认知无线多跳网中结合QoS查找的跨层多信道MAC协议

格式：pdf
大小：798.16 KB
文档页数：9

下载文档原格式

认知无线多跳网中结合QoS查找的跨层多信道MAC协议

ｄｕｐｌｅｘｔｒｎｓａｃｅｉｖｅｒｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｃｏｎｉｔｎｕｏｕｓｌｙｌｉｓｔｅｎｔｏｔｈｅｃｏｌｒｌｌｎｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｈａｎｎｅｌ，ａｎｄｎａａｃｃｅｓｓａｌｇｏｉｔｒｈｍｉｓｃｒｅａ — ｆｕｌｌｙｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｈｙｂｒｉｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｎｏｄｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｕｍｂｅｒｏｆｔｒｎｓａｃｅｉｖｅｒｓ．Ｅｘｔｅｎｓｉｖｅｓｉｍｕｌａ —
ｓｅａｒｃｈｗｉｈｔｄｙｎａｍｉｃｓｐｅｃｔｒｕｍａｌｌｏｃａｔｉｏｎｖｉａｃｒｏｓｓ－ｌａｙｅｒｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｏｎｌｙｐｅｒｍｉｔｓｔｈｅｔｒｎｓａｍｉｓｓｉｏｎｎｏｄｅｓｔｏｐａｒｔｉｃｉｐａｔｅ
第３４卷第４期２０１３年４月
通
信
学
报
Ｖｂ１．３４ＮＯ．４
ＪｏｕｒｎａｌｏｎＣＯｌｌｌｌｎｕｎｉｃａｉｔｏｎｓ
Ａｐｒｉｌ２０１３
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－４３６ｘ．２０１３．０４．００２

一种支持多跳无线网QoS业务的MAC层接入协议

一种支持多跳无线网QoS业务的MAC层接入协议
周滨;郭伟;任智
【期刊名称】《中国测试》
【年(卷),期】2006(032)002
【摘要】提供一定的服务质量保证(QoS)是多跳无线网络研究中的热点和难点,本文基于TDMA/FDMA机制提出了一种支持多信道多跳无线网络话音级QoS业务的MAC层接入协议RA/SRN.该协议以RBRP协议思想为基础,针对无线信道中隐藏、暴露终端造成的信道利用率降低和分组冲突问题进行改进设计,减小了信道冲突概率,提高了信道利用率,降低了信道接入时延,为网络层QoS路由协议提供了良好的支持.
【总页数】4页(P100-103)
【作者】周滨;郭伟;任智
【作者单位】电子科技大学通信与信息工程学院,四川,成都,610054;电子科技大学通信与信息工程学院,四川,成都,610054;电子科技大学通信与信息工程学院,四川,成都,610054
【正文语种】中文
【中图分类】TN915.04
【相关文献】
1.一种基于多跳无线网络支持QoS的多信道MAC模型 [J], 许豪;吴梦莹;赵璐;张嘉妮;赵中伟
2.一种联合路由层信息设计的多跳Ad Hoc MAC层协议 [J], 谢海波;崔毅东;徐惠民
3.一种提供时延QoS保障的无线网络MAC协议 [J], 李剑;胡波;赵东风
4.面向实时业务的认知无线网络MAC层频谱接入方案 [J], 李瑞芳;刘泉;李仁发
5.接入网MAC层QoS系统的多业务令牌桶流量整形算法 [J], 张晓彤;李培娅;王沁;杜立国
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

