On the Throughput Allocation for Proportional Fairness in Multirate IEEE 802.11 DCF
本文提出了一种改进的比例公平（PF）标准，适用于减轻\textit{rate anomaly}问题的多速率IEEE 802.11无线局域网采用强制分布式协调功能（DCF）选项。与广泛采用的饱和网络的假设相比，所提出的准则可以应用于一般网络，其中竞争站的特征在于特定的分组到达速率，$λ_s$，和传输速率$R_d^{s}$。所提出的算法的吞吐量分配是能够大大增加的DCF的总吞吐量，同时确保公平水平之间的站的相同顺序的那些与经典的PF标准。简单地说，每个站被分配取决于其分组速率的适当归一化的吞吐量，该分组速率在某种程度上测量站试图获得对信道的接入的频率。一些示例场景的仿真结果，证实了所提出的标准的有效性。
2008-06-28 cs.NI
On the Throughput Allocation for Proportional Fairness in Multirate IEEE 802.11 DCF under General Load Conditions
本文提出了一种改进的比例公平（PF）标准，适用于减轻\textit{rate anomaly}问题的多速率IEEE 802.11无线局域网采用强制分布式协调功能（DCF）选项。与广泛采用的饱和网络的假设相比，所提出的准则可以应用于一般网络，其中竞争站的特征在于特定的分组到达速率，$λ_s$，和传输速率$R_d^{s}$。所提出的算法的吞吐量分配是能够大大增加的DCF的总吞吐量，同时确保公平水平之间的站的相同顺序的那些与经典的PF标准。简单地说，每个站被分配取决于其分组速率的适当归一化的吞吐量，该分组速率在某种程度上测量站试图获得对信道的接入的频率。一些示例场景的仿真结果，证实了所提出的标准的有效性。
2008-03-13 cs.NI
Upgrade of Spring-8 Beamline Network with Vlan Technology Over Gigabit Ethernet
SPring-8的束线网络系统由三个LAN组成：用于束线组件控制的BL-LAN、用于束线实验用户的BL-USER-LAN和用于信息服务的OA-LAN。这些局域网通过防火墙系统互连。由于网络流量和光束线数量的增加，我们将BL-USER-LAN的主干从快速以太网升级为千兆以太网。在此基础上，为了建立单条波束线的独立性，提高每条波束线的灵活性，我们还将IEEE802.1Q虚拟局域网（VLAN）技术引入到BL-USER-LAN中。我们在这里讨论了一个未来的计划，建立防火墙系统与硬件负载均衡器。
2001-12-17 cs.NI
STiCMAC: A MAC Protocol for Robust Space-Time Coding in Cooperative Wireless LANs
中继辅助协作无线通信已经被证明具有显着的性能增益超过传统的直接传输方案。与基于单中继的协作方案相比，利用多中继进一步提高了传输的可靠性和速率。分布式空时编码（DSTC）作为利用多个中继的方案之一，需要中继之间的紧密协调，并且在具有移动性的分布式环境中表现不佳。在本文中，一个合作的媒体访问控制（MAC）层协议，称为\emph{STiCMAC}，设计，允许多个中继在同一时间在IEEE 802.11网络中进行传输。该传输基于一种称为\emph{randomized distributed space-time coding}（\emph{R-DSTC}）的新型DSTC方案，该方案需要最少的协调。与传统的合作方案，选择具有良好的链路的节点，\emph{STiCMAC}选择一个\emph{transmission mode}，可以最大限度地提高端到端的数据率。任何从源正确接收的站都可以充当中继并参与转发。MAC协议以完全分散的方式实现，并且能够在运行中适时地招募中继，从而使其\emph{robust}适应信道变化和用户移动性。仿真结果表明，该算法在移动环境下，网络容量和时延性能都有很大提高。
2011-09-21 cs.NI
A Novel Proportional Fairness Criterion for Throughput Allocation in Multirate IEEE 802.11
本文重点介绍了多速率IEEE 802.11无线局域网采用强制性的分布式协调功能（DCF）的选项。其目标有三个方面。从Malone \textit{et.al.}提出的用于描述IEEE 802.11协议在媒体接入控制层行为的多维马尔可夫状态转移模型出发，提出了一种扩展模型，该模型考虑了由于信道差错导致的分组传输失败。第二，它建立了由$N$站构成的网络的条件，每个站以其自己的比特率$R^{(s)}_d$和分组速率$λ_s$进行发送，在该条件下，可以假设该网络被加载。最后，它提出了一个修改的比例公平（PF）标准，适用于减轻\textit{rate anomaly}问题的多速率加载IEEE 802.11无线局域网，采用强制DCF选项。与目前广泛采用的饱和网络假设相比，该公平性准则适用于一般负载网络。所提出的算法的吞吐量分配是能够大大增加总吞吐量的DCF，同时确保公平性水平之间的站的相同的顺序，由经典的PF标准所保证的。一些示例场景的仿真结果，证实了所提出的标准优化吞吐量分配的有效性。
2008-09-05 cs.NI
Dynamic Sounding for Multi-User MIMO in Wireless LANs
消费电子（CE）设备越来越依赖于无线局域网（WLAN）。下一代WLAN将继续利用多天线系统来满足对WLAN系统容量的不断增长的需求。多输入多输出（MIMO）天线系统提高了频谱效率和单用户吞吐量。多用户MIMO（MU-MIMO）系统利用用户的空间分离来增加总吞吐量。在MU-MIMO系统中，有效的信道探测对于实现最佳性能至关重要。本文中的系统分析提供了深入了解在执行信道探测的速率。本文证明了单用户发射波束成形（SU-TxBF）和MU-MIMO存在最佳探测间隔，并提出了一种低复杂度的MU-MIMO WLAN部署动态探测方法。该方法根据给定无线电环境下的实时学习结果自适应地调整探测间隔。使用真正的空中信道测量，显着的吞吐量提高（高达31.8%），通过采用建议的动态探测方法，这是符合IEEE 802.11ac。
2018-12-04 cs.NI eess.SP
Exact Analysis of Rate Adaptation Algorithms in Wireless LANs
