A New IEEE 802.15.4 Simulation Model for OMNeT++ / INET
本文介绍了一种新的IEEE 802.15.4 OMNeT++ / INET仿真模型。802.15.4是无线传感器网络和物联网场景的重要底层标准。所提出的实现被设计为与OMNeT++ 4.x和INET 2.x兼容，并且被布置为可针对802.15.4标准的更新版本进行扩展。源代码可在https://github.com/michaelkirsche/IEEE802154INET-Standalone上获得
2015-09-13 cs.NI
Reliable Wireless Multi-Hop Networks with Decentralized Slot Management: An Analysis of IEEE 802.15.4 DSME
无线通信是实现工业物联网的关键要素，可实现灵活且经济高效的工业过程监控。使用IEEE 802.15.4的无线网状网络具有以低能耗和低部署和维护成本执行监视和控制任务的高潜力。然而，基于载波侦听的常规介质访问技术不能为工业应用提供所需的可靠性。因此，该标准被扩展为多个信道上的时隙介质访问技术。在本文中，我们提出了openDSME，确定性和同步多通道扩展（DSME）的全面实施，并提出了一种方法，流量感知和分散的时隙调度，使可扩展的无线工业网络。DSME的性能和我们的实现在OMNeT++模拟器和FIT/IoT-LAB中物理部署的无线网络上进行了演示。结果表明，在给定的情况下，两倍多的流量可以可靠地提供使用DSME，而不是CSMA/CA，并可以显着降低能耗。本文通过提出参数选择的重要权衡和揭示当前规范的开放问题来完成，这些问题需要在研究和标准化方面进一步努力。
2018-06-27 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
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
TCP over low-power and lossy networks: tuning the segment size to minimize energy consumption
低功率和有损网络（LLN），如基于IEEE 802.15.4标准的无线网络，具有很强的能量约束，并且此外经受频繁的传输错误，不仅由于拥塞，而且由于冲突和无线电信道条件。本文介绍了一种分析模型来计算由于TCP协议的LLN的总能耗。该模型使我们能够突出一些权衡方面的选择的TCP最大段的大小，前向纠错（FEC）冗余比，和链路层重传的数量，以尽量减少总的能源消耗。
2010-10-25 cs.NI
A Load Balancing Algorithm for Resource Allocation in IEEE 802.15.4e Networks
最近成立的IETF 6TiSCH工作组将IEEE 802.15.4e时隙信道跳变的高可靠性和低能耗与IPv6相结合，用于工业物联网。我们提出了一种分布式链路调度算法，称为本地投票，6TiSCH网络，适应网络条件的时间表。该算法试图通过信元重新分配来均衡链路负载（定义为队列长度与分配信元数的比值）。本地投票计算要由6TiSCH操作子层（6top）添加或释放的小区的数量。与文献中的代表性算法相比，本地投票同时提供高可靠性和低端到端延迟，同时消耗更少的能量。它的性能进行了检查，并在6TiSCH模拟器中的飞行算法进行比较，通过建模的工业环境与50个传感器。
2018-01-24 cs.NI
Future Evolution of CSMA Protocols for the IEEE 802.11 Standard
本文提出了一种在无线局域网中替代目前流行的CSMA/CA介质访问控制协议的候选协议。该协议可以实现更高的吞吐量比CSMA/CA，同时保持公平性，而没有额外的实现复杂度。在某些情况下，即使竞争者的数量可变且可能很大，它也能够达到并保持无冲突操作。它是向后兼容的，允许新的和旧的站共存，而不会降低彼此的性能，这一特性可以使未来版本的标准的采用过程顺利和廉价。
2013-03-15 cs.NI