认知无线Mesh网的多信道MAC协议

认知无线Mesh网的多信道MAC协议
喻明皓;黄联芬
【期刊名称】《厦门大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2009(048)002
【摘要】随着宽带无线通信业务的发展,无线频谱资源日益紧张.本文在认知无线电频率感知技术的基础上,将其应用于无线Mesh网的多信道MAC协议(MMAC)中,提出了认知无线Mesh网的多信道MAC协议(CWMN-MMAC).本协议通过增加认知用户对频谱的感知和针对多跳特点的分布式协商,将空闲的频谱动态地分配给非授权用户使用,可以有效提高频谱资源利用率,并通过仿真,研究了协议ATIM窗对吞吐量的影响和主用户空闲时的信道利用率,根据仿真结果可以看到,该协议通过单网卡可以实现较好的信道利用率.
【总页数】4页(P180-183)
【作者】喻明皓;黄联芬
【作者单位】厦门大学信息科学与技术学院,福建,厦门,361005;厦门大学信息科学与技术学院,福建,厦门,361005
【正文语种】中文
【中图分类】TN92
【相关文献】
1.一种新型无线Mesh网络多信道MAC协议 [J], 李鹤松;冷甦鹏
2.无线Mesh网络中使用双收发器的多信道MAC协议研究 [J], 何萍实;徐子平
3.TDMC:长距离无线MESH网络中面向流量比的动态多信道MAC协议 [J], 易腾飞;赵增华;张连芳;舒炎泰
4.基于忙音多址的多信道无线Mesh网的MAC协议 [J], 张登银;吴卓恒;曲旭
5.一种无线Mesh网双收发器多信道MAC协议的功率控制方案 [J], 伊鑫;王忠思;陈金来
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于QoS的分布式认知无线电网络多信道MAC协议

