On the Feasibility of Integrating mmWave and IEEE 802.11p for V2V Communications
最近，毫米波（mmWave）频带已经被研究为支持新兴汽车应用的预见的极端数据率需求的手段，其超出了用于车辆通信的现有技术的能力。然而，这种潜力受到严重的各向同性路径损耗和高频信道的恶劣传播的阻碍。此外，毫米波信号通常是定向的，以受益于波束成形增益，并且需要波束的频繁重新对准以保持连接。当考虑车辆到车辆（V2V）传输时，由于车辆场景的高度移动性质，这些限制特别具有挑战性，并且对适当的车辆通信设计提出了新的挑战。在本文中，我们进行了模拟，以比较IEEE 802.11p和毫米波技术的性能，以支持V2V网络，旨在提供有关这两种技术如何相互补充，以满足未来汽车服务的要求的见解。结果表明，基于毫米波的策略支持超高传输速度，IEEE 802.11p系统有能力保证可靠和鲁棒的通信。
2018-07-04 cs.NI
Analytical Models of the Performance of IEEE 802.11p Vehicle to Vehicle Communications
车辆通信的关键性质要求对其进行广泛的测试和评估。分析模型可以代表一个有吸引力的和成本效益的方法，这种评估，如果他们可以充分模拟所有潜在的影响车辆通信的性能。到目前为止，已经提出了几种分析模型来基于IEEE 802.11p（或DSRC）标准对车辆通信进行建模。然而，现有的模型通常详细的模型的MAC（媒体访问控制），一般简化的传播和干扰的影响。这降低了它们作为评估车辆通信性能的替代方案的价值。本文解决了这一差距，并提出了新的分析模型，准确地模拟基于IEEE 802.11p标准的车对车通信的性能。这些模型共同考虑了传播和干扰效应的详细建模，以及隐藏终端问题的影响。该模型将PDR（分组传输率）量化为发送器和接收器之间的距离的函数。本文还提出了新的分析模型，以量化的四种不同类型的分组错误在IEEE 802.11p的概率。此外，本文提出了第一个分析模型，能够准确地估计信道繁忙率（CBR）的度量，即使在高信道负载水平。所有的分析模型进行了验证，通过模拟的各种参数，包括流量密度，数据包传输频率，传输功率电平，数据率和数据包大小。模型的实现是公开提供的，以方便社区使用。
2021-10-29 cs.NI
Reconfiguration Algorithms for High Precision Communications in Time Sensitive Networks: Time-Aware Shaper Configuration with IEEE 802.1Qcc (Extended Version)
随着新的联网范例出现用于不同的联网应用，例如，信息物理系统和不同的服务在融合的数据链路技术下处理，例如，以太网，某些具有关键任务流量的应用程序无法在使用传统以太网分组交换网络协议的同一物理网络基础设施上共存。IEEE 802.1Q时间敏感网络（TSN）任务组正在开发协议标准，以在基于以太网的分组交换网络上提供确定性属性。特别是，IEEE 802.1Qcc（集中式管理和控制）和IEEE 802.1Qbv（时间感知整形器）可用于管理和控制具有周期性属性的调度流量流以及相同网络基础设施上的尽力而为流量。在本文中，我们调查的影响，使用IEEE 802.1Qcc管理协议，以准确和精确地配置TAS启用交换机（与传输窗口由门控制列表（GCL）与门控制条目（GCE）），确保超低延迟，零数据包丢失，和最小的抖动为预定的TSN流量。我们研究了集中式网络/分布式用户模型（混合模型）和完全分布式（分散式）802.1Qcc模型在一个典型的工业控制网络的目标是最大限度地提高预定的流量流。
2019-06-27 cs.NI
Capacity Analysis of IEEE 802.11ah WLANs for M2M Communications
针对传感器和执行器网络日益增长的市场，IEEE 802.11ah工作组目前正在制定新的修正案。这一新的修正案将在低于1GHz的频段工作，确保传输范围达1公里，数据率高于100 kbps和非常低的功率操作。借助IEEE 802.11ah，WLAN将为智能计量、计划自动化、电子健康或监控等应用提供解决方案。此外，由于分层信令，IEEE 802.11ah将能够管理更多数量的站（STA）并改进802.11节能机制。为了支持大量的STA，提出了两种不同的信令模式，TIM和非TIM偏移。在本文中，我们提出了一个理论模型来预测这两种模式支持的STA的最大数量取决于流量负载和所使用的数据率。此外，IEEE 802.11ah的性能和能量消耗的信令模式和不同的业务模式和数据率进行评估。结果表明，这两种模式实现了类似的数据包传输率值，但TIM偏移消耗的能量平均低11.7%。
