检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：刘敬科海南大学

学位级别：硕士

近年来,水下无线传感器网络(Underwater Wireless Sensor Networks,UWSNs)因其在水下的多方面应用而引起日益广泛的关注。与陆地网络不同,水声信道具有可用带宽低、传播时延长、能量有限等特点。现有大多数mac协议专注于避免冲突,而带... 详细信息

近年来,水下无线传感器网络(Underwater Wireless Sensor Networks,UWSNs)因其在水下的多方面应用而引起日益广泛的关注。与陆地网络不同,水声信道具有可用带宽低、传播时延长、能量有限等特点。现有大多数mac协议专注于避免冲突,而带宽的分配问题未被充分考虑,这容易引起链路的不公平竞争和信道资源的浪费,因此,保证mac协议的公平性显得格外重要。此外,水下传感器节点采用一次性电池供电,使得mac协议必须重视能耗性能。综上,本文针对信道共享的不公平问题,提出公平带宽分配的mac协议,然后在此基础上,提出能量优化的混合mac协议以降低能耗。具体研究工作包含以下两个方面:(1)为实现多节点公平地共享信道,提出了公平带宽分配的mac协议(FBAmac)。该协议设定一个数据通信轮次中允许传输的数据包数量的上限,以避免因某个节点流量过大导致主节点长期处于接收状态。在调度阶段,该协议首先设计一个带宽分配机制,主节点结合成员节点的传输需求和数据包产生时间为每个节点分配可用带宽;然后,主节点依据带宽分配结果安排节点发送数据包,以有效地避免数据碰撞并减少信道资源的浪费。最后,通过仿真实验对比FBA-mac协议和几个现有的mac协议的性能。结果表明,FBA-mac协议能够获得较高的公平性,且在网络负载较高时的吞吐量、端到端时延、能耗和数据包交付率方面均表现良好,达到了预期的目标。(2)为在不同网络负载下均实现较低的能耗,并保证较高的公平性,提出了能量优化的混合mac协议(HEO-mac)。针对FBA-mac协议在流量负载较低时能耗略高的问题,HEO-mac协议将低负载时性能良好的ALOHA协议和FBA-mac协议相融合,以发挥两个子协议的优势。该混合协议给出负载切换阈值的确定方法,然后利用负载切换阈值来判断流量负载的高低,从而动态地切换两个子协议。当网络负载较低时选择ALOHA协议,当监测节点发现网络流量大于负载切换阈值时则使用FBA-mac协议。最后,通过仿真实验验证,HEO-mac协议结合了两个子协议的优点,在能耗和公平性方面表现很好,同时具有良好的吞吐量、端到端时延和数据包交付率性能。

关键词：水下无线传感器网络混合mac协议带宽分配低能耗

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水声异构传感器网络混合mac协议的研究

水声异构传感器网络混合MAC协议的研究

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作者：郑天铭沈阳理工大学

学位级别：硕士

水下传感器网络（Underwater sensor networks,UWSNs）被广泛应用在监测海洋环境、探测海底目标及收集海洋数据等方面,引起了军民两领域的密切关注。UWSNs的特点是采用声波通信,由于水声信道具有低带宽、长传播时延和高误码率等特点,因... 详细信息