Energy Consumption Of Visual Sensor Networks: Impact Of Spatio-Temporal Coverage
无线视觉传感器网络（VSN）预计将在最近建立的无冲突介质访问控制（MAC）协议（诸如IEEE 802.15.4e-2012 MAC）下的未来IEEE 802.15.4个域网（PAN）中发挥主要作用。在这样的环境中，VSN能耗受部署的相机传感器的数量（空间覆盖）以及每个节点处理和传输数据所捕获的视频帧的数量（时间覆盖）的影响。在本文中，我们探讨这方面的均匀形成的VSN，即，包括经由平衡的簇树拓扑连接到收集节点的相同的无线视觉传感器节点的网络，其中每个节点在处理在每个网络激活间隔内捕获的视频帧之后产生独立的相同分布的比特流大小。我们推导出分析结果的能量最优的时空覆盖参数的VSN下先验已知的边界的帧处理每个传感器和节点的数量部署在每一层的VSN。我们的研究结果是参数的概率密度函数，其特征在于每个节点产生的比特流大小和系统的能量消耗率的兴趣。实验结果表明，我们的分析结果总是在7%的能源消耗测量范围广泛的设置。此外，通过多媒体子系统获得的结果表明，所提出的框架得到的最佳时空设置允许大幅减少能源消耗相比，自组织设置。因此，我们的分析建模是有用的早期研究可能的VSN部署在无冲突的MAC协议之前，昂贵和耗时的实验在该领域。
2014-11-11 cs.NI
Energy Efficiency of the IEEE 802.15.4 Standard in Dense Wireless Microsensor Networks: Modeling and Improvement Perspectives
无线微传感器网络是近年来研究的热点，目前正在工业应用中出现。这一转变中的一个重要里程碑是IEEE 802.15.4标准的发布，该标准规定了针对传感器节点无线电的可互操作的无线物理和介质访问控制层。在本文中，我们评估了802.15.4无线电在一个超低功耗的传感器节点在密集的网络中使用的潜力。从对现成的无线电进行的测量开始，推导出有效的无线电激活和链路自适应策略。它示出，在一个典型的传感器网络的情况下，每个节点的平均功率可以降低到211毫米mW。接下来，一个数据包传输的不同阶段之间的能量消耗的故障，指示收发器架构的哪一部分可以最有效地进行优化，以进一步降低无线电功率，使自供电的无线微传感器网络。
2007-10-25 cs.NI
An Energy-efficient Clock Synchronization Protocol for Wireless Sensor Networks
无线传感器网络（WSN）的行为是目前研究的热点。最重要的问题之一是与它们的能耗有关，因为这对网络寿命有重大影响。另一个重要的应用要求是确保数据感测同步，这导致额外的能量消耗，因为在每个节点处发送和接收大量消息。我们的建议包括在实现一个组合的同步协议的基础上的IEEE 1588标准，是专为有线网络和PBS（成对广播同步）协议，是专为传感器网络，因为它们都不能提供所需的同步精度为我们的应用程序本身。我们的新同步协议的主要目标是：确保本地时钟的精度高达十分之一微秒，并提供重要的节能。我们使用NS-2（网络模拟器）获得的结果表明，我们的解决方案（IEEE 1588-PBS）的性能符合我们在同步方面的应用要求，并且在节能方面有显着提高。
2010-12-09 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
WiGig and IEEE 802.11ad - For multi-gigabyte-per-second WPAN and WLAN
无线吉比特联盟（WiGig）和IEEE 802.11ad正在开发60 GHz毫米波频带中的多吉比特无线个人和局域网（WPAN/WLAN）规范。OEM制造商、原始设备制造商（OEM）和电信公司也在协助这一发展。60 GHz毫米波传输将在小于10米的距离内将WLAN和WPAN的速度扩展到6.75 Gbit/s。这项技术是同类技术中的第一项，将消除对个人电脑、扩展坞和其他消费电子设备周围电缆的需求。高清多媒体接口（HDMI）、显示端口、USB 3.0和外围组件互连高速（PCIe）3.0电缆都将被淘汰。快速下载和上传、无线同步和每秒数千兆位的WLAN将在更短的距离内成为可能。60 GHz毫米波支持快速会话传输（FST）协议，这使其向后兼容5 GHz或2.4 GHz WLAN，从而使最终用户体验到与当今WLAN相同的范围。IEEE 802.11ad规定了协议栈的物理（PHY）子层和介质访问控制（MAC）子层。MAC协议基于时分多址（TDMA），PHY层使用单载波（SC）和正交频分复用（OFDM）来同时实现低功耗、高性能应用。