ｎｎｅｌＭＡＣｗｉｔｈｏＳＰｒｏｖｉｓｉｏｎｉｎｆｏｒＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＣｏｎｉｔｉｖｅＲａｄｉｏＮｅｔｗｏｒｋｓ－Ｑｇｇ
第４４卷第６Ａ期２０１７年６月
计算机科学ＣＯＭＰＵＴＥＲＣＩＥＮＣＥＳ
Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．６ＡＪｕｎｅ２０１７
基于ＱＣ协议ｏＳ的分布式认知无线电网络多信道ＭＡ
孙卫１黄金科２
１２（））西京学院应用统计与理学系西安７空军工程大学航空航天工程学院西安７１０１２３１００３８（
１２ＳＵＮＷｅｉＪｉｎｋｅＨＵＡＮＧ－１（，， ’ ）ＤｅａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｌｉｅｄＳｔａｔｉｓｔｉｃｓａｎｄＳｃｉｅｎｃｅＸｉｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＸｉａｎ７１０１２３，Ｃｈｉｎａｐｐｐｊｇｙ２（，， ’ ）ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓＥｎｉｎｅｅｒｉｎＣｏｌｌｅｅＡｉｒＦｏｒｃｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＸｉａｎ７１００３８，Ｃｈｉｎａｇｇｇｇｇｙ
ＡｂｓｔｒａｃｔｈｅｉｎｓｕｆｆｉｃｅｎｃｅｏｆｄｎａｍｉｃｒｅｓｏｕｒｃｅａｖａｉｌａｂｉｌｉｔａｎｄｔｈｅｌａｃｋｏｆｃｅｎｔｒａｌｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔｏｆｆｅｒｍａｎｃｈａｌｌｅｎｅｓＴｙｙｙｇ，ｒｏｔｏｃｏｌａｅｒｒｏｏｓｅｄｗｈｅｎｄｅｓｉｎｉｎＭＡＣｆｏｒａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｃｏｎｉｔｉｖｅｒａｄｉｏｎｅｔｗｏｒｋ．ＩｎｔｈｉｓｗｅａｎｏｖｅｌＭＡＣｄｅｓｉｎｐｐｐｐｐｇｇｇｇ）ｒｏｖｉｄｅｓｕａｌｉｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｃｏｎｉｔｉｖｅｒａｄｉｏｎｅｔｗｏｒｋｗｈｉｃｈａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｒｏａｃｈｔｏａｄｄｒｅｓｓｏｆｓｅｒｖｉｃｅ（ＱｏＳｒｅｕｉｒｅｆｏｒ－ｐｑｙｇｐｐｑｍｅｎｔｓｏｆｄｅｌａｓｅｎｓｉｔｉｖｅａｌｉｃａｔｉｏｎｓｂｄｅｆｉｎｉｎｈｉｈｅｒｔｏｓｕｃｈａｌｉｃａｔｉｏｎｓｄｕｒｉｎｃｈａｎｎｅｌｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ．Ｉｔａｌｓｏｒｉｏｒｉｔｙｐｐｙｇｇｐｐｇｐｙｏｔｈｅｒｍａｏｒｃｈａｌｌｅｎｅｓｓｕｃｈａｓｌｏｗｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｅｃｔｒｕｍａｎｄｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌｈｉｄｄｅｎｔｅｒｍｉｎａｌｄｅｃｏｍｂａｔｓｒｏｂｌｅｍ．Ｗｅ－－ｊｇｐｐｖｅｌｏｅｄａｎａｎａｌｔｉｃａｌｆｒａｍｅｗｏｒｋｔｏｓｔｕｄｔｈｅｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｒｏｏｓｅｄｒｏｔｏｃｏｌ．ＷｅｔｈｅｎｃｏｍａｒｅｄｔｈｅｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐｙｙｐｐｐｐｐｐｏｆｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｆｔｗｏｅｘｉｓｔｉｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＭＡＣｏｕｔｅｒｒｏｏｓｅｄｒｏｔｏｃｏｌｒｏｔｏｃｏｌｓ．Ｃｏｍａｒｉｓｏｎｒｏｏｓｅｄ－ｇｐｐｐｐｐｐｐｐｆｏｒｍｓｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｒｏｔｏｃｏｌｓｂｒｏｖｉｄｉｎｂｅｔｔｅｒｔｈｒｏｕｈｕｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｃｈｉｅｖｅｄｆｒｏｍｔｈｅａｎａｌｔｉｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄｖａｌｉｄａ－ｇｐｙｐｇｇｐｙｔｅｄｂｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｓｈｏｗｔｈａｔｏｕｒｓｉｍｌｅｅｔｅｆｆｉｃｉｅｎｔｄｅｓｉｎｉｄｅｎｔｉｆｉｅｓａｎｄｆｕｌｆｉｌｓｔｈｅＱｏＳｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｄｅｌａｓｅｎｓｉｔｉｖｅｙｐｙｇｑｙ，ａｌｉｃａｔｉｏｎｓａｃｈｉｅｖｅｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｓｅｃｔｒｕｍｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｈａｎｄｌｅｓｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌｈｉｄｄｅｎｔｅｒｍｉｎａｌｒｏｂｌｅｍｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌ．－ｐｐｐｐｙ，，ＫｅｗｏｒｄｓｄｍｉｓｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＣＲｎｅｔｗｏｒｋＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＭＡＣ，ＭｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌＭＡＣ，ＱｕａｌｉｔｏｆｓｅｒｖｉｃｅＡ－ｙｙ而传统的静态频谱分配技术对射频频谱的利用率很低，占用的比例很且射频频谱作为授权频谱的重要组成部分，