2013-12-28 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
Performance of Vehicle-to-Vehicle Communication using IEEE 802.11p in Vehicular Ad-hoc Network Environment
使用车对车（V2V）通信的交通安全应用是ITS环境中一个新兴且有前途的领域。这些应用中的许多要求具有高可靠性的实时通信。为了满足实时的最后期限，及时和可预测的通道访问是至关重要的。802.11p中使用的介质访问方法，具有冲突避免的CSMA，不能保证在有限的截止日期之前的信道访问。CSMA的众所周知的属性对于关键通信场景是不期望的。仿真结果表明，一个特定的车辆被迫放弃超过80%的数据包，因为没有信道访问之前，下一个消息生成是可能的。为了克服这个问题，我们建议使用STDMA的车辆之间的实时数据流量。以高速公路仿真场景为例，研究了STDMA的实时的性，取得了较好的效果。
2013-04-11 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
Sittin'On the Dock of the (WiFi) Bay: On the Frame Aggregation under IEEE 802.11 DCF
众所周知，互联网通信中的帧聚合提高了传输效率。然而，它也会导致延迟，这对于某些实时通信来说是不合适的，从而在效率和延迟之间产生权衡。在本文中，我们建立了IEEE 802.11 DCF协议下的帧聚合的条件是有益的平均延迟。要做到这一点，我们首先描述在IEEE 802.11中的传输时间在一个随机的框架，然后我们计算的帧，聚合时，节省传输时间在长期的最佳值。我们的研究结果，讨论与数值实验，表明帧聚合减少传输拥塞和传输延迟。
2022-11-07 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
Integration of 5G with TSN as Prerequisite for a Highly Flexible Future Industrial Automation: Time Synchronization based on IEEE 802.1AS
工业4.0带来了新的用例类型，其中移动用例发挥了重要作用。这些用例对自动化和通信系统都有严格的要求，这是最近的车间技术无法实现的。因此，IEEE时间敏感网络（TSN）和开放平台通信统一架构（OPC UA）等新技术正在引入。此外，为了实现移动用例，有线技术无法使用，必须由无线连接取代，这必须满足工业环境的高要求。在这里，第五代无线通信系统（5G）被视为有希望的候选者。特别令人鼓舞的和同样具有挑战性的是移动机器人的合作工作，其中对时间同步的要求特别高。因此，本文介绍了符合5G的TSN时间同步（IEEE 802.1AS）集成的概念，以满足这些用例的要求。此外，本文描述了一个试验台的离散制造，主要是工业设备，以评估所提出的方法。
2020-11-12 cs.NI
The challenges of Scheduling and Resource Allocation in IEEE 802.11ad/ay
IEEE 802.11ad WiFi修正案允许在未经许可的60 GHz频谱中进行短距离多千兆位通信，从而解锁了无线增强和虚拟现实等新的有趣应用。毫米波频带和定向通信的特性允许通过在相同的时间-频率时隙中调度具有低交叉干扰信道的节点对来增加系统吞吐量。另一方面，这需要显著更多的信令开销。此外，IEEE 802.11ad引入了一种混合MAC，其特征在于两种不同的信道接入机制：基于竞争和无竞争的接入周期。与先前的WiFi版本相比，两种接入时段类型的共存和毫米波的典型方向性增加了IEEE 802.11ad中的信道接入和调度复杂度。因此，为了提供要求苛刻的应用所需的服务质量（QoS）性能，需要考虑定向通信和该WiFi修正的新添加的特征两者的适当的资源调度机制。在本文中，我们提出了一个简短的，但全面的审查与IEEE 802.11ad信道接入的开放性问题和挑战，并提出了一个工作流程，通过启发式和基于学习的方法来解决这些问题。
2020-08-27 cs.NI
LtFi: Cross-technology Communication for RRM between LTE-U and IEEE 802.11
跨技术通信（CTC）是在最近的文献中提出的一种利用异构无线技术之间的协作机会的方式。本文介绍了LtFi，一种能够在位于同一地点的LTE-U和WiFi网络的节点之间建立CTC的系统。LtFi遵循两步方法：使用空中接口LTE-U BS向相邻WiFi节点广播连接和标识数据，其用于在有线互联网上创建双向控制信道。通过这种方式，LtFi能够在异构WiFi和LTE-U网络之间开发先进的跨技术干扰和无线电资源管理方案。LtFi具有低复杂度，完全符合LTE-U技术，并使用COTS硬件在WiFi侧工作。它是原型实现和评估。实验结果表明，LtFi能够在拥挤的无线环境中以-92dBm的非常低的LTE-U接收功率水平可靠地解码通过LtFi空中接口传输的数据。此外，来自系统级仿真的结果表明，LtFi能够在典型的LTE-U多小区环境中准确地估计干扰LTE-U BS的集合。