2012-11-30 cs.NI
Frame Coalescing in Dual-Mode EEE
IEEE最近发布了802.3bj标准，该标准为工作在40和100 Gb/s的高速节能以太网物理接口（PHY）定义了两种不同的低功耗操作模式。在本文中，我们提出了使用著名的帧合并算法来管理它们，并提供了一个分析模型来评估合并参数和PHY特性对其功耗的影响。
2015-10-13 cs.NI
An optimum energy consumption hybrid algorithm for xln strategic design in wsns
本文提出了X层协议，该协议采用移动性错误预测（MEP）算法计算节点的剩余能量。该X层协议结构采用移动性感知协议，该移动性感知协议利用Ad-hoc按需距离向量（AODV）来感测与每个节点有关的移动性，AODV共享特定于各个节点之间的距离的信息或数据。在该理论的帮助下，邻居列表将仅被更新到那些移动的节点，从而与网络中的所有（静态/移动）其他节点相比，导致更少的能量消耗。除了MEP算法，集群头（CH）选举算法也被指定来识别相关的集群是否存在于网络区域内。此外，分簇多跳路由（CMHR）算法的实现，其中节点可以识别集群，它属于取决于每个集群周围的节点的距离。最后，包括AODV路由协议的双射线接地方法，我们实现X层协议结构，考虑MAC协议根据IEEE 802.15.4，以获得最佳的结果，在能源消耗，并减少能源浪费相对于每个节点。通过网络仿真平台验证了该方法的有效性。
2020-02-01 cs.NI
Adaptive Channel Hopping for IEEE 802.15.4 TSCH-Based Networks: A Dynamic Bernoulli Bandit Approach
Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic)（阿米尔卡比尔理工大学（德黑兰理工学院））
针对IEEE 802.15.4 TSCH网络在非平稳干扰下的信道跳频问题，提出基于动态多臂伯努利赌博机的在线学习算法，提升能效、PDR和延迟性能。
2026-09-24 cs.NI
Behavior of Wireless Body-to-Body Networks Routing Strategies for Public Protection and Disaster Relief
关键和公共安全操作需要从事件区域通过疏散和医疗支持区域向远程操作指挥中心进行实时数据传输。任何通信延迟都可能造成重大损失。在某些情况下，预计现有的通信基础设施可能被损坏或无法使用。因此，需要部署战术特设网络，以覆盖行动区。考虑到操作条件，在部署的网络上路由数据是一个重大挑战。在本文中，我们评估多跳路由协议的性能，同时使用不同的无线技术在城市的关键和紧急情况下。使用一个现实的移动性模型，移动Ad hoc，基于地理和数据为中心的路由协议进行评估与不同的通信技术（即WiFi IEEE 802.11; WSN IEEE 802.15.4; WBAN IEEE 802.15.6）。综合考虑数据包接收速率和能量消耗，WiFi IEEE 802.11是最好的无线技术。然而，在延迟方面，WBAN IEEE 802.15.6是最有效的。关于路由协议，假设位置信息是可用的，与其他路由协议相比，基于地理的路由协议与WiFi IEEE 802.11执行得更好。在位置信息不可用的情况下，基于梯度的路由协议与WBAN IEEE 802.15.6似乎是最好的组合。
2017-11-29 cs.DC cs.NI
Enabling Listening Suspension in the Time Slotted Channel Hopping Protocol
