低功耗广域网(Low Power Wide Area Network,LPWAN)技术的出现,能够在保证更远距离的通信传输的同时,最大限度地降低功耗,节约传输成本。LoRa(Long Range)技术作为其中的佼佼者,凭借其远距离、低功耗、大容量、强抗干扰、高接收灵敏度...低功耗广域网(Low Power Wide Area Network,LPWAN)技术的出现,能够在保证更远距离的通信传输的同时,最大限度地降低功耗,节约传输成本。LoRa(Long Range)技术作为其中的佼佼者,凭借其远距离、低功耗、大容量、强抗干扰、高接收灵敏度的特点,备受工业界和学术界的青睐。针对目前工业中主流使用的基于ALOHA的LoRaWAN协议无法很好地解决海量终端设备接入LoRa网络后所带来的严重数据包冲突以及LoRa CAD(Channel Activity Detection)功能带来的隐藏终端问题,提出了一种基于BTMA(Busy Tone Multiple Access)的LoRa网络MAC协议——BT-MAC协议。该协议利用了LoRa高接收灵敏度的特性,网关利用“忙音”信标来通知各个节点网关的工作情况,减少了无效包的发送。同时,节点端通过记录有“忙音”信息和本地信息的逻辑信道矩阵,结合最优信道选择算法,选出最优逻辑信道进行发送,降低了端节点上行数据包之间的冲突,有效缓解了LoRa网络中的隐藏终端问题以及阻塞问题。此外,搭建了LoRa网络MAC协议测试平台,并测试了BT-MAC的有效性,完成了室内和室外环境大规模的并发实验和能耗检测实验。实验结果表明,BT-MAC协议的吞吐量是LMAC-2协议的1.6倍,是ALOHA协议的5.1倍;同时其包接收率达到LMAC-2协议的1.53倍,ALOHA协议的17.2倍;其包接收平均能耗约为LMAC-2协议的64.1%,为ALOHA协议的14.2%。展开更多
车载网VANET是一种应用于智能交通系统的新型无线移动自组织网络(mobile ad hoc network,MANET).随着车辆以及移动ad hoc网络技术的发展,车载网已经成为一个新兴的研究领域.针对VANET中车辆行驶的特征,提出一种拓扑相对稳定的车辆分簇算...车载网VANET是一种应用于智能交通系统的新型无线移动自组织网络(mobile ad hoc network,MANET).随着车辆以及移动ad hoc网络技术的发展,车载网已经成为一个新兴的研究领域.针对VANET中车辆行驶的特征,提出一种拓扑相对稳定的车辆分簇算法.在此算法基础上,根据专用短程通信(dedicated short range communication,DSRC)标准中控制信道(control channel,CCH)和服务信道(service channel,SCH)的分配,考虑车辆间的无线通信干扰和不同应用的QoS需求,提出一种基于分簇的多信道混合型MAC协议,簇内通信采用非竞争的TDMA机制,簇间通信采用基于竞争的CSMA?CA机制,相邻簇采用不同的服务信道.模拟实验表明,提出的MAC协议在同时满足实时应用的延迟需求和非实时应用的吞吐量方面,优于现有协议.展开更多
针对现有能够应用于太赫兹超高速无线网络的能量和频谱感知的媒介接入控制(energy and spectrum-aware media access control,ES-MAC)及IEEE802.15.3c协议存在的时隙申请量未及时更新、超帧结构不合理及分配时隙时未合并同一对节点之间...针对现有能够应用于太赫兹超高速无线网络的能量和频谱感知的媒介接入控制(energy and spectrum-aware media access control,ES-MAC)及IEEE802.15.3c协议存在的时隙申请量未及时更新、超帧结构不合理及分配时隙时未合并同一对节点之间的时隙请求等问题,提出了一种高吞吐量低时延MAC(high throughput low delay MAC,HLMAC)协议。通过设计一种新的超帧结构,使节点及时得到时隙分配信息,大大降低数据接入时延;通过更新时隙请求量和合并同一对节点的时隙请求,增加了数据发送量,提高了网络吞吐量。理论分析表明了HLMAC协议的有效性,仿真结果显示它比ES-MAC协议增加了65.7%的网络吞吐量,同时降低了30%的接入时延。展开更多
为了延长网络的寿命,实现能量的高效利用是无线传感器网络应用的主要目标,MAC协议的能效性直接关系到网络的能耗,但采用分层方法的MAC协议无法实现最优的节能效果。本文基于跨层的方法提出了一种能量高效MAC(cross layer energy efficie...为了延长网络的寿命,实现能量的高效利用是无线传感器网络应用的主要目标,MAC协议的能效性直接关系到网络的能耗,但采用分层方法的MAC协议无法实现最优的节能效果。本文基于跨层的方法提出了一种能量高效MAC(cross layer energy efficient MAC,CLEE-MAC)协议。该协议在自适应S-MAC(adaptive sensor MAC,AS-MAC)协议基础上,通过利用路由层的路由表信息,改变AS-MAC协议的控制帧格式,有效解决了AS-MAC协议中因"强迫唤醒"造成的能量浪费问题,延长了网络的寿命。理论分析和仿真验证均表明,随着节点密度的增加,CLEE-MAC协议的节能增益随网络密度线性增大。展开更多