速率自适应在决定无线局域网的性能方面起着关键作用。在本文中，我们引入了一个半马尔可夫框架来分析两个最流行的速率自适应算法在无线局域网中使用的性能，即自动速率回落（ARF）和自适应自动速率回落（AARF）。鉴于我们的建模假设，分析是准确的，并提供了封闭的形式表达式的ARF和AARF的可实现的吞吐量。我们通过数值比较ARF和AARF在两个不同信道制度的吞吐量性能来说明我们的分析的好处。结果表明，这些算法都没有一贯优于其他。因此，我们提出并分析了一个新的变体AARF，称为持久AARF（或PARF），并表明，它实现了两种算法之间的一个很好的妥协，往往表现出接近最好的算法在每个研究制度。数值结果还揭示了MAC开销对三种算法性能的影响。特别是，他们表明，更保守的策略AARF和PARF规模更好的比特率增加。
2010-10-19 cs.NI
Token-DCF: An Opportunistic MAC protocol for Wireless Networks
IEEE 802.11 DCF是目前在无线局域网中使用的MAC协议。802.11 DCF由于两种类型的开销而效率低下：信道空闲时间和冲突时间。本文提出了一种有效的MAC协议的设计和性能评估的无线网络，称为令牌DCF。令牌DCF减少了空闲时间和冲突时间。在令牌DCF中，每个站点通过偷听无线介质上传输的分组来跟踪相邻链路的队列长度。然后使用结果来向网络站分配特权。特权站不遵循退避机制，并且在信道被感测到空闲之后立即发送。仿真结果表明，与802.11 DCF相比，Token-DCF可以显著提高信道利用率、系统吞吐量和信道接入延迟。
2012-02-02 cs.NI
Impact of IEEE 802.11n/ac PHY/MAC High Throughput Enhancements over Transport/Application Layer Protocols - A Survey
自1997年无线局域网（WLAN）诞生以来，它在过去几年中得到了巨大的发展。IEEE 802.11通常被称为WLAN。为了向用户提供最后一英里无线宽带连接，IEEE 802.11增加了IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g。最近，引入了IEEE 802.11n、IEEE 802.11ac和IEEE 802.11ad，其中对物理（PHY）层和介质访问控制（MAC）子层进行了增强，以提供高得多的数据率，因此这些修改被称为高吞吐量WLAN（HT-WLAN）。对于这两种标准，PHY通过多输入多输出（MIMO）天线技术、信道绑定、短保护间隔（SGI）、增强的调制和编码方案（MCS）来增强。同时，通过引入帧聚合和块确认技术，降低了MAC层的开销。然而，现有的研究表明，尽管PHY和MAC增强有望显著提高物理数据率，但它们对上层协议产生了负面影响-主要是对于可靠的端到端传输/应用层协议。因此，大量的学校都集中在HT-WLAN的研究，以改善PHY/MAC和上层协议之间的协调，从而提高性能效益。在这篇综述中，我们讨论了增强的PHY/MAC层在HT-WLAN传输/应用层协议的影响。列出了下一代HT-WLAN技术开发中可以探索的各种开放性挑战。
2017-02-10 cs.NI
Analysis of IEEE 802.15.4 MAC under low duty cycle
在这封信中，一个离散时间马尔可夫链模型，研究IEEE 802.15.4在低占空比下的性能。性能是衡量的聚合吞吐量和平均功耗每包。通过ns2仿真验证了所提出的分析模型。
2014-06-28 cs.NI
Performance evaluation aodv, dymo, olsr and zrpad hoc routing protocol for ieee 802.11 mac and 802.11 dcf in vanet using qualnet
在VANET中，高速是其真正的特点，这导致了故障、干扰等问题的频繁发生。因此，adhoc路由协议的性能有助于提高服务质量（QOS）。在本文中，我们研究了各种adhoc路由协议，反应式，主动式和混合，考虑到在实际的VANET场景中的速度，高度，移动性等参数。利用Qualnet仿真工具，对IEEE 802.11（MAC）和IEEE 802.11（DCF）标准中的AODV协议、DYMO（Reactive）协议、OLSR（Proactive）协议和ZRP（Hybrid）协议进行了比较。自IEEE 802.11以来，它涵盖了物理层和数据链路层。因此，这些层中的协议的性能有助于为高速移动性做出正确的协议选择。VANET的不同参数表明，在实际的交通场景中，主动协议执行更有效的IEEE 802.11（MAC）和IEEE 802.11（DCF）。
2012-02-08 cs.NI
Performance Analysis of IEEE 802.11ad MAC Protocol
IEEE 802.11ad规定了一种混合介质访问控制（MAC）协议，包括基于竞争和非竞争的信道访问机制。此外，它还采用定向天线来补偿在60 GHz频带中观察到的高自由空间路径损耗。因此，它显着不同于其他IEEE 802.11（b/g/n/ac）MAC协议，因此需要新的方法来分析其性能。在本文中，我们提出了一个新的分析模型，IEEE 802.11ad的性能分析采用三维马尔可夫链考虑IEEE 802.11ad介质访问机制的所有功能，包括存在的非竞争访问和不同数量的部门，由于使用定向天线。我们表明，扇区的数量对网络吞吐量有很大的影响。我们还表明，MAC数据包延迟显着影响的竞争期的持续时间。结果表明，合理选择扇区数和竞争周期可以显著提高信道利用率和MAC延迟性能。
2019-09-09 cs.NI
A Modified IEEE 802.15.6 MAC Scheme to Enhance Performance of Wireless Body Area Networks in E-health Applications