认知Mesh网络中的多信道MAC协议设计

ＰＥＮＧＺＨＵｉ，Ｙｉ，ＬｅＺＨＡＯｎ２ＣＨＥＮｎ．ｅＹｉｇ，Ｙａｄ
（．ｎｔｕｅｆｍｍｕｉａｉｎＥｇｎｅｉｇＰＡＵｎｖｒｉｆｃｅｃｎｅｈｏｏｙＮａｊｎ１０７Ｃｈｎ；１ＩｓｔｔｏＣｏｉｎｃｔｏｎｉｅｒ，ＬｎｉｅｓｙｏＳｉｎｅｄＴｃｎｌｇ，ｎｉｇ２００，ｉａｔａ２ＮｅｗｒｅｈｏｏｙＭａａｅｎｎｅ，ｎｒｌｔｆＢｉｎ０８０Ｃｉａ．．ｔｏｋＴｃｎｌｇｎｇｍｅｔｔｒＧｅｅａＳａ，ｅｉｇ１０４，ｈｎ；Ｃｅｊ
ｔｒｕｈｕｆｅｔｖｌ．ｈｏｇｐｔｅｃｉｅｙ
［ｙｗｏｄ］ｃｇｉｖｄｏｃａｎｌｓｉｎｎ；ｅｕａｉｎｍｏｅ；ｏｇｔｎｃｏ；ｌ—ｈｎｅＫｅｒｓｏｎｔｅｒｉ；ｈｎｅａｓｍｅｔｒｐｔｔｄｌｆｒｅｔｇｆｔｒｍｕｔｃａｎｌｉａｇｏｉａｉ
ｏｈｒｃｇｎｔｅｕｓｒｎｈｅｐｉｒｕｅｓｉｌｔｏｅｕｌｅｔｅｏｉｖｅｓａｄｔｒｍａｙｓｒ．Ｓｍｕａｉｎｒｓｔｄｍｏｎｔａｅｔｔｔｅａｇｒｔｍａｍｐｏｅｔｅｓｃｅｓｒｔｎｈｅｗｏｋｉｓｓｔｈａｈｌｏｈｃｎｉｒｖｕｃｓａｉａｄｔｅｎｔｒｒｉｈｏ
信道分配算法。该算法通过对各个授权信道传输的历史经验进行学习，使认知用户能够获取每个授权信道的声望值。在信道协商阶段，接
收方认知用户根据信道的声望值大小，从可用信道集合中选取出期望传输成功率最高的信道，能较好地减少多个认知用户在同一空闲授权信道上的竞争，并有效降低认知用户与主用户发生冲突的概率。仿真结果表明，该算法能有效提高认知用户传输数据报文的成功率，增加

多跳无线网络中可并行发送的多信道MAC协议

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｏｖｅｌｓｌｏｔｔｅｄｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌｍｅｄｉｕｍａｃｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）ｐｒｏｔｏｃｏｌｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｒｅｓｏｌｖｅｈｉｄｄｅｎｔｅｒｍｉｎａｌａｎｄｅｘｐｏｓｅｄ
ｃｏｌ，ｃｈａｎｎｅｌｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｄａｔａｐａｃｋｅｔｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎｃａｎｂｅｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｙｄｉｖｉｄｉｎｇｅｎｔｉｒｅｅｈａｎｎｅｌｉｎｔｏｃｏｎｔｒｏｌｃｈａｎｎｅｌ（ＣＣＨ），ｄａｔａｃｈａｎｎｅｌ（ＤＣＨ）ａｎｄａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔｃｈａｎｎｅｌ（ＡＣＨ），ｗｈｉｃｈｇｒｅａｔｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓ — ｓｉｏｎｃｏｌｌｉｓｉｏｎｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏｎｔｒｏｌｐａｃｋｅｔｓａｎｄｄａｔａｐａｃｋｅｔｓｉ１１ｍｕｌｔｉｈｏｐｎｅｔｗｏｒｋｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｄｕａｌｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｓｌｏｔａｎｄｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎｍｉｎｉｓｌｏｔａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｃｏｌｌｉｓｉｏｎｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｈａｎｎｅｌｒｅｓ — ｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｃｈａｎｎｅｌａｃｃｅｓｓｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｐｒｅ￣ｂａｃｋｏｆｆ，ｓｅｎｓｉｎｇｂａｃｋｏｆｆａｎｄ