时隙信道跳变在IEEE 802.15.4网状网络中提供可靠和确定性的通信。虽然时隙接入能够通过降低无线电模块的占空比来大幅降低能耗，但它通常会导致接收器经历显著的空闲侦听，这使得它在寻求超低功率无线时成为次优解决方案。在本文中，一个侦听暂停机制，它在MAC层工作，是一个更一般的方法，旨在通过主动减少空闲侦听降低能耗的一部分。链路可以被暂时禁用，其传送慢速率数据流，生成周期或者在某种程度上是预先已知的，或者可以通过业务检查来推断。
2023-01-10 cs.NI
An Energy-Aware WLAN Discovery Scheme for LTE HetNet
近来，人们对第三代合作伙伴计划（3GPP）长期演进（LTE）与其它无线电接入技术（如IEEE 802.11无线局域网（WLAN））的集成和共存产生了极大的兴趣。尽管IEEE 802.11 WLAN与3GPP LTE的互通已经指示在容量和负载均衡的上下文中增强的网络性能，但是在大多数市售智能电话中实现的WLAN发现方案是非常低效的并且导致高电池消耗。在本文中，我们提出了一种节能的WLAN发现方案，3GPP LTE和IEEE 802.11 WLAN互通的情况下。在所提出的方案中，用户设备（UE）使用3GPP网络辅助以及过去信道扫描的结果来最佳地选择要扫描的下一个信道。此外，我们还开发了一种算法，使用3GPP网络信号强度模式来准确估计UE的移动性状态。我们已经在Android框架中实现了各种发现方案，以评估我们提出的方案对文献中的其他解决方案的性能。由于Android不支持选择性扫描模式，我们在Android中实现了一些模块来启用选择性扫描。此外，我们还使用了仿真研究，并使用功耗建模来证明结果。现场实验和模拟的结果表明，使用所提出的扫描方案可以节省大量功耗，而不会导致发现性能下降。
2017-10-25 cs.NI
A Primer on AP Power Save in Wi-Fi 8: Overview, Analysis, and Open Challenges
本文介绍Wi-Fi 8的AP节能框架，分析TGbn的相关提案，通过含470台真实AP的校园场景验证其可降低最高28%的平均功耗，并指出待解决的开放挑战。
2025-05-22 cs.NI
Broadcast Strategies and Performance Evaluation of IEEE 802.15.4 in Wireless Body Area Networks WBAN
传感器和超低功耗无线通信的快速发展使得新一代无线传感器网络成为可能：无线体域网（WBAN）。据我们所知，目前的文件是第一个解决广播WBAN。我们首先分析了几个广播策略的启发，从该地区的延迟容忍网络（DTN）。建议的策略进行评估，通过OMNET++模拟器，我们丰富了现实的人体流动性模型和通道模型发出的生物医学和健康信息学的最新研究。与普遍的期望相反，我们的研究结果表明，现有的研究在DTN不能转置没有显着的修改WBAN领域。也就是说，DTN的现有广播策略在人体移动性方面表现不佳。然而，我们广泛的模拟提供了宝贵的见解和方向，设计有效的广播WBAN。此外，我们提出了一种新的广播策略，在端到端延迟，网络覆盖和能量消耗方面优于现有的。此外，我们进行了调查的独立利益相关的能力，所有的研究策略，以确保总订单交付属性时，强调与各种数据包速率。这些研究开辟了新的和具有挑战性的研究方向。
2016-12-06 cs.NI cs.PF
Wireless Technologies for Agricultural Monitoring using Internet of Things Devices with Energy Harvesting Capabilities
物联网（IoT）的技术进步引领了技术以前所未有的方式使用。通过开发具有低功耗无线电的设备，无线传感器网络（WSN）可以配置为几乎任何类型的应用。农业是物联网和WSN能够提高生产力、效率和产量的一个例子。以前需要手动操作的系统可以很容易地被传感器和执行器取代，以实现灌溉和疾病管理等过程的自动化。为这些设备供电是一个问题，因为由于设备位于不易获得电力的地方，因此通常需要电池。在本文中，三种无线技术之间进行比较：IEEE 802.15.4（Zigbee），远程无线局域网（LoRaWAN），和IEEE 802.11g（WiFi 2.4~GHz）的农业监测与能量收集能力。根据实验结果，LoRaWAN是优先考虑功耗和网络寿命的农业监测系统中使用的最佳技术。实验结果可为符合应用要求的无线农业监测技术的选择提供参考。