最近发布的IEEE 802.15.6标准规定了用于无线体域网（WBAN）的各种医疗和非医疗应用的若干物理（PHY）层和介质访问控制（MAC）层协议。WBAN的医疗应用有几个强制性的要求和约束，即高可靠性，严格的延迟期限和低功耗。标准的IEEE 802.15.6 MAC方案不能满足WBAN医疗应用的所有要求。为了解决这个问题，我们提出了一个基于IEEE 802.15.6的MAC方案，是修改的MAC结构，用户优先级和访问机制的标准IEEE 802.15.6 MAC方案。该方法具有三个接入阶段：随机接入阶段（RAP）、管理接入阶段（MAP）和竞争接入阶段（CAP）。提出的四个用户优先级节点在RAP期间使用具有大竞争窗口值的CAMA/CA机制来接入信道。该方案采用RTS/CTS接入机制代替基本接入机制，以减轻隐藏和暴露终端问题的影响。此外，我们开发了一个分析模型来评估所提出的MAC方案的性能，并使用Maple求解分析模型。结果表明，在电子健康应用中，与标准IEEE 802.15.6 MAC方案相比，改进的IEEE 802.15.6 MAC方案在可靠性、吞吐量、平均接入时延、能量消耗、信道利用率和公平性等方面均具有更好的性能。
2022-09-01 cs.NI
An Analytical Model of the IEEE 802.3ah MAC Protocol for EPON-based Access Systems
以太网无源光网络（EPON）接入系统被认为是ADSL的替代方案，用于高速接入Internet。在以太网第一英里联盟和IEEE的支持下，MPCP协议已被采纳为用于EPON的标准化MAC协议。此外，IPACT动态带宽分配机制已被提出用于分级复用。IPACT被认为是MPCP在EPON动态带宽分配方面的有益补充。在本文中，我们提出了一个原始的分析模型的MPCP+IPACT协议。从这个模型得到的数值结果进行了评论和比较计算机模拟。
2016-02-12 cs.NI
Comparative Study of MAC Protocols for Wireless Mesh Network
本文比较研究IEEE 802.11a/b/g/n/p/ac等MAC协议在无线网状网络中的性能，分析设计要求和开放挑战，并指出未来研究方向。
2024-11-08 cs.NI
Conception and FPGA implementation of IEEE 802.11s mesh network MAC layer transmitter
提出了一种无线Mesh网络（WMN）媒体接入控制器（MAC）层发射机的硬件实现方案.在文献中，大量的工作集中在WMN路由协议以及性能分析和WMN单元的软件集成，但很少有工作涉及WMN的硬件实现。在这一领域，我们的贡献是构思和FPGA上实现的WMN MAC发送模块。我们的实现，写在硬件描述语言（HDL）是基于IEEE 802.11 s标准。硬件实现保持了良好的速度性能。
2010-04-26 cs.NI
MAC level Throughput comparison: 802.11ax vs. 802.11ac
在本文中，我们在IEEE 802.11ax和IEEE 802.11ac的情况下，一个用户连续发送到另一个接收到的最大吞吐量之间的比较。该比较是根据所使用的调制/编码方案进行的。在IEEE 802.11ax中，我们考虑两种操作模式，其中在一个确认帧中分别确认多达64或256个帧。IEEE 802.11ax在不可靠信道和可靠信道中的性能分别优于IEEE 802.11ac最多48%和29%。
2018-03-27 cs.NI
A Discrete-Time Markov Chain Based Comparison of the MAC Layer Performance of C-V2X Mode 4 and IEEE 802.11p
车对车（V2 V）通信在智能交通系统（ITS）中起着关键作用，其中蜂窝车对一切（C-V2X）和IEEE 802.11p是两种相互竞争的使能技术。本文提出了多维离散时间马尔可夫链（DTMC）为基础的模型来研究IEEE 802.11p标准和C-V2X模式4的介质访问控制（MAC）层性能。这些模型与适当的基于DTMC的排队模型以及用于周期性协作感知消息（CAM）和事件驱动的分散式环境通知消息（DENM）的流量生成器相结合。获得了模型稳态概率的封闭式解，然后利用这些解来推导几个关键性能指标的表达式。一个高速公路的情况下的应用程序，提供数值结果，并得出见解的性能。特别是，IEEE 802.11p和C-V2X模式4之间的平均延迟，冲突概率和信道利用率方面的性能比较。结果表明，IEEE 802.11p在平均延迟方面更优越，而C-V2X模式4在冲突解决方面更出色。本文还包括对这两个标准未来可能的MAC层性能增强的设计见解。
2020-08-17 cs.NI
Modelling machine type communication in IEEE 802.11ah networks
Wi-Fi最初被设计为为产生相当重的流的设备提供宽带无线互联网接入。Wi-Fi成功了。即将到来的物联网革命带来了无数的自主设备和机器类型通信（MTC）流量，这提出了一个问题：Wi-Fi的成功故事能否在MTC领域重演？从2010年开始，IEEE 802.11任务组ah（TGah）已经开发了对IEEE 802.11标准的修订草案，使Wi-Fi适应MTC要求。新的信道接入增强在MTC场景中的性能几乎不能用Bianchi的家族的模型来研究，Bianchi的家族的模型通常假设业务负载不随时间变化。本文贡献了一个先驱的分析方法来研究基于Wi-Fi的MTC，它可以用来调查和定制TGah开发的许多机制。
2019-08-10 cs.NI
MAC Protocols for IEEE 802.11ax: Avoiding Collisions on Dense Networks
无线网络已经成为互联网接入的主要形式。据统计，到2019年，全球移动互联网普及率应超过70%。Wi-Fi是这一变化的重要参与者。该技术基于IEEE 802.11，对我们如何在家庭和企业网络中共享宽带接入具有至关重要的影响。然而，最近的工作表明Wi-Fi网络中存在性能问题，主要是在没有规划和高用户密度下部署时。因此，已经设计了不同的冲突避免技术和媒体访问控制协议，以便提高Wi-Fi性能。分析冲突问题，这项工作加强了文献中关于密集场景下低Wi-Fi性能的说法。然后，特别是，本文概述了在IEEE 802.11标准中使用的MAC协议，并讨论了解决方案，以减轻冲突。最后，提出了MAC协议的未来发展趋势。这有助于实现下一代Wi-Fi设备的预期改进。
2016-11-20 cs.NI
The Effect of Multiple Access Categories on the MAC Layer Performance of IEEE 802.11p