水下传感器网络（Underwater sensor networks,UWSNs）被广泛应用在监测海洋环境、探测海底目标及收集海洋数据等方面,引起了军民两领域的密切关注。UWSNs的特点是采用声波通信,由于水声信道具有低带宽、长传播时延和高误码率等特点,因此,构建高效的通信网络非常重要。要实现数据的高效传输,关键之一是根据水声信道特点设计mac协议。本文针对大规模水声异构传感器网络的特点和水声信道独特的性质,提出一种分簇网络模型,并分别针对簇内小规模密集型传感器网络负载动态变化的问题,簇首节点在数据传输时产生的漏斗效应和协议中存在的暴露终端问题,提出了簇内通信混合mac协议和簇间通信mac协议。对于簇内通信,针对动态变化的网络负载,设计了一种负载自适应混合mac协议LSHP（Load Self-adaptive Hybrid Protocol）。LSHP将TDMA和CSMA/CA协议融合在一起,根据网络负载情况选择最优的协议进行数据传输,解决了单一协议不能高效利用水声信道的问题;通过设计最优退避算法,得出竞争节点的最优退避次数,从而降低了网络时延。对于簇间通信,提出了一种簇间通信mac协议MC-SFAMA（Slotted FAMA based on Multi-data packet sequential acceptance mechanism）,解决了簇首节点在给基站传输数据时存在的漏斗效应问题。MC-SFAMA是一种基于Slotted-FAMA的多接收机制的mac协议,针对SlottedFAMA协议中存在的暴露终端问题,通过规定ACK控制报文发送的时间来解决;通过设计多接收机制,允许一个接收节点在完成一次RTS/CTS握手周期后,接收来自多个发送节点的DATA,缓解了漏斗效应带来的不利影响。根据仿真结果表明,LSHP协议与同类混合mac协议相比较,增加了时隙保护时间的设计,从而降低了网络时延,提高了信道利用率,能较好地适应网络负载的动态变化。MC-SFAMA协议与同等类型的多接收机制协议相比,增加了DATA发送时机的设计,从而降低了能量开销,提高了网络吞吐量。

关键词：水声异构传感器网络混合mac协议 LSHP MC-SFAMA

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基于TDMA的小卫星编队混合mac协议

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空间电子技术 2016年第6期13卷 23-28页

作者：惠蕾放薛治纲马伟杜长刚孙汉汶中国空间技术研究院西安分院西安710000

为了实现小卫星编队成员对无线信道的共享,以TDMA为基础提出了一种将动态预约和竞争相结合的混合mac协议。其中,动态预约段由中心节点控制,依据成员业务量的变化动态分配时隙,实现可靠的无冲突传输;在竞争段,编队成员通过竞争随机接入... 详细信息

为了实现小卫星编队成员对无线信道的共享,以TDMA为基础提出了一种将动态预约和竞争相结合的混合mac协议。其中,动态预约段由中心节点控制,依据成员业务量的变化动态分配时隙,实现可靠的无冲突传输;在竞争段,编队成员通过竞争随机接入信道。这种混合的mac协议既为编队成员提供了基本的传输时机,又为突发数据传输提供了接入信道的可能。仿真结果表明,这种混合方式在丢包率和传输时延上比固定的分时复用或竞争接入方式都有很大的优势,对小卫星编队及微纳卫星的组网具有一定的指导意义。

关键词：小卫星编队动态预约分配混合mac协议随机接入

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基于水下自组织网络mac层公平接入技术的研究

基于水下自组织网络MAC层公平接入技术的研究

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作者：孙敬怡沈阳理工大学

学位级别：硕士

随着海洋资源开发以及国家海洋安全领域发展,水下自组织网络对于海洋资源勘探、灾害预警、军事情报收集等军用民用各方面具有十分重要作用。与陆地无线电通信不同,水下自组织网络采用水声声波通信,水声信道时延长、带宽窄以及面临水下... 详细信息