2020-04-11 cs.NI
Cross-layer Energy-Efficiency Optimization of Packet Based Wireless MIMO Communication Systems
在当今的短距离无线通信中，能量主要消耗在模拟和数字硬件上，而不是辐射功率上。因此，纯粹的信息理论考虑不能实现每信息比特的最低能量，并且优化过程必须仔细考虑整个收发器。在本文中，我们建议执行跨层优化，基于能量感知速率自适应方案结合物理层，能够适当地调整其处理工作的数据率和信道条件，以最大限度地减少每个信息位的能量消耗。这种能量成比例的行为是通过扩展经典的系统模式与其他配置参数在各个层。开发了硬件功耗的细粒度模型，以向媒体访问控制层提供对物理层能力的感知。所提出的能量感知速率自适应和对IEEE 802.11n系统的物理层的修改的联合应用在所有考虑的场景中将能量效率（在许多噪声和信道实现上的平均值）提高了高达44%。
2015-04-01 cs.NI
H-MAC: A Hybrid MAC Protocol for Wireless Sensor Networks
在本文中，我们提出了一种混合的无线传感器网络的媒体访问控制协议（H-MAC）。它基于IEEE 802.11的功率节省机制（PSM）和时隙aloha，并动态地利用多个时隙来提高性能。现有的传感器网络MAC协议通过引入活动/睡眠机制的变化来降低能量消耗。但是它们可能不能在变化的业务条件下提供能量效率，并且它们没有解决服务质量（QoS）问题。H-MAC，提出的MAC协议保持能源效率以及QoS问题，如延迟，吞吐量和信道利用率。我们的数值计算结果表明，H-MAC有显着的改善QoS参数比现有的MAC协议的传感器网络，同时消耗相当的能量。
2010-03-17 cs.NI
EAST: Energy Efficient Adaptive Scheme for Transmission in Wireless Sensor Networks
在本文中，我们提出了能量有效的自适应传输方案（EAST）在无线传感器网络。EAST符合IEEE 802.15.4标准。在该方法中，开环用于温度感知链路质量估计和补偿。然而，闭环反馈有助于将网络划分为三个逻辑区域，以基于每个区域的阈值发射机功率损耗（RSSIloss）和邻居节点的当前数量来最小化控制分组的开销，邻居节点的当前数量有助于根据由于温度变化而引起的链路质量变化来适配发射功率。仿真结果表明，提出的方案;与分配最大发射功率来补偿温度变化的单个区域的经典方法相比，EAST有效地使发射功率适应不断变化的链路质量，并且控制分组开销和能耗更少。
2013-03-25 cs.NI
Standards for Energy Efficient Virtualization, Content Distribution and Big Data in Beyond 5G Networks
通信网络和支持计算系统中的功耗由于业务和处理要求的增加以及由于能量效率的相对较慢的改进而持续增加。预计未来的网络将继续将计算算法和能力转移到网络中，包括增加使用分析，机器学习和智能应用于网络中的大数据，以及内容缓存和虚拟化。本文总结了目前正在开发的五个新IEEE标准的主要特征，以提高5G以上网络的能源效率。
2020-05-04 cs.NI eess.SP
GR-WiFi: A GNU Radio based WiFi Platform with Single-User and Multi-User MIMO Capability
针对开源 IEEE 802.11 MIMO 测试平台不足的问题，本文提出基于 GNU Radio 的 GR-WiFi，支持 802.11n/ac 单用户与多用户并行流及 HT/VHT 共存，并通过仿真和实测验证性能。
2025-01-10 cs.NI eess.SP
