人体局域网MAC层节能机制研究

近年来,随着无线传感技术的快速发展和人们对医疗服务需求的增加,人体局域网(BAN)逐渐成为国内外研究的热点。在人体局域网中,各种体征信号采集节点要求植入体内或置于体表,并长时间对人的体征信号进行采集,这需要节点有足够长的生命周期。因此人体局域网节能机制研究是人体局域网研究中的重点之一。人体局域网MAC层决定着无线信道的使用,因此对MAC层协议的研究与优化是功耗控制的重点。本文系统地介绍了MAC层节能机制的原理,重点研究了通过降低数据包冲突降低功耗的方法,提出了一种基于预约机制的MAC协议,在IEEE 802.15.6标准基础上,新定义了预约类型帧,调整了超帧结构。仿真结果证明在节点数目较多或数据量较大的情况下,能有效避免数据包冲突,节能效果明显。     

一种固定帧长的EPON MAC算法

提出了一种固定大小帧结构的EPON MAC协议,采用固定的帧长,提高了以太网交换机速率。将一帧周期分成三段,光网络单元不仅报告队列长度信息,而且报告帧到达分布信息,降低了高优先级业务时延抖动,授权采取高优先级优先授权的原则,降低了高优先级业务的接入时延,满足了对时延和时延抖动敏感语音业务的要求。     

城域网MAC层协议的优先级结构及性能

主要研究城域网MAC层标准“IEEE 802.6 DQDB”协议的优先故排队性能;提出了一种DQDB协议的优先级实现方案—β分级结构。通过本文给出的文件传输性能分析以及计算机模拟证明,这种新的优先级结构可取得比DQDB现有结构更好的性能,而且易于实现。     

联合竞争窗口和发送调整策略优化WLAN性能

IEEE802.11标准中所采用的二进制指数退避机制不能够根据网络当前的碰撞情况有效地使用无线资源,该文提出一种联合竞争窗口和发送时间调整策略,其中自适应竞争窗口方法以被动的方式根据网络当前数据帧碰撞程度快速调整竞争窗口,动态数据包发送时间调整机制使节点能够主动地调节单位时间内注入队列的数据包数量。仿真结果表明,该调整机制能够根据网络状态快速地、自适应地优化节点数据包传输过程中的相关参数,提高无线资源使用率,降低数据包时延。     

IEEE802.11 WLAN多业务综合传输性能分析

研究了IEEE802.11标准中的多址接入协议(MAC)在数据、语音业务综合传输情况下的性能。数据业务由分布协调功能(DCF)传送,语音业务由点协调功能(PCF)传送。通过仿真,评估了协议参数对网络通过量和平均MAC协议数据单元(MPDU)时延的影响,确定在一定数据通过量前提下IEEE802.11能支持的最大语音用户个数。特别地,语音业务对时延抖动敏感,指出了影响其抖动性能的主要因素。数值结果表明,合理选择参数对性能至关重要,IEEE802.11性能必须在语音站点数量和数据业务通过量之间进行折衷。最后,通过理论推导验证了仿真结果的正确性。     

基于人体域网的FIR数字滤波器的FPGA实现

由于IEEE802.15.6协议未对物理层中滤波器作任何说明,为此提出了一套基于分布式结构的高阶FIR数字滤波器的实现方案。该方案使用MATLAB中的FDA Tool工具设计滤波器系数,采用IP核对滤波器系数进行定点化,并重点介绍了滤波器的FPGA实现的上采样模块、查找表模块和循环累加模块等。最后在Model Sim仿真环境下验证各个模块的逻辑功能,并下载各个模块的Verilog硬件描述代码到FPGA开发板上进行联合板级验证。     

饱和状态下IEEE802.11广播的性能分析

通过对IEEE 802.11广播协议建立马尔可夫链模型,并增加考虑了数据帧长度对网络性能的影响,分析了无线局域网中饱和状态下广播协议的性能;通过对隐藏站点问题的分析,得到了多跳无线网络中可靠广播的吞吐量范围。利用仿真实验验证了分析模型,性能分析的结果为各种基于IEEE 802.11广播协议的应用提供了分析与改进的依据。     

高密度WLAN环境下动态频率选择算法的研究

提出了一种新的动态频率选择算法,该算法基于DCF机制,不改变原有IEEE 802.11b的MAC层协议。算法定义了一个信道质量参数用来评估自身干扰情况,通过周期性的检测信道状态,自适应的优化算法参数,动态分配频率资源,在现有的信道资源下提升系统容量。给出了算法处理过程的描述以及相关参数,并以IEEE 802.11b系统为例进行了仿真。仿真结果表明:该算法能够实现在高密度、负载不均衡的无线局域网环境下大大提高整个系统的吞吐量。     

无线认证客户端OPNET建模的新方法

在对IEEE802．1X的工作性能进行仿真研究时，迫切需要能够实现该认证功能的无线节点模型。仅由研究人员设计状态机并进行实现的模型，一般不能客观反映协议的性能。本文提出了一种基于IEEE802．1X协议中提供的有限状态机进行OPNET建模的方法，并给出了实现以及仿真结果。该方法为IEEE802．1X协议的进一步仿真研究打下了基础。     