增强型分布式信道接入（EDCA）机制使IEEE 802.11 p能够通过四种接入类别（AC）来适应车辆到车辆（V2 V）通信中的不同服务质量（QoS）级别。本文提出了一种基于多维离散时间马尔可夫链（DTMC）的模型，研究了多个AC的并行操作对ITS-G5 IEEE 802.11 p的介质访问控制（MAC）层性能的影响。整个模型由四个队列模型与各自的流量发生器，这是适当的DTMC建模每个AC的操作链接。得到了模型稳态概率的封闭解，然后利用该解推导出MAC层关键性能指标的表达式。一个高速公路的情况下，提出的应用程序绘制的性能的见解。结果表明，如何根据其优先级的AC之间的性能指标不同，并强调所有四个AC的并行操作的分析建模的重要性。
2020-07-17 cs.NI
IEEE 802.11ay based mmWave WLANs: Design Challenges and Solutions
毫米波（mmWave）具有大的可用频谱，被认为是未来无线通信最有前途的频段。在60 GHz毫米波上运行的IEEE 802.11ad和IEEE 802.11ay是用于超高速通信的两种最受期待的无线局域网（WLAN）技术。对于仍在开发中的IEEE 802.11ay标准，参与IEEE 802.11ay任务组的公司和研究人员提出了大量建议。本文对IEEE 802.11ay的媒体访问控制层（MAC）相关问题进行了全面的综述，并对物理层（PHY）和MAC之间的一些跨层技术进行了介绍。我们从IEEE 802.11ad中的MAC相关技术开始，讨论毫米波通信的设计挑战，从而引出IEEE 802.11ay中的一些MAC相关技术。然后，我们阐述了IEEE 802.11ay的重要设计问题。具体来说，我们回顾了IEEE 802.11ay的信道绑定和聚合，并指出这两种技术之间的主要差异。然后，我们描述了IEEE 802.11ay中的信道接入和信道分配，包括空间共享和干扰抑制技术。在此基础上，本文对波束形成训练（BFT）、波束跟踪、单用户多输入多输出（SU-MIMO）波束形成和多用户多输入多输出（MU-MIMO）波束形成进行了深入的研究。最后，我们讨论了毫米波无线局域网的一些开放的设计问题和未来的研究方向。我们希望本文为未来无线系统的这一令人兴奋的研究领域提供一个很好的介绍。
2018-03-21 cs.NI
Design and Implementation of IEEE 802.15.4 Mac Protocol on FPGA
IEEE 802.15.4是针对具有中等数据率的低功率、低成本无线通信而引入的无线标准。在未来的几年里，预计低速率无线个域网（LR-WPAN）将被用于各种各样的嵌入式应用，包括家庭自动化，工业传感和控制，环境监测和传感。在这些应用中，许多靠电池运行的嵌入式设备分布在通过无线电通信的区域中。本文提出了一种可用于比较无线数据传输嵌入式系统电流消耗的方法。本文实现了IEEE 802.15.4协议的一个小子集，以实现点对点通信。所实现的协议使用802.15.4 MAC兼容数据和确认分组。在进行一个数据包传输时测量电流消耗。测量与现有的工作进行比较。IEEE802.15.4协议的实现是用Verilog语言完成的。代码实现以这样的方式完成，以便它可以以最小的更改移植到任何平台。它也可以进行修改，以适应任何特殊的实验设置要求。
2012-03-09 cs.NI
Realtime Estimation of IEEE 802.11p for Mobile working Machines Communication respecting Delay and Packet Loss
借助连接性对移动式作业机械进行车队管理不仅可以提高安全性，还可以提高生产率。然而，很少有移动工作机器利用了V2X。此外，没有人发表的仿真结果，是适合于评估的ad-hoc网络在高速公路上的工作地点的性能，那里是拥挤的，低流动性，没有建设。在本文中，我们建议，IEEE 802.11p应该实施车队管理，至少是第一个版本。此外，我们提出了一个机器的分析模型来估计ad-hoc网络的性能，即，根据我们在ns 3中进行的仿真结果，实时计算延迟和分组丢失概率。本文的模型可以进一步用于确定在相应的场景中何时应该使用ad-hoc或蜂窝网络。
2020-04-23 cs.NI
Towards MAC/Anycast Diversity in IEEE 802.11n MIMO Networks
启发式路由（OR）是一种新的无线网状网络路由技术，利用无线介质的广播性质。OR组合来自多个接收器的帧，因此创建一种称为MAC分集的空间分集形式。在大多数链路具有高分组丢失概率的网络中，来自OR的增益特别高。更新的IEEE 802.11n标准改进了物理层，使其具有使用多个发射和接收天线的能力，即多输入多输出（MIMO），因此已经在物理层上提供了空间分集，即所谓的物理分集，其通过降低无线链路的出错率来改进无线链路的可靠性。在本文中，我们量化的增益，从MAC分集利用OR在存在的PHY分集，如802.11n MIMO系统提供的。我们在IEEE 802.11n室内测试平台上进行了实验，并分析了丢包的性质。我们的实验结果表明，在使用802.11n时，易受干扰的2.4 GHz和无干扰的5 GHz信道的MAC分集增益可以忽略不计。这与基于802.11b/g的单天线系统以及802.11n的初始研究中的观察结果不同。
2012-03-09 cs.NI
Analysis of 802.11b MAC: A QoS, Fairness, and Performance Perspective
近年来，无线局域网取得了巨大的增长。在各种无线LAN技术中，基于IEEE 802.11b的无线LAN技术可以被引用为当今最突出的技术。尽管802.11b被广泛部署，但它还不能被称为一种成熟的技术。虽然802.11 b是足够的基本连接和分组交换，很明显，有足够的空间，其改善领域，如服务质量，公平性，性能，安全性等，在这份调查报告中，我们确定并认为，802.11 b网络的媒体访问控制器是这些改进的主要领域。为了阐明我们的主张，我们强调了一些与802.11b MAC相关的服务质量、公平性和性能问题。我们还描述和分析了一些目前的研究，旨在解决这些问题。然后，我们提出了一种新的方案，称为智能冲突避免，寻求提高MAC，以解决802.11b和类似网络的一些性能问题。
2004-11-08 cs.NI
An Admission Control Algorithm for Isochronous and Asynchronous Traffic in IEEE 802.11ad MAC
针对IEEE 802.11ad MAC，提出一种无需周期性假设的准入控制算法，以线性复杂度比例公平分配SP资源，确保等时与异步流量在截止时间前获得服务。
2024-03-14 cs.NI