一种基于多跳无线网络支持QoS的多信道MAC模型

ＭＡＣ协议的中央控制机制。尽管一些文献已经对这个做出了研究，但是这些协议基本上都是
基于时分多址ＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓ பைடு நூலகம் ｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃ —
介处于空闲状态，ｗＴ将发送一个分组。否则ｗＴ
功能ＰＣＦ。其中分布协调功能ＤＣＦ支持异步数据传输，用载波监听多路接入和冲突避免ＣＳＭＡ／ＣＡ
（ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄ —
１．１ＤＣＦ机制
在ＤＣＦ中，终端ｗＴ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＴｅｒｍｉｎａ１）在传
输一个分组之前，对媒介进行监听，如果在大于一个ＤＣＦ帧问间隔ＤＩＦＳ（ＤＣＦＩｎｔｅｒＦｒａｍｅＳｐａｃｅ），媒
高的数据服务质量ＱｏＳ。关键词：多跳无线网络；ＱｏＳ；ＭＡＣ；ＰＣＦ中图分类号：ＴＰ３９２．１文献标识码：Ａ文章编号：１６７２ — ４８０１（２０１６）０６ — ０２５ — ０４ＤＯＩ：１０．１９５０８６．ｃｎｋｉ．１６７２－４８０１．２０１６．０６．００８
第６期
机电技术
一
种基于多跳无线网络支持ＱｏＳ的多信道ＭＡＣ模型。

无线多跳网络中的QoS保障技术研究

无线多跳网络中的QoS保障技术研究随着信息社会的不断发展，网络已经成为我们生活中必不可少的一部分。

其中，无线多跳网络被广泛应用于物联网、智能家居、智能交通等领域。

在无线多跳网络中，QoS保障技术是保证数据传输质量的重要手段。

本文将介绍无线多跳网络中的QoS保障技术研究，包括QoS保障技术的定义、QoS保障技术的原理以及QoS保障技术的应用现状。

一、QoS保障技术的定义在无线多跳网络中，QoS（Quality of Service）保障技术是指在数据传输过程中，通过对网络资源的合理调度和优化管理，提高数据传输的可靠性、稳定性、时延、时序和吞吐量等性能指标，以满足不同业务对数据传输质量的不同需求。

QoS保障技术主要包括带宽管理、流量控制、拥塞控制、差错控制等方面。

其中，带宽管理是指为不同业务提供适当的带宽资源，流量控制是指限制不同业务的流量，拥塞控制是指在网络出现拥塞时对传输速率进行动态调整，差错控制是指对传输的数据进行纠错和修复。