基于ARP协议的局域网访问控制

提出了一种基于地址解析协议(ARP)的局域网访问控制方案。通过实时捕获、分析了网络数据报发现登录局域网络的非法主机,采用ARP协议机制杜绝其对局域网内合法主机的非法访问;利用服务器对网络主机IP地址、MAC地址和其他辅助信息的多重认证,以及网络主机客户端ARP缓存机制实现网内合法主机之间的限制访问,从而有效地保护局域网资源。     

存储区域网络iSCSI协议的通信机制研究

介绍了存储区域网络主要采用的组网协议,包括FC协议、FCIP协议、iFCP协议和iSCSI协议,着重研究了一种利用TCP/IPI网组建存储区域网络的协议-iSCSI协议,分析了iSCSI协议的通信机制,比较了在IP网络上实现iSCSI协议通信的3种方法,开发了一种iSCSI协议数据单元与TCP数据帧间的接口算法及其硬件设计,并用 VHDL语言成功进行了行为级的仿真。     

HF通信网中的突发自适应选频技术

介绍了突发自适应选频技术在ＨＦ通信网中的应用，分析了突发自适应选频的特点及网络应用的优势，设计了一套用于网络突发选频的协议，讨论了协议中的重要参数设定和协议性能，并提出了多种方案供优化     

EPON上行接入算法研究

介绍了以太无源光网络中一种新的光线路终端和光网络单元的上行接入算法,给出了一种新的下行授权帧结构,在授权帧中,通过固定的标示各光网络单元地址,将各光网络单元授权集中于一个下行授权帧中,各光网络单元也参与上行接入计算,提高了上下行带宽利用率,通过仿真比较,该算法同时具有良好的时延特性。     

自适应的Ad hoc MAC协议

为Adhoc网络提出了一种基于模糊逻辑的媒体接入控制层协议。该协议通过在MAC层采用模糊逻辑协调各个相互影响的数据流,为低优先级数据流选择附加退避窗口以减少其自身接入信道概率。通过这种方法,使得高优先级数据流在各种背景流量的条件下,均能够维持较高的端到端吞吐量和较低的端到端接入时延。仿真结果表明,该协议较802.11e协议更好地保护高优先级数据流的端到端时延和吞吐量。     

分布式并行无线令牌环接入控制协议

针对Adhoc网络的MAC层协议进行研究,分析了无线令牌环协议(WTRP)的服务规则和控制过程,在对WTRP进行改进的基础上提出一种新的具有QoS保障的无竞争的分布式并行无线令牌环访问协议,即DPWTRP协议。仿真结果表明,该协议的排队等待延迟和等待队列长度均比WTRP有很大降低,稳定性大大增强,更加适用于对时延要求较高的业务。     

RFID网络读写器冲突避免MAC协议

为了解决射频识别(RFID)网络中的读写器冲突,提出了一种异步的基于预约的多信道读写器冲突避免媒质接入控制(MAC)协议。读写器根据控制信道监测到的邻读写器当前信道使用情况,选择一个空闲通信信道并向邻读写器广播,从而实现读写器无冲突地与标签通信。该协议避免了多个相邻读写器同时与标签通信,解决了读写器?标签干扰,并采用多信道通信和频率空分复用机制避免了读写器间频率干扰的发生。     

带拥塞控制的多预约MAC协议

针对802.11协议,在数据接入过程中,缺少为高优先级数据流提供充分保护机制的问题,提出了一种带拥塞控制的多预约的MAC协议。在接入过程中,该协议采用多预约机制确保高优先级数据流的接入成功概率,在中间节点通过接入控制,以一定的概率拒绝低优先级数据流的接入请求,保护转发节点避免拥塞。仿真结果表明,该方法有效地保护了高优先级流的端到端吞吐量、时延和丢弃率。     

适用于语音传输的无线MAC层协议研究

网络协议是无线传感器网络(WSN)的核心分支,MAC层协议对无线传感器网络的性能有很大的影响;对于语音应用,无线音频网络(WVN)必须提供有限带宽下的高实时性和高准确度,用来传输大量的音频数据。针对特殊的应用环境和性能需求,该文设计了不同的MAC协议算法;在D-MAC协议的基础上,提出了具有实时性更高、功耗更小、准确性更高的改进的D-MAC协议算法,具有为无线音频网络(WVN)提供高实时性和高吞吐量的网络性能。     

一种改进的非线性卫星信道自适应补偿方法

提出一种用于非线性带限卫星信道自适应补偿的改进算法,并给出了实现该算法的结构。计算机模拟结果表明,改进算法具有一定优越性。     

一种基于IEEE 802.11 PSM的增强节能机制

分析了IEEE802.11分布式协调功能的能量节省机制,针对其采用一种固定信号时隙的局限性,提出了一种自适应节能机制。新机制采用三种信号时隙,由节点根据自己的数据流量动态选择其中一种。仿真结果表明,此机制在保持较高的吞吐量的同时,不仅大幅地提高了能量利用率,还明显地降低了时延。