Modeling IEEE 802.15.4 Networks over Fading Channels
虽然IEEE 802.15.4的介质访问控制（MAC）的性能已经在理想的无线信道的假设下进行了研究，当无线信道呈现路径损耗，多径衰落和阴影时，MAC和物理层之间的跨层动态的理解是一个开放的问题。分析MAC层和无线信道的相互作用对于一致的性能预测、正确的协议设计和优化是必不可少的。在本文中，提出了一种新的方法来分析这些相互作用的建模。分析同时考虑了复合信道衰落，多个终端产生的干扰，隐藏终端引起的影响，和MAC减少载波侦听能力。根据MAC参数和物理层阈值，它表明，在衰落信道的MAC性能指标可以远离理想信道假设下得出的。作为新的结果，我们展示了在何种程度上衰落的存在可能是有益的整体网络性能，通过减少多址干扰，以及如何这可以用来驱动联合选择的MAC和物理层参数。
2013-07-24 cs.NI
Interference mitigation techniques for a dense heterogeneous area network in machine-to-machine communications
随着机器对机器（M2M）通信的出现，各种联网消费者工业和自治系统在现实世界中交换消息以实现其目标。这些系统的一部分由短距离无线网络组成，这些网络以集群的形式共同覆盖大的地理区域。在这些簇中，代表簇头的节点需要处理两种类型的通信：一种是在簇内，另一种是从簇到sink节点。随着簇的数量增加，簇头需要多跳才能将数据转发到汇聚节点，从而导致低分组传递速率和吞吐量。为了解决这个问题，我们提出了一个异构的区域网络中，簇头配备了两种类型的无线电：IEEE 802.15.4和IEEE 802.11无线电。前者用于簇内的设备进行通信，而后者用于簇头与汇聚节点进行通信。虽然IEEE 802.11链路增加了链路容量，但是IEEE 802.11无线电和IEEE 802.15.4无线电可能共享2.4GHz未授权频带，从而引起网络间冲突或干扰。为了解决这个问题，并保持体面的服务质量（QoS）的网络，我们随后提出了两种干扰缓解技术，其中提出了一个空白突发（BB）周期，使IEEE 802.15.4无线电可以暂停，而IEEE 802.11无线电是活跃的。仿真结果表明，提出的两种方法能够有效地缓解网络间冲突，优于现有的采用自适应聚合技术来缓解网络间冲突的方法。
2019-09-04 cs.NI
Effects Investigation of MAC and PHY Layer Parameters on the Performance of IEEE 802.15.6 CSMA/CA
本文通过建立基于马尔可夫链的IEEE 802.15.6 CSMA/CA分析模型，系统研究MAC层与PHY层参数对体域网可靠性、吞吐量、能耗和延迟的影响，为不同应用场景下的参数选择提供依据。
2024-01-15 cs.NI
Next generation IEEE 802.11 Wireless Local Area Networks: Current status, future directions and open challenges
新一代无线局域网（WLAN）将基于最近批准或正在开发的对IEEE802.11标准的修改在未来几年内出现在市场上。最受期待的例子是IEEE 802.11aa（鲁棒音频视频传输流），IEEE 802.11ac（< 6 GHz的超高吞吐量），IEEE 802.11af（电视空白）和IEEE 802.11ah（机器对机器通信）规范。本次调查的目的是提供这些新的技术功能和相关的开放式技术挑战，将推动未来的WLAN演进的全面概述。与其他IEEE 802.11调查相比，这是一个面向用例的研究。具体来说，我们首先描述了三个关键的情况下，下一代无线局域网将不得不操作。然后，我们审查了这些用例中最相关的修改，重点关注它们包括的附加功能和新技术，例如多用户MIMO技术，组播通信，动态信道绑定，频谱数据库和信道感测，增强的节能机制和高效的小数据传输。我们还讨论了相关的工作，以突出仍然必须解决的关键问题。最后，我们回顾了可能影响未来无线局域网设计的新兴趋势，特别关注软件定义的MAC和与蜂窝系统一起工作的互联网。
2021-09-24 cs.NI
IEEE 802.11p-based Packet Broadcast in Radio Channels with Hidden Stations and Congestion Control
ETSI ITS标准[1]中规定的分散式拥塞控制（DCC）算法针对IEEE 802.11p MAC，并在高密度车辆下提供周期性广播消息的可靠性。然而，由于对CSMA网络中的隐藏站问题缺乏正确的数学分析，使得发射功率、帧持续时间、帧发送速率和信道空闲评估阈值等可控参数与信道忙持续时间、帧无干扰接收概率和帧信道接入延迟等DCC算法的影响之间的确定性关系仍然未知。在这项工作中，在线性IEEE 802.11p广播网络中的隐藏站问题进行了分析，根据[18]中开发的分析结果，采用基于[3]的修改后的MAC协议模型。仿真结果验证了线性IEEE 802.11p网络协作感知消息广播的可靠性和延迟性能的新的分析模型。证据表明，该模型不仅是有效的单车道公路，但也提供了良好的近似结果多车道公路的情况。我们的IEEE 802.11 p广播的MAC层分析模型揭示了线性车辆网络的封闭形式的解决方案中的DCC参数和拥塞控制效果之间的定量关系。
2016-12-30 cs.NI
A Joint Model for IEEE 802.15.4 Physical and Medium Access Control Layers
许多研究试图评估无线网络，特别是IEEE 802.15.4标准。因此，几篇论文旨在描述物理（PHY）和介质访问控制（MAC）层的功能。他们强调了实验结果的一些特征，并/或试图使用理论模型重现这些特征。在本文中，我们使用第一种方法来更好地理解IEEE 802.15.4标准。事实上，我们提供了一个全面的模型，能够更忠实地模仿这个标准在PHY和MAC层的功能。我们提出了两个相关模型的组合，这两个层。物理层的行为再现的数学框架，这是基于无线电和信道模型，以量化链路的可靠性。另一方面，MAC层由增强的马尔可夫链模拟。结果表明，我们的方法相比，基于马尔可夫链的IEEE 802.15.4 MAC层的模型的相关性。这一贡献使我们能够充分和更精确地估计网络性能与不同的网络规模，以及不同的指标，如节点的可靠性和延迟。我们的贡献使我们能够在两个层上捕捉可能的失败。