随着海洋资源开发以及国家海洋安全领域发展,水下自组织网络对于海洋资源勘探、灾害预警、军事情报收集等军用民用各方面具有十分重要作用。与陆地无线电通信不同,水下自组织网络采用水声声波通信,水声信道时延长、带宽窄以及面临水下复杂环境带来信号衰减大、误码率高等问题。针对这些问题,研究适应水声通信的媒体接入控制(Media Access Control,mac)技术至关重要。针对节点竞争接入信道时间不公平问题,本文结合水下自组织网络水声信道时延动态性,提出了基于Q学习的CW动态自适应退避算法---QL-UACW算法。算法利用强化学习思想,通过自主学习网络通信过程而自适应调整竞争窗口。首先将竞争窗口及其调整映射为强化学习中的状态-动作;然后通过学习发包过程获得的反馈奖赏值来调节竞争窗口值;最终通过迭代累积奖赏值更新竞争窗口的状态值函数,获得竞争窗口最优调整策略。算法根据网络状态对退避机制中的竞争窗口进行自适应调整,以避免固定调整机制中存在节点长期占用信道情况,从而解决了节点间接入信道时间不公平问题。理论研究与仿真分析可知,QL-UACW算法有效地提高了节点接入信道公平,降低数据帧冲突率及提高网络吞吐量。针对节点间接入信道空间不公平问题,本文设计了一种同向节点竞争异向节点时隙分配的混合mac协议---SDHA协议。协议根据节点相对通信方向将节点分为同向节点和异向节点,同向节点采用竞争协议,异向节点采用时隙分配协议,解决节点通信的隐藏终端问题以及空间不公平问题;同时考虑水声信道时延及时变性,根据水声信道时延模型设置超时重传机制,以解决高时延及时延变化带来的低吞吐量问题;最后设置混合协议的混合周期,根据网络负载自适应设置协议优先级,以提高网络整体通信性能。理论研究与仿真分析可知,SDHA协议在归一化网络吞吐量、平均端到端时延及数据帧发送成功率方面更具优势。

关键词：水下自组织网络 mac公平接入自适应学习退避混合mac协议

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5G车联网节点自适应组网控制方法及其应用

5G车联网节点自适应组网控制方法及其应用

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作者：丁科休南京邮电大学

学位级别：硕士

目前,伴随着互联网和物联网的发展,车载自组织网络(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)技术也受到了社会各界的高度关注。这一技术的研究和应用同时促使着智能交通的发展和进步,在无人驾驶、安全救援、远程调度管理等方面发挥着极其重要... 详细信息

目前,伴随着互联网和物联网的发展,车载自组织网络(Vehicular Ad-hoc Network,VANET)技术也受到了社会各界的高度关注。这一技术的研究和应用同时促使着智能交通的发展和进步,在无人驾驶、安全救援、远程调度管理等方面发挥着极其重要的作用。车载自组织网络节点自适应组网控制方法的研究主要从路由层技术和无线信道介质访问控制(Medium Access Control,mac)技术两个方向出发。针对城市场景下的VANET路由协议,本文在增强的贪婪流量感知路由(Enhanced Greedy Traffic-Aware Routing,E-GyTAR)的基础上对其存在的问题作了分析和改进,从而提出了改进的增强贪婪流量感知路由协议(Improved Enhanced Greedy Traffic-Aware Routing,IE-GyTAR)。该协议在具有多车道和双向道路的城市场景下,动态地利用车辆的方向密度,完成最佳道路交叉点的选择,最终实现稳健的路由进而转发数据。另外,两个道路交叉点之间的路由是基于两跳邻节点信息,这提高了数据包传输率并减少了端到端延迟。最后,在仿真实验中与现有的VANET路由协议(贪婪感知路由(Greedy Traffic-Aware Routing,GyTAR)、E-GyTAR)进行了性能比较和分析。仿真结果表明,与GyTAR和E-GyTAR相比,IE-GyTAR在数据包传输率、平均端到端延迟和路由开销三个方面有着明显的优势。目前提出的车联网mac协议,在支持实时业务方面存在许多缺点。然而与道路安全相关的应用对服务质量(Quality of Service,QoS)一直有着较高的要求,所以在本文针对这一点,将IEEE 802.11p中的定义的增强型分布式信道接入(EDCA)和TDMA(Time Division Multiple Access)技术相结合,提出了一种QoS感知的混合型mac协议,即ET-mac。为了评估协议的性能,在仿真实验中与在QoS方面表现良好的基于TDMA的mac协议进行性能对比分析。经仿真实验验证,ET-mac协议在传输时延、丢包率和网络吞吐量三个性能指标方面明显优于基于TDMA的mac协议。本文最后提出了紧急救援系统设计方案,该系统主要分为车载终端和业务平台中心。在车载终端安装了多种传感器装置,当发生事故时,传感器采集数据,并发送请求救援信息到业务平台中心,平台中心根据接收的请求,分析数据,展开救援工作。系统中主要应用了传感器技术、定位技术和通信层技术,以此来提高系统中消息传递的实时性和可靠性,最终提高救援效率。