二、QoS保障技术的原理无线多跳网络中的QoS保障技术，需要在不同层次上实现对不同业务的服务保障。

具体来说，可分为以下几个方面：1. MAC层服务保障：MAC层是无线多跳网络中实现QoS保障技术的重要层次。

MAC层的QoS保障技术主要分为两类：固定优先级、动态优先级。

固定优先级是指为不同业务分配不同的优先级，保证高优先级数据的优先传输。

动态优先级是指根据网络拥塞情况动态调整优先级，保证网络带宽的充分利用。

2. 网络层服务保障：网络层服务保障主要包括QoS路由、流量调度、拥塞控制等方面。

QoS路由是指选择合适的路由，使得不同业务之间的数据传输时延最小。

流量调度是指对不同业务的流量进行调度，保证每个业务都能得到适当的带宽。

拥塞控制是指当网络拥塞时，对不同业务进行适当的拥塞控制，避免整个网络崩溃。

3. 应用层服务保障：应用层服务保障主要是针对具体的应用场景进行保障。

例如，视频传输需要保证高带宽、低时延和低抖动等性能指标。

面向多跳无线网络的无冲突MAC协议

面向多跳无线网络的无冲突MAC协议张克旺;张德运;杜君【期刊名称】《软件学报》【年(卷),期】2009(020)007【摘要】Collision rate increases significantly with the appearance of hidden nodes in multi-hop wireless network, which results in unsuccessful transmissions and leads to performance degradation of the network. The RTS/CTS handshakes of 802.11DCF can not eliminate hidden nodes, andthe situation becomes worse when the nodes are equipped with higher speed wireless devices, which require higher signal to interference and noise ratio (SINR) for successful reception. This paper analyzes the prevalence of hidden nodes in multi-hop wireless network and proposesan MAC protocol named double channel collision free media access protocol-DCCFMA to solve the hidden nodes problem. DCCFMA is a dual channel MAC (media access control) protocol, receiver adjusts the transmitting power of the control channel according to the signal power receiver from the transmitter so as to cover all hidden nodes around the receiver. Simulation results show that DCCFMA solves hidden nodes problem better than RTS/CTS (ready-to-send/clear-to-send) handshakes and achieves 24% additional network throughput as compared to that of 802.11 DCF.%多跳无线网络中隐藏节点导致节点之间的冲突频繁、数据重传率高、网络吞吐量下降.而802.11 DCF中的RTS/CTS(ready-to-send/clear-to-send)机制不能有效地防止隐藏节点,特别是随着网络中节点通信速率的提高,由于节点的信噪比要求也相应提高,接收节点受到更大范围内隐藏节点的干涉,RTS/CTS机制防止隐藏节点的效率急剧降低.首先,在考虑网络积累干涉以及环境噪音的情况下分析了多跳无线网络中的隐藏节点问题.然后,提出一种双信道无冲突MAC(media access control)协议DCCFMA(double channel collision free media access).DCCFMA 协议采用双信道结构,接收节点根据数据信道中发送节点的信号强度动态调节控制信道的发射功率,以完全覆盖接收节点周围所有的隐藏节点,保证接收节点在接收过程中不受干涉.DCCFMA协议能够有效地解决多跳无线网络中的隐藏节点问题.仿真结果表明,与802.11DCF相比,DCCFMA机制下的平均网络吞吐量增加了24%.【总页数】14页(P1895-1908)【作者】张克旺;张德运;杜君【作者单位】西安交通大学,电子与信息学院,陕西,西安,710049;西安交通大学,电子与信息学院,陕西,西安,710049;西北工业大学,计算机学院,陕西,西安,710072【正文语种】中文【中图分类】TP393【相关文献】1.多跳无线网络MAC协议的研究进展 [J], 李超;任国春;王呈贵;王玉博2.一种基于TD-SCDMA的无冲突自组网MAC协议 [J], 庞博;徐雷鸣;向勇;史美林3.DLSOMAC:一个面向分布式无线链路调度技术的MAC协议 [J], 徐朝农;李超;王智广;徐勇军4.多跳无线网络中可并行发送的多信道 MAC 协议 [J], 杜帅;杜孝平;刘凯5.多跳无线网络中可并行发送的多信道MAC协议 [J], 杜帅;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

Ad Hoc网络支持QoS保障的多信道MAC协议

的业务区分能力，但是在网络拥塞时，很难保障实时业务道上连续的帧交换过程，改善了系统吞吐量和时延特性，的ＱｏＳ；另一类是支持资源预留的ＭＡＣ协议，这类协议通过从很大程度上保证实时数据的传输。为实时业务预留资源，来达到保障ＱｏＳ的目的，支持资源预留的介质访问控制机制是ＡｄＨｏｃ网络提供服务质量保障的关
一李保婷周雷韩沁赵宏
（江苏省计量科学研究院江苏南京２１０００７）
摘
要：提出一种基于多信道的ＱｏＳ保障方案，结合业务区分和资源预留两种ＱｏＳ保障策略，保证优先级高的业务及时接入信道；并且
建立节点发送链表，给数据通信预留一段时间，实现数据信道上连续的帧交换，有效地使用了数据信道资源。
的访问。ＭＡＣ子层是自组网ＱｏＳ体系中最基本的部分，主要于在各数据信道间切换使用。通信双方在控制信道上交换
同来管理和协调多个用户共享可用的频谱资源，它需要解ＲＴＳ／ＣＴＳ／ＲＥＳ帧来预约数据信道，然后在数据信道上交换
ＯｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）保障已成为ＡｄＨｏｅ网络领域中的研究区分和资源预留两种方式，提出了一种支持ＱｏＳ保障的多信重点；已有的提供ＱｏＳ保障的ＡｄＨｏｃ网络ＭＡＣ协议大体可分道ＭＡＣ协议，给不同种类的业务划分优先级和帧间隔，保证为两种类型：一类是支持业务区分的ＭＡＣ协议，这类协议优先级高的业务较早地预约数据信道，同时按目的地址的为不同优先级的业务分配不同的带宽资源，他们具有定性不同建立发送链表，采用自动重传请求技术，实现数据信