2012-05-15 cs.NI
F-802.11P: A Fuzzy Enhancement for ieee 802.11P in Vehicle-TO-Everything Communications
车联网通信（V2X）作为一种更安全的道路和更好的交通管理解决方案越来越受欢迎。V2X中的重要协议之一是专用短程通信（DSRC）协议套件。DSRC包括IEEE 802.11p协议，该协议在介质访问控制（MAC）和物理（PHY）层运行。在冲突时，IEEE 802.11p MAC层应用载波侦听多路访问/冲突避免（CSMA/CA）机制，该机制随机选择回退时间以重新检查信道活动，然后重新检测。然而，退避时间的随机选择可能导致进一步的分组冲突，这降低了通信信道的利用率，通信信道首先受到有限带宽的影响。本文提出了一种基于理性决策的模糊模型，我们称之为F-802.11p，通过限制IEEE 802.11p信标消息以更好地利用可用带宽来改进IEEE 802.11p协议退避时间选择。仿真研究提出了我们的工作相比，IEEE 802.11p的评价。我们在两个场景中部署了模拟软件：静脉框架地图和埃及新行政开罗地图。我们的比较基于时隙回退、回退时间、PHY忙时间、MAC忙时间、总丢失数据包和生成/接收的信标消息。仿真结果表明，两种协议在时隙回退、回退时间和信标消息生成方面具有可比性。同时，我们的F-802.11p在PHY忙时间、MAC忙时间、总丢失数据包和两种情况下接收的信标消息方面都明显优于IEEE 802.11p。
2022-08-09 cs.NI
Coupled IEEE 802.11ac and TCP Goodput improvement using Aggregation and Reverse Direction
利用IEEE 802.11ac的新特性，提出了一种基于IEEE 802.11的TCP流量传输模型。本文探讨了在这个方向上的第一步，因此，我们首先考虑一个单一的TCP连接，这是典型的家庭环境。我们发现，当IEEE 802.11ac MAC是知道的QoS TCP流量，使用反向提高了TCP的有效吞吐量在几十个百分点相比，传统的基于竞争的信道访问。在无差错信道中，这种改进是20%，而在易差错信道中，同样使用帧的盲重传，改进达到60%。在我们的操作模式中，我们还假设在两级聚合方案中使用IEEE 802.11ac MAC层的ARQ协议，并且还假设该标准中定义的数据率和四个接入类别。
2018-03-27 cs.NI
IEEE 802.11ax: High-Efficiency WLANs
IEEE 802.11ax-2019将取代IEEE 802.11n-2009和IEEE 802.11ac-2013，成为下一个高吞吐量无线局域网（WLAN）修订版。在本文中，我们回顾了预期的未来WLAN场景和用例，证明了推动新的PHY/MAC IEEE 802.11修正案。在此之后，我们概述了可能包含在IEEE 802.11ax-2019修正案中的一组新技术特性，并描述了它们的优点和缺点。最后，我们讨论了一些网络级的功能，需要充分提高用户体验在下一代无线局域网，并指出他们与其他正在进行的IEEE 802.11修订。
2015-07-28 cs.NI
An Overview of IEEE 802.15.6 Standard
无线体域网（WBAN）已经成为提供患者的实时健康监测和诊断许多危及生命的疾病的关键技术。WBAN在人体附近、人体上或人体内运行，并支持各种医疗和非医疗应用。IEEE 802已经建立了一个称为IEEE 802.15.6的任务组，用于WBAN的标准化。该小组的目的是建立一个针对低功耗体内/体上节点进行优化的通信标准，以服务于各种医疗和非医疗应用。本文介绍了新的IEEE 802.15.6标准的最重要的特点。该标准定义了支持若干物理（PHY）层的介质访问控制（MAC）层。我们简要概述了物理层和MAC层的规范，以及IEEE 802.15.6标准的带宽效率。我们还讨论了标准的安全范式。
2011-02-20 cs.NI
IEEE 802.11ah: The Wi-Fi Approach for M2M Communications
M2M通信预计将成为未来几年IT行业增长最快的技术领域之一。传感器和执行器网络将通信机器和设备连接起来，以便它们自动传输信息，满足日益增长的环境数据采集需求。IEEE 802.11ah任务组致力于创建一个新标准，以响应此类网络的特殊要求：大量功率受限的站点、长传输范围、小且不频繁的数据消息、低数据速率和非关键延迟。本文探讨了这一正在开发的新标准的主要特性，特别是与降低MAC层能耗相关的特性。在这个方向上，已经执行了IEEE 802.11ah在四个典型的M2M场景中的性能评估。
2014-10-05 cs.NI
Ada-MAC: An Adaptive MAC Protocol for Real-time and Reliable Health Monitoring,
IEEE 802.15.4被认为是最适合无线传感器和执行器网络的信息物理应用的通信协议之一。这是因为该协议能够在无线个域网中实现低功耗、低成本的传输。但大多数信息物理系统（CPS）要求底层通信协议具有一定程度的实时的和可靠性。其中一些比其他人更严格。然而，IEEE 802.15.4协议不能为信息物理应用中的时间关键和延迟敏感数据提供可靠性和实时的传输。为了解决这个问题，我们提出了一种新的MAC协议，即Ada-MAC协议，它是基于IEEE 802.15.4信标使能模式。它可以支持网络物理应用，如健康监测，这需要严格的实时的和可靠性保证。我们在OMNET++平台上实现了该协议，并与传统的IEEE 802.15.4协议进行了比较，对该协议进行了性能评估。结果进行了介绍和分析。
2013-05-31 cs.NI
Adaptive Backoff Algorithm for IEEE 802.11 DCF under MPR Wireless Channels
由于物理（PHY）层通信技术的最新进展，在接收器处同时接收多个分组是可能的。接收器解码多个同时传输的这种能力被称为多分组接收（MPR）。在本文中，我们提出了一种用于MPR无线信道的简单媒体访问控制（MAC）协议，其中我们将回退过程修改为信道中正在进行的传输数量的函数。我们的协议是向后兼容的IEEE 802.11 DCF协议。该协议的性能分析进行了广泛的模拟，并与现有的MPR MAC协议进行了比较。该机制提高了IEEE 802.11 DCF的吞吐量和延迟性能。
2013-08-24 cs.NI