关键词：车载自组织网络车辆方向密度服务质量混合mac协议

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多跳无线传感器网络冲突识别机制研究

多跳无线传感器网络冲突识别机制研究

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作者：吴敏悦华中科技大学

学位级别：硕士

基于IEEE 802.15.4的无线传感器网络中的隐藏终端效应可能导致严重网络冲突,从而使数据包传输出现错误。相较于路径损耗、多径衰落、阴影衰落和IEEE802.11干扰等因素造成的非冲突错误,隐藏终端引起的冲突错误会持续存在,因而其破坏性更... 详细信息

基于IEEE 802.15.4的无线传感器网络中的隐藏终端效应可能导致严重网络冲突,从而使数据包传输出现错误。相较于路径损耗、多径衰落、阴影衰落和IEEE802.11干扰等因素造成的非冲突错误,隐藏终端引起的冲突错误会持续存在,因而其破坏性更大。准确识别由隐藏终端引起的冲突对保证传感器数据的正确传输至关重要。本文首先研究了隐藏终端导致冲突碰撞的机理以及对网络传输性能带来的影响。本文采用数值分析方法对完整的冲突及重传过程进行了仿真,通过搭建CSMA/CA通信模型,得到数据包在非时隙模式下的碰撞及重传概率,进而对影响网络性能的因素进行了研究。理论分析及仿真结果表明,数据包长度、发包率、隐藏节点比例等都会对网络性能造成影响,其中发包率对网络性能影响最大。随后通过高发包率实验对传输错误数据包的错误特性进行研究。在理论分析基础上,本文设计了多种典型场景下的传输实验,得到非冲突错误场景和冲突错误场景下的错误数据包,并定义误码率、错误比特位置分布和错误符号位置分布作为性能指标对错误特性进行统计分析。统计结果发现,冲突错误数据包的后部倾向于出现更高的出错概率,该特性能够明显区分出不同应用环境中冲突错误和非冲突错误。基于冲突错误包的这种特性,本文提出了基于冗余域插入方法的冲突识别机制,即CRM-ML。冲突识别机制在发送方数据包中插入已知比特组合的冗余域,通过互信息技术对冗余域的位置进行选择,然后通过机器学习方法对数据包中冗余域的信息进行分类,从而判断传输失败是否由隐藏冲突引起。实验结果表明CRM-ML机制在编码效率为94%时能达到90%以上的识别准确度。本文在所提出的CRM-ML机制基础上,进一步设计了一种面向混合mac机制的切换机制,以实现发生持续冲突时mac机制的自适应切换。将该切换机制应用于CSMA/CA与CDMA结合的混合协议中,证实了其有效性。本文提出的冲突识别机制可运行于无线传感器网络,在接收方对错误数据包直接进行分析,无需存储或收集更多的数据,具有简便、高效的特点;基于冲突识别的切换机制可为混合mac协议提供有效的切换点,最大化网络通信性能。

关键词： IEEE802.15.4标准隐藏终端冲突识别机器学习互信息混合mac协议

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基于节点剩余能量及流量自适应的混合mac协议

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微电子学与计算机 2012年第11期29卷 123-125,129页

作者：穆一夫刘瑞祥王潜平王良英中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京10083 北京联合大学信息学院北京100101 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 南京富士通南大软件技术有限公司江苏南京210012

基于节点剩余能量和网络流量变化,文中提出了RA-Zmac协议,在Z-mac协议中加入了能量控制和流量自适应机制.当网络流量低时,时隙的一部分时间中节点将进入睡眠状态以节省能耗,随着流量增大,睡眠时间减少.当网络流量继续增大,节点工作到TDM... 详细信息

基于节点剩余能量和网络流量变化,文中提出了RA-Zmac协议,在Z-mac协议中加入了能量控制和流量自适应机制.当网络流量低时,时隙的一部分时间中节点将进入睡眠状态以节省能耗,随着流量增大,睡眠时间减少.当网络流量继续增大,节点工作到TDMA方式,实现了基于竞争到基于调度的信道接入的平滑转换.RA-Zmac协议根据节点剩余能量和流量情况改变竞争窗口和退避时间,当节点流量大时增大竞争窗口;节点剩余能量越多,退避时间越短.