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

3
3.1
结合 QoS 查找的跨层多信道 MAC 协议
频谱检测机制频谱信息不仅指 PU 对频谱的占用情况，还包括 SU 间的相互干扰情况。本文采用周期性检测的方式来实现对频谱信息的感知，将每个检测周期分为 “ PU 检测时间（ PSP, PU sensing phase） ” 和“ SU 自主时间（ SAP, SU autonomous phase） ” 2 部分。在 PSP 时间内，SU 完成对所有 PU 活动的检测，以寻找到所有可用的信道。具体频谱检测算法不是本文重点，可参考文献 [14,15]等。在 SAP 时间内， SU 根据发送需要自主决定自身行为。若没有发送需要，则按 PU 活动由弱到强的顺序，依次检测各信道内其他 SU 的活动状况，以获得准确的频谱信息；若有发送需要，则按下节“结合按需 QoS 查找与动态频谱分配的机制” 及相应的接入算法执行。本协议不要求 SU 间的时间同步，各 SU 独立检测频谱。如需获得其他节点的检测结果，在 SAP 时间内在公共控制信道上以分布式方式传递。本文协议可适用于 overlay 和 underlay2 种频谱共享模式。Overlay 模式下，若 PU 在 SAP 时间内出现， SU 须暂停一切发送避让 PU。Underlay 模式下因只需考虑发射功率限制，SU 在 SAP 时间内的活动没有特别限制。 3.2 结合 QoS 查找与动态频谱分配的跨层机制该机制的基本思想是：仅让参与传输的节点执行频谱分配，且节点按 QoS 要求获取频谱资源。本文对具体使用的频谱分配算法不做任何限制，以保证协议通用性。仅对频谱分配算法做如下假设：频谱分配以节点对为单位，即一对收、发节点使用相同发送功率在一个信道内通信。但一节点可同时属于多个节点对，分配得到多个频谱资源。现有的频谱分配算法大多基于这一假设，典型算法如文献 [16,17]等。当需要时，节点可通过多次执行该机制来获得多个频谱资源。该机制的流程如图 1 所示，详细执行步骤如下。 step1 多径路由协议确定多条到目的节点的路径。
第 34 卷第 4 期 2013 年 4 月
通
信
学
报
Journal on Communications
Vol.34 No. 4 April 2013
doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2013.04.002
认知无线多跳网中结合 QoS 查找的跨层多信道 MAC 协议
孙杰，郭伟
(电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室, 四川成都 611731）
2
网络场景与系统模型
本文考虑 SU 以全分布式组网，即不存在 SU 基站的网络环境。每个 SU 可能处于不同 PU 覆盖下，所能获得的频谱资源也可能不一致。对网络场景做如下假设。
・12・
通信
学
报
ห้องสมุดไป่ตู้第 34 卷
1) 不考虑 SU 移动性。 2) 各信道相互正交、独立。 3) 存在公共控制信道（CCC, common control channel）。
Abstract: In cognitive wireless multi-hop networks, the spectrum resources are highly variable and diverse. A cross-layer multi-channel MAC protocol combined with QoS search was proposed. The protocol combines the on-demand QoS search with dynamic spectrum allocation via cross-layer method, which only permits the transmission nodes to participate in the spectrum allocation and can guarantee the allocation results meet the QoS requirement. Besides, frequency division duplex transceivers are introduced to continuously listen to the common control channel, and an access algorithm is carefully designed to realize hybrid communication between nodes with different number of transceivers. Extensive simulations show that our protocol can efficiently guarantees the QoS requirement for end-to-end transmission and significantly improves end-to-end throughput and delay. Key words: cognitive radio; wireless multi-hop networks; MAC protocol; QoS guarantee