Coordinating Interfering Transmissions in Cooperative Wireless LANs
在本文中，我们提出了一个合作的媒体访问控制（MAC）协议，该协议是专为物理层，可以解码干扰传输在分布式无线网络。所提出的协议主动强制两个独立的数据包传输干扰的控制和合作的方式。该协议确保当节点期望发送单播分组时，无论目的地如何，它都以最小的开销与中继节点协调，以便通过无线信道与第三节点并发地发送。中继负责允许来自两个选定节点的数据包干扰，只有当所需的数据包可以在适当的目的地解码，并增加了合作传输的总速率。如果这不可行，则采用经典的协作或直接传输。为了使分布式的，不协调的，和自适应操作的协议，中继选择机制的介绍，以便最佳的中继是动态选择，并根据信道条件。该协议最重要的优点是，干扰传输可以起源于两个MBMS的完全独立的单播传输。我们提出的仿真结果验证了我们所提出的方案的吞吐量和延迟方面的功效。
2011-08-30 cs.IT cs.NI math.IT
Simultaneous Transmit and Receive Operation in Next Generation IEEE 802.11 WLANs: A MAC Protocol Design Approach
全双工（FD）技术可能在各种传统通信标准中被采用。IEEE 802.11ax工作组一直在考虑用于下一代无线局域网（WLAN）的同时发送和接收（STR）模式。在802.11网络中启用STR模式（FD通信模式）可创建双向FD（BFD）和单向FD（UFD）链路。关键的挑战是以最小的协议修改来集成STR模式，同时考虑FD和传统半双工（HD）站（STA）的共存以及向后兼容性。本文提出了一种简单实用的方法，使STR模式在802.11网络与共存的FD和HD STA。该协议明确考虑了FD环境的特殊性和向后兼容性。所提出的解决方案的关键方面包括FD能力发现、用于信道接入的握手机制、用于UFD传输的节点选择、用于参与BFD或UFD传输的STA的自适应确认（ACK）超时以及竞争不公平性的缓解。性能评估证明了所提出的解决方案在实现下一代无线局域网FD技术的收益方面的有效性。
2017-06-23 cs.NI
Uni-MUMAC: A Unified Down/Up-link MU-MIMO MAC Protocol for IEEE 802.11ac WLANs
由于在无线局域网（WLAN）中下行链路业务占主导地位，大量先前的研究努力已经被投入到增强从接入点（AP）到站（STA）的传输。IEEE最新修订的802.11ac标准所支持的下行链路多用户多输入多输出（MU-MIMO）技术被认为是引领无线局域网进入千兆时代的关键增强技术之一。然而，随着云上传服务、对等（P2P）和远程呈现应用的普及，对更高上行链路容量的需求变得不可避免。为了提高IEEE 802.11ac无线局域网的性能，提出了一种统一的上下链路媒体接入控制（MAC）协议Uni-MUMAC。具体而言，在下行链路中，我们实现了符合IEEE 802. 11ac的MU-MIMO传输方案，以允许AP同时向一组STA发送帧。在上行链路中，我们将传统的一轮信道接入竞争扩展为两轮，协调多个STA同时向AP发送帧。第二轮竞争窗口（CW 2nd），一个参数，使第二轮竞争的长度根据业务条件的弹性，被引入。当系统中存在下行链路和上行链路业务时，通过在饱和和非饱和条件下的仿真来评估Uni-MUMAC。我们还提出了一个解析的饱和度模型来验证模拟结果。通过适当地设置CW 2nd和其他参数，Uni-MUMAC相比，一个突出的多用户传输方案在文献中。结果表明，Uni-MUMAC不仅表现良好的下行链路占主导地位的情况下，但它也能够在新兴的上行链路带宽饥渴的情况下，平衡下行链路和上行链路的吞吐量。
2014-09-22 cs.NI
An Analytical Model for CBAP Allocations in IEEE 802.11ad
IEEE 802.11ad标准将WiFi操作扩展到毫米波频率，并且引入了关于物理（PHY）和介质访问控制（MAC）层的新颖特征。然而，虽然有大量的研究工作来开发用于建立和维护毫米波通信的定向链路的机制，但较少的工作涉及传输调度和该标准引入的混合MAC。混合MAC层提供两种不同类型的资源分配：基于竞争的接入周期（CBAP）和无竞争服务周期（SP）。在本文中，我们提出了一个马尔可夫链模型来表示CBAP，它考虑到由于预定的SP和耳聋和隐藏节点的问题，定向通信加剧了操作中断。我们还提出了一个数学分析，以评估站之间的干扰。我们推导出解析表达式来评估各种传输参数和数据传输间隔配置对一些关键性能指标，如吞吐量，延迟和丢包率的影响。该信息可以用于有效地设计传输调度器，该传输调度器基于应用要求来分配基于竞争的时段和无竞争的时段。
2019-06-10 cs.NI
Millemeter-Wave Fixed Wireless Access Using IEEE 802.11ay
IEEE 802.11ay定义了新的PHY和MAC规范，可在60 GHz毫米波（mmWave）频段实现100 Gbps通信。在IEEE 802.11ay支持的各种用例中，固定无线接入是传统固定接入的一种经济高效的高性能替代方案和/或补充方案，由于其独特的要求和特性而与众不同。在本文中，我们的目标是识别和描述纳入IEEE 802.11ay的关键元素，包括调度，波束成形和链路维护，有效地支持固定无线接入。因此，IEEE 802.11ay是形成未来几代标准兼容（即，非专有的）毫米波固定无线接入网络。
2019-06-28 cs.NI
Delay analysis of the IEEE 802.11bd EDCA with repetitions
该研究构建马尔可夫链模型分析带重传的IEEE 802.11bd EDCA协议的MAC接入时延与可靠性，结合网联车辆编队场景验证发现其时延达标但特定场景可靠性不足，提出需与安全交通应用协同设计。
2023-12-12 cs.NI
Simulation Analysis of IEEE 802.15.4 Non-beacon Mode at Varying Data Rates
IEEE 802.15.4标准是为低功耗和低数据率应用而设计的，具有高可靠性。它在信标使能和非信标使能模式下工作。在这项工作中，我们分析了延迟，吞吐量，负载，和端到端延迟的nonbeacon使能模式。在变化的数据率下执行这些参数的分析。在10节点网络中完成非信标启用模式的评估。我们将我们的分析限制在非信标或非时隙版本，因为它比其他版本性能更好。通过改变不同的介质访问控制（MAC）参数来检查协议性能。我们考虑具有114字节的有效载荷大小的全尺寸MAC分组。在本文中，我们表明，最大的吞吐量和最低的延迟是在最高的数据率。
