摘要：高速飞行器自组织网络具有节点运行速度快、网络拓扑高度动态变化、多种优先级保障需求等特点。介绍高速飞行器自组织网络的网络组成和协议栈架构,提出一种适用于高动态场景的自组织网络协议栈设计,mac层采用统计优先级多址接入协议(Statistical Priority-based Multiple Access,SPMA)。针对SPMA协议退避时间问题,提出一种自适应退避时间算法,可以根据优先级等级、门限阈值和信道占用统计值动态调整退避时间以达到更好的退避效果,并利用OPNET平台对SPMA协议进行系统建模与仿真分析。实验结果表明,SPMA协议可以实现多种优先级差异化服务,自适应退避时间算法能有效地提升SPMA协议吞吐量性能,进一步降低高优先级分组的丢包率和平均时延。

摘要：针对水声通信异构网络中信道分配不公和节点能量受限的问题,基于深度强化学习方法,提出跨层联合优化公平信道接入和功率控制的媒介访问控制(POCL-mac)协议。根据反馈ACK包获知时延状态下的信道冲突结果和接收机处信噪比,基于深度强化学习的状态、动作和奖励序列自主学习,调整认知用户的接入时隙和发射功率;采用公平函数实现异构网络中认知用户和主用户吞吐量性能的比例公平。设计了一个联合状态序列和独立式奖励函数,在不增加神经网络复杂度的前提下,提高跨层联合优化的子动作决策准确度。仿真结果表明,相比于传统DRL算法,所提算法实现了接近于最优公平性吞吐量性能,同时具有更好的能量利用效率。

摘要：多跳分层异构无线传感器网络(WSN)包含周期性短数据和明显方向性数据流,根据该特点,设计一种异构传感器网络基础层mac协议(GFN-mac),以均衡降低基础层的能量消耗和时延。异构无线传感器网络基础层在分簇时使用CSMA协议,完成分簇后节点运行GFN-mac协议,利用交错的周期倍增同步休眠调度模式,使不同层节点运行不同频率的激活/休眠周期。仿真结果表明,与完全同步和交错同步调度方案相比,GEN-mac的通信时延和系统能耗较低,吞吐量较高。

摘要：无线电子货位标签系统(ESLs)可以运用在库存货物管理、超市商品管理等场景中,它可以显著地提高系统的管理水平。针对ESLs系统所要求的组网节点容量大规模、标签节点采取"睡眠/唤醒"双模态工作方式的特点,设计了一种基于通知激活控制的通知—监听mac协议(NL-mac),以实现在ESLs环境下任务数据的高效传输。NL-mac协议通过无线网关使用广播方式通知目的标签,通过引入辅助信道实现数据交付和通知过程的并行,达到应用数据交付的实时性,并且通过控制唤醒数量实现对信道的拥塞控制,并在真实环境中实现了NL-mac。实验数据表明,相对"节点唤醒询问"等同步协议,使用NL-mac协议更能满足ESLs对大规模容量的要求,而且能满足任务数据下发的实时性。

摘要：无线传感器网络是21世纪新兴的网络技术,它的出现使网络的发展进入一个新的阶段。近年来,对无线传感器网络介质访问控制协议的研究也越来越多。总结了近年来的研究成果,并针对S-mac、T-mac和D-mac等几种典型的mac协议进行了对比分析。研究出将功率控制机制引入到mac协议中可以进一步减少能耗,给出了一种基于发射功率控制思想的mac协议、PCSmac协议。功率控制可以从直接的降低发送能量和间接的减少碰撞两个角度节约能耗,是一种有效的节能机制。仿真实验表明,引入功率控制后可以节约能耗达50%~96%左右。

摘要：认知无线传感器网络(CRSN)是一种将认知无线电(CR)技术引入传统WSN中的新型网络,具有一定的应用价值和发展前景。然而,CRSN中的认知功能带来的额外能耗和处理要求及其高成本实现,阻碍了它的进一步发展及应用。基于此,提出将认知功能迁移到另外一类节点——认知节点,并使其拥有较强的处理能力和能量收集能力。认知节点与普通传感器节点按照一定比例进行部署,组成另外一种新型网络——异质节点CRSN(HT-CRSN),这种新型网络能够提高网络性能并降低部署成本。并提出了一种能够适用于这种异质节点传感器网络的工作时序及其一系列可行性的mac协议(FBP等)。通过对所提mac协议的能耗分析,说明可以通过调整两类异质节点的部署比例和能量收集速率均衡两类异质节点的能耗,进而提高网络生命周期。

摘要：应用于煤矿井下环境的无线传感器网络中,不在同一通信范围内的若干节点同时发送数据时极易造成数据的冲突和延迟,影响井下监测系统的运行。通过设计一种反映节点密集度的门限值,使网络能够自主切换工作方式。仿真实验证明,改进后的方案能够降低丢包率,显著提高网络的工作效率和数据传输的成功率,并提高无线传感器网络节点传输能力。

摘要：船舶间可见光通信技术近年来逐渐受到关注,可见光通信技术利用可见光波段进行通信,具有高速、低功耗、安全等优点,适用于船舶间的短距离通信。目前,对于船舶间可见光通信技术研究还相对较少。本文针对船舶间可见光通信技术的mac协议开发与实现问题进行研究,搭建了船舶可见光通信的系统框架,提出一种基于时隙分配的mac协议设计方案。该方案具有较高的通信速率、较低的通信延迟和较好的通信质量,可以为船舶间可见光通信技术的应用提供一定的参考和借鉴。

摘要：针对无线体域网mac协议自适应性不高且能效低的问题,提出一种基于IEEE 802.15.6的无线体域网自适应mac协议(A-mac)。对IEEE 802.15.6的超帧结构进行改进,竞争接入阶段和非竞争接入阶段的长度根据产生各优先级数据的节点所占的比例进行调整。竞争接入阶段又被划分为三个子阶段,子阶段的长度根据数据优先级情况进行动态调整。所有节点在竞争接入阶段按照信道接入策略竞争接入信道。最后仿真结果表明,在吞吐量、能耗和网络时延方面,使用A-mac协议的网络性能明显优于使用IEEE 802.15.6 mac和CA-mac协议的网络性能。

摘要：针对IEEE 802.15.4高速数据传输的应用场景,提出一种具有高吞吐量和低延时特性的定制化mac协议。基于HRP UWB PHY对数据传输模型和吞吐量深入分析,并结合mac协议的冲突避免载波侦听多路访问(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoid,CSMA-CA)和保障时隙(Guaranteed Timeslot,GTS)实时传输的特性,设计了该机制有效的管理流程。最后在Vivado中使用Verilog HDL对mac控制器进行硬件设计和验证。仿真结果表明,与经典IEEE 802.15.4 mac协议相比,该mac控制器的吞吐量提高了26%,同时数据传输时延降低了17%。