1
引言
认知无线多跳网络是将认知无线电（ CR, cognitive radio）技术[1]和无线多跳网络相结合的一种新型网络。该类网络由 CR 技术中的 SU 以无线
多跳方式构成。在 CR 技术中，用户分为 PU（PU, primary user）和 SU（SU, secondary user）两类。其中 PU 使用授权频段，对频谱的使用具有优先权；SU 对频谱的使用不能干扰 PU 的正常通信。二者之间的频谱共享模式主要分为两类 [2] ：一是
第4期
孙杰等：认知无线多跳网中结合 QoS 查找的跨层多信道 MAC 协议
・11・
overlay 方式，指 SU 只能在 PU 空闲时使用频谱，即在时间上对 SU 做出限制；另一类是 underlay 方式，指 SU 对 PU 总的干扰功率不能超过限制，即在功率上对 SU 做出限制。无论使用哪种频谱共享模式，SU 所能获得的频谱资源都具有时变性和差异性等特点[2~4]。 MAC 协议的设计是认知无线多跳网络中的关键点和难点。由于同时需要考虑频谱时变性、差异性、PU 检测以及信道冲突等诸多因素，传统的无线多跳网络 MAC 协议不再适用，必须设计专门的协议。传统无线多跳网络 MAC 协议主要针对静态频谱环境设计，不考虑对 PU 的监听，也不考虑频谱资源的变化性。此类 MAC 协议可分为单信道协议和多信道协议两类。前者以 IEEE 802.11 系列协议为代表，后者以 MMAC[5]、DCA[6]等协议为代表。 IEEE 802.11 协议没有信道分配机制，使用 CSMA/CA 方式竞争单一信道。 MMAC 协议使用单一收发机，并假设节点同步。该协议将所有信道在时间上分为“竞争期”和“传输期”2 部分。节点只有在“竞争期”对信道竞争成功才能在“传输期” 进行传输。 DCA 协议则将所有信道区分为控制信道和数据信道。节点须先在控制信道上竞争对数据信道的使用权，才能在数据信道上进行传输。该协议规定节点装备 2 套收发机，分别独立工作于控制信道和数据信道。以认知无线电为技术背景的 MAC 协议目前已经有一些研究成果。文献[7]假设网络由一个控制信道和 N 个数据信道组成。SU 在控制信道上使用超宽带（UWB）技术以实现对 PU 干扰的限制，对数据信道的利用采用典型的 ON/OFF 模型。如果检测到 PU 在某信道上空闲时， SU 还需再监听一个 ASP （arbitrary sensing period）时间来保证不与其他 SU 发送冲突。SU 一次只能监听一个信道，若信道繁忙则切换到下一个信道，直到找到空闲信道。文献 [8]针对时延敏感业务设计了 OMC-MAC。该协议同样假设控制信道的存在。协议使用周期性的信标信号来实现 SU 间的同步。任何新加入网络的节点须先在控制信道上侦听群首发出的信标信号，如果在一个信标间隔时间内没有收到其他节点的信标信号，则发出信标宣布自身为群首。一个信标间隔时间被划分：感知、竞争和传输 3 部分。节点在感知时间内对所有信道进行扫描，保存可用信道列表；
收稿日期：2012-03-20；修回日期：2012-06-18 基金项目：国家重点基础研究发展计划（ “973”计划）基金资助项目（2009CB320405）；国家科技重大专项基金资助项目（2010ZX03005-002, 20102X03006-002） Foundation Items: The National Basic Research Program of China (973 Program)(2009CB320405); The National Science and Technology Major Project of the Ministry of Science and Technology of China (2010ZX03005-002, 20102X03006-002)
摘
要：针对认知无线多跳网中频谱资源具有较大时变性及差异性的问题，设计了一种结合 QoS 查找的跨层多信
道 MAC 协议。该协议将按需 QoS 查找与动态频谱分配跨层相结合，仅让参与传输的节点执行频谱分配并按 QoS 要求获取频谱资源。此外，协议使用频分双工收发机实现了对公共控制信道的不间断监听，并设计了一套支持不同数量收发机节点间混合通信的接入算法。大量仿真结果表明，该协议能有效保证对端到端传输的 QoS 要求的满足，并显著提高端到端吞吐量及时延。关键词：认知无线电；无线多跳网；MAC 协议；QoS 保证中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1000-436X(2013)04-0010-09

认知无线多跳网中结合QoS查找的跨层多信道MAC协议

合集下载