界时间内被成功传输。本文的主要工作和贡献有以下几个方面: 研究了工作站只含一类数据帧的情况,根据发送数据帧的不同工作站分为突发性实时节点、周期性实时节点和非实时节点。对周期性节点信道预留指定的时间段传输,而突发性实时节点通过RTS∕CTS方式优先传输。研究了由中央节点（即服务器）负责轮询的系统模型,每个工作站产生两类需要区分传输优先级别的数据帧,即实时帧和非实时帧。相应地工作站通过穷尽式和门限式服务策略传输这两类数据帧。本文给出了两类帧的平均等待时间的解析结果的精确求解算法,并用仿真实验的结果进行了验证。

关键词：实时信息类别等待时间上界平均等待时间无线局域网介质访问控制协议

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基于事件优先级的网络介质访问控制协议

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探测与控制学报 2014年第2期36卷 64-68页

作者：王怀玺方向董文张南冯彬解放军理工大学野战工程学院江苏南京210007

针对如何延长智能雷场网络生存期的问题,提出了一种基于事件优先级的网络介质访问控制协议。该协议改进了网络介质访问控制层的基础结构以及设定时隙算法,具有短延迟的实时性、信道占用分级的竞争性和节能性等特点。仿真结果表明:该协... 详细信息

针对如何延长智能雷场网络生存期的问题,提出了一种基于事件优先级的网络介质访问控制协议。该协议改进了网络介质访问控制层的基础结构以及设定时隙算法,具有短延迟的实时性、信道占用分级的竞争性和节能性等特点。仿真结果表明:该协议既能保证在发现事件发生的情况下第一时间做出准确反应,同时也能保证无事件发生时区域监测模式下的网络运行在低能耗状态下,延长网络生存期。

关键词：智能雷场网络生存期介质访问控制协议时隙算法事件优先级

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新型实时以太网介质访问控制协议的仿真实现

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系统仿真学报 2002年第7期14卷 890-893页

作者：沈钢李勇男魏震许晓鸣何星张卫东上海交通大学自动化系上海200030

OPNET是一个功能强大的网络建模和仿真工具,在通信协议的设计、优化和评估中得到广泛的应用。本文以一种新型的实时以太网介质访问控制协议的仿真为例,介绍总线型协议建模方法,详细描述了OPNET的建模仿真过程。系统中,网络模型由节点和... 详细信息

OPNET是一个功能强大的网络建模和仿真工具,在通信协议的设计、优化和评估中得到广泛的应用。本文以一种新型的实时以太网介质访问控制协议的仿真为例,介绍总线型协议建模方法,详细描述了OPNET的建模仿真过程。系统中,网络模型由节点和信道构成,节点模型描述节点的行为,由互连的模块组成,而模块的功能是由状态转移图来表示。文章介绍了节点模型和信道模型的构造,并且以介质访问控制模块为例详细描述了模块的有限状态机实现。最后通过仿真验证了协议的正确性和有效性。

关键词：以太网介质访问控制协议仿真通信协议实时性信道模型

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