2012-08-12 cs.NI
Selfish Attacks in Two-hop IEEE 802.11 Relay Networks: Impact and Countermeasures
在IEEE 802.11网络中，自私站点可以通过自私MAC层攻击来追求更好的服务质量（QoS）。这种攻击很容易执行，安全路由协议无法阻止它们，并且它们的检测可能很复杂。两跳中继拓扑允许新的攻击角度：自私中继可以篡改源流量，中转流量，或两者兼而有之。我们认为自私的攻击和它们的变种在两跳中继拓扑结构中的适用性，量化它们的影响，并研究防御措施。
2018-01-16 cs.NI
Wi-Fi Meets ML: A Survey on Improving IEEE 802.11 Performance with Machine Learning
由IEEE 802.11（Wi-Fi）授权的无线局域网（WLAN）在提供互联网接入方面占据主导地位，这要归功于其部署和配置的自由度以及可负担得起且高度互操作的设备的存在。Wi-Fi社区目前正在部署Wi-Fi 6并开发Wi-Fi 7，这将带来更高的数据率，更好的多用户和多AP支持，最重要的是，提高配置灵活性。这些技术创新，包括过多的配置参数，使得下一代WLAN变得非常复杂，因为参数之间的依赖关系及其联合优化通常对网络性能具有非线性影响。在密集部署和共享频带中共存的情况下，复杂性进一步增加。虽然经典的优化方法在这种情况下失败，但机器学习（ML）能够处理复杂性。已经发表了许多关于使用ML来提高Wi-Fi性能的研究，并且解决方案正在现有部署中慢慢采用。在本次调查中，我们采用结构化的方法来描述ML应用的各种Wi-Fi领域。为此，我们分析了该领域的250多篇论文，为读者提供了主要趋势的概述。在此基础上，我们确定了具体的开放性挑战，并提供了一般的未来研究方向。
2022-10-06 cs.NI
High-Performance Industrial Wireless: Achieving Reliable and Deterministic Connectivity over IEEE 802.11 WLANs
以控制为中心的工业应用的通信的特点是要求非常高的可靠性，非常低的和确定性的延迟和高可扩展性。通常，基于IEEE 802.11的无线局域网（WLAN）（也称为Wi-Fi网络）由于可靠性不足和不确定的延迟而被认为不适合工业控制应用。本文提出了一种新的解决方案，通过Wi-Fi在工业环境中提供可靠和确定性的通信。所提出的解决方案称为\textsf{HAR\(^\text{2}\)D-Fi}（\underline{H}混合信道\underline{A}接入，具有用于\underline{R}可靠和\underline{D}终端\underline{Fi}的\underline{R}编辑器），采用混合信道接入机制来实现确定性通信。它还提供时间冗余以增强可靠性。\textsf{HAR\(^\text{2}\)D-Fi}实现了基于标准物理（PHY）层的不同介质访问控制（MAC）设计。这种设计可以分为两类：（a）具有预定义（物理）时隙调度的MAC设计，以及（b）具有虚拟时隙调度的MAC设计。基于分析和系统级仿真的性能评估证明了\textsf{HAR\(^\text{2}\)D-Fi}在以控制为中心的工业应用中的可行性。
2020-03-23 cs.NI
Throughput Limits of IEEE 802.11 and IEEE 802.15.3
IEEE 802.11和IEEE 802.15.3是最初为无线局域网（WLAN）和无线个域网（WPAN）设计的无线标准。本文研究了这两种标准的MAC吞吐量分析。我们提出了一个比较分析这两个标准的MAC吞吐量和带宽效率。数值结果表明，在所有情况下，IEEE 802.15.3的性能优于IEEE 802.11。
2009-11-08 cs.NI cs.PF
Coordinated Spatial Reuse Scheduling With Machine Learning in IEEE 802.11 MAPC Networks
本文针对IEEE 802.11bn MAPC中的协调空间复用调度问题，提出基于多臂老虎机（特别是分层MAB）的实用方案，在仿真和测试平台上验证其相比传统IEEE 802.11平均提升80%聚合吞吐量且不减少各站点传输机会。
2025-07-04 cs.NI
Scheduling strategies and throughput optimization for the Uplink for IEEE 802.11ax and IEEE 802.11ac based networks
新的IEEE 802.11标准IEEE 802.11ax具有与其前任IEEE 802.11ac相比服务更多上行链路（UL）业务和用户的挑战性目标，从而实现每个站的一致且可靠的数据流（平均吞吐量）。在本文中，我们探讨了几个新的IEEE 802.11ax UL调度机制和单向UDP多用户（MU）三元组的最大吞吐量之间的比较。该评估是基于IEEE 802.11ax中的多输入多输出（MIMO）和正交频分多址（OFDMA）传输复用格式与IEEE 802.11ac中的CSMA/CA MAC在单用户（SU）和MU模式下针对可靠和不可靠信道中的1、4、8、16、32和64个站场景进行的。该比较是根据所使用的调制和编码方案（MCS）来进行的。在IEEE 802.11ax中，我们考虑两种新的确认操作设置，其中最大确认窗口分别为64或256。在SU场景中，IEEE 802.11ax吞吐量在可靠和不可靠信道中分别超过IEEE 802.11ac约64%和85%。在MU-MIMO场景中，IEEE 802.11ax吞吐量在可靠和不可靠信道中分别超过IEEE 802.11ac高达263%和270%。此外，随着站的数量增加，IEEE 802.11ax在接入延迟方面的优势也增加。
2018-03-27 cs.NI
Towards understanding the performance of IEEE 802.11p MAC in heterogeneous traffic conditions
本文针对联网车辆与机动两轮车混行情景，结合移动模型、控制论延迟界和 Markov 链分析，评估 IEEE 802.11p MAC 对安全消息的可靠性。
2023-12-12 cs.NI