关键词：混合mac协议剩余能量流量控制 Zmac协议

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基于小型海洋监测网的mac协议设计与优化

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中国电子科学研究院学报 2016年第3期11卷 310-314页

作者：刘磊段俊奇翁丽娜刘轶铭中国电子科学研究院北京100041

本文针对小型海洋监测网中数据包长度的不同,提出了一种基于Aloha和UW-CSMA/CA的混合mac协议。该协议中,为了减少协议开销,短数据包采用RTS+DATA的Aloha协议发送,为了避免长数据包碰撞、重发能耗大,长数据包采用四次握手机制的改进UW-CS... 详细信息

本文针对小型海洋监测网中数据包长度的不同,提出了一种基于Aloha和UW-CSMA/CA的混合mac协议。该协议中,为了减少协议开销,短数据包采用RTS+DATA的Aloha协议发送,为了避免长数据包碰撞、重发能耗大,长数据包采用四次握手机制的改进UW-CSMA/CA协议发送,并且本文为这两种协议设计统一的二进制指数退避算法和静默算法。仿真结果表明,与原始Aloha协议相比,改进后的混合mac协议具有较稳定的吞吐量;与原始UW-CSMA/CA协议相比,改进后的混合mac协议具有较高的吞吐量、较低的平均延时和较低的协议开销。

关键词：小型海洋监测网 Aloha协议 UW-CSMA/CA协议混合mac协议

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无线传感器网络mac协议进展

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科技创业月刊 2010年第3期23卷 250-250页

作者：张茹张增磊河北石家庄机械化步兵学院通信指挥教研室河北石家庄050083 武汉军械士官学校训练部教务科湖北武汉430075

mac协议是无线传感器网络协议的重要组成部分,网络的性能(如吞吐量、客量、时延及功耗等)依赖于所采用的mac协议,也是无线传感器网络设计研究的主要技术难点之一.文章指出了无线传感器网络mac协议设计的主要问题,对几种典型的mac协议进... 详细信息

mac协议是无线传感器网络协议的重要组成部分,网络的性能(如吞吐量、客量、时延及功耗等)依赖于所采用的mac协议,也是无线传感器网络设计研究的主要技术难点之一.文章指出了无线传感器网络mac协议设计的主要问题,对几种典型的mac协议进行了分析和研究,并分析研究了无线传感器网络mac协议的研究与应用方向.

关键词：无线传感器网络 mac协议基于预约的mac协议基于竞争的mac协议混合mac协议

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无线传感器网络mac协议进展

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电脑知识与技术 2009年第5期5卷 3394-3397页

作者：李红映高峰浙江林学院现代教育技术中心浙江临安311300

mac协议是无线传感器网络协议的重要组成部分，网络的性能（如吞吐量、容量、时延及功耗等）依赖于所采用的mac协议，也是无线传感器网络设计研究的主要技术难点之一。该文指出了无线传感器网络mac协议设计的主要问题．对几种典型的mac... 详细信息

mac协议是无线传感器网络协议的重要组成部分，网络的性能（如吞吐量、容量、时延及功耗等）依赖于所采用的mac协议，也是无线传感器网络设计研究的主要技术难点之一。该文指出了无线传感器网络mac协议设计的主要问题．对几种典型的mac协议进行了分析和研究，并分析研究了无线传感器网络mac协议的研究与应用方向。

关键词：无线传感器网络 mac协议基于预约的mac协议基于竞争的mac协议混合mac协议

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