现有MAC协议在设计时未考虑太赫兹无线链路的衰减特性,难以稳定工作从而影响网络性能。针对此问题,提出一种适用于太赫兹无线个域网环境的高吞吐量低时延MAC协议HTLD-MAC(high throughput and low delay MAC protocol for terahertz wir...现有MAC协议在设计时未考虑太赫兹无线链路的衰减特性,难以稳定工作从而影响网络性能。针对此问题,提出一种适用于太赫兹无线个域网环境的高吞吐量低时延MAC协议HTLD-MAC(high throughput and low delay MAC protocol for terahertz wireless personal area networks)。HTLD-MAC协议通过采用基于信道质量预留时隙机制以及自适应确认机制,能够合理分配超帧时隙资源、提高网络吞吐量,降低数据时延。仿真表明相较于IEEE 802.15.3c和ES-MAC协议,HTLD-MAC在太赫兹链路质量较差情况下具有更好的网络性能。展开更多
文摘低功耗广域网(Low Power Wide Area Network,LPWAN)技术的出现,能够在保证更远距离的通信传输的同时,最大限度地降低功耗,节约传输成本。LoRa(Long Range)技术作为其中的佼佼者,凭借其远距离、低功耗、大容量、强抗干扰、高接收灵敏度的特点,备受工业界和学术界的青睐。针对目前工业中主流使用的基于ALOHA的LoRaWAN协议无法很好地解决海量终端设备接入LoRa网络后所带来的严重数据包冲突以及LoRa CAD(Channel Activity Detection)功能带来的隐藏终端问题,提出了一种基于BTMA(Busy Tone Multiple Access)的LoRa网络MAC协议——BT-MAC协议。该协议利用了LoRa高接收灵敏度的特性,网关利用“忙音”信标来通知各个节点网关的工作情况,减少了无效包的发送。同时,节点端通过记录有“忙音”信息和本地信息的逻辑信道矩阵,结合最优信道选择算法,选出最优逻辑信道进行发送,降低了端节点上行数据包之间的冲突,有效缓解了LoRa网络中的隐藏终端问题以及阻塞问题。此外,搭建了LoRa网络MAC协议测试平台,并测试了BT-MAC的有效性,完成了室内和室外环境大规模的并发实验和能耗检测实验。实验结果表明,BT-MAC协议的吞吐量是LMAC-2协议的1.6倍,是ALOHA协议的5.1倍;同时其包接收率达到LMAC-2协议的1.53倍,ALOHA协议的17.2倍;其包接收平均能耗约为LMAC-2协议的64.1%,为ALOHA协议的14.2%。
文摘车载网VANET是一种应用于智能交通系统的新型无线移动自组织网络(mobile ad hoc network,MANET).随着车辆以及移动ad hoc网络技术的发展,车载网已经成为一个新兴的研究领域.针对VANET中车辆行驶的特征,提出一种拓扑相对稳定的车辆分簇算法.在此算法基础上,根据专用短程通信(dedicated short range communication,DSRC)标准中控制信道(control channel,CCH)和服务信道(service channel,SCH)的分配,考虑车辆间的无线通信干扰和不同应用的QoS需求,提出一种基于分簇的多信道混合型MAC协议,簇内通信采用非竞争的TDMA机制,簇间通信采用基于竞争的CSMA?CA机制,相邻簇采用不同的服务信道.模拟实验表明,提出的MAC协议在同时满足实时应用的延迟需求和非实时应用的吞吐量方面,优于现有协议.
文摘针对现有能够应用于太赫兹超高速无线网络的能量和频谱感知的媒介接入控制(energy and spectrum-aware media access control,ES-MAC)及IEEE802.15.3c协议存在的时隙申请量未及时更新、超帧结构不合理及分配时隙时未合并同一对节点之间的时隙请求等问题,提出了一种高吞吐量低时延MAC(high throughput low delay MAC,HLMAC)协议。通过设计一种新的超帧结构,使节点及时得到时隙分配信息,大大降低数据接入时延;通过更新时隙请求量和合并同一对节点的时隙请求,增加了数据发送量,提高了网络吞吐量。理论分析表明了HLMAC协议的有效性,仿真结果显示它比ES-MAC协议增加了65.7%的网络吞吐量,同时降低了30%的接入时延。
文摘现有MAC协议在设计时未考虑太赫兹无线链路的衰减特性,难以稳定工作从而影响网络性能。针对此问题,提出一种适用于太赫兹无线个域网环境的高吞吐量低时延MAC协议HTLD-MAC(high throughput and low delay MAC protocol for terahertz wireless personal area networks)。HTLD-MAC协议通过采用基于信道质量预留时隙机制以及自适应确认机制,能够合理分配超帧时隙资源、提高网络吞吐量,降低数据时延。仿真表明相较于IEEE 802.15.3c和ES-MAC协议,HTLD-MAC在太赫兹链路质量较差情况下具有更好的网络性能。