2017-07-21 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
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
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
Data traffic load balancing and QoS in IEEE 802.11 network: Experimental study of the signal strength effect
建立在无线系统上的多媒体应用的性能取决于带宽的可用性，这可能严重影响服务质量。IEEE 802.11标准没有提供用于通过网络的不同AP之间的数据负载分布来进行带宽管理的执行机制。然后，AP可能严重过载，导致吞吐量下降。负载均衡算法（LBA）被认为是通过可用的接入点带宽来共享业务的有吸引力的解决方案之一。然而，应用负载均衡算法并将移动连接从一个接入点转移到另一个接入点而不考虑相关AP的接收信号强度指示符可能导致最差的通信性能。本文是一个贡献，检查LBA算法的性能限制，通过实验评估的MPEG-4视频传输在IEEE 802.11网络的通信指标。在此基础上，提出了一种新的基于RSS层的LBA算法结构。
2012-12-11 cs.NI
Time synchronization for deterministic communication
本文面向工业等领域对确定性通信的需求，梳理IEEE 802.1 TSN与802.1AS时间同步机制，并分析驻留时间计算对同步精度的影响。
2024-01-19 cs.NI
Target Tracking With ISAC Using EMLSR in Next-Generation IEEE 802.11 WLANs: Non-Cooperative and Cooperative Approaches
本文首次将 IEEE 802.11be 的 EMLSR 操作与 IEEE 802.11bf 的 ISAC 功能结合，提出基于卡尔曼滤波和 CRLB 三边测量的非协作与协作目标跟踪方法，并通过仿真验证其在感知与通信间的权衡及优越性。
2025-04-11 cs.NI
A Software-Defined Radio Testbed for Distributed LiDAR Point Cloud Sharing with IEEE 802.11p in V2V Networks
提出一种基于SDR和IEEE 802.11p的V2V通信测试平台，通过ADALM-Pluto SDR实现LiDAR点云共享与协同感知，并评估了去中心化存储系统的约束及信道质量。
2025-09-18 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
Smart handover based on fuzzy logic trend in IEEE802.11 mobile IPv6 networks
一个适当设计的切换算法是必不可少的，在减少连接质量恶化时，移动节点移动跨越小区边界。因此，为了提高通信质量，我们在本文中确定了三个目标。第一个目标是通过使用附加参数来减少由于多径和阴影效应引起的RSSI读数的误报，从而最大限度地减少不必要的干扰并提高通信质量。第二个目标是通过利用位置因素作为模糊逻辑切换算法中的输入参数之一，根据用户的移动性来控制切换决策。第三个目标是通过在做出切换决定之前监视模糊逻辑输出的趋势一段时间来最小化由参数的突然波动引起的误切换警报。本文采用模糊逻辑，以RSSI、速度和距离作为切换触发算法的输入判决准则。在切换被触发之前，模糊逻辑输出趋势被监视一段时间。最后，通过仿真，我们证明了所提出的切换算法在实现更好的通信质量的有效性。
2012-05-08 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
Range Extension in IEEE 802.11ah Systems Through Relaying
大量基于物联网（IoT）和机器对机器（M2M）的应用需要节能、长距离和低数据率的无线通信链路。为了在这些领域提供有竞争力的解决方案，IEEE 802.11标准化组定义了“ah”修正案，这是第一个低于1GHz的WLAN标准，具有灵活的信道带宽，从1 MHz开始，高达16 MHz，以及许多其他物理和链路层改进，能够实现长距离和节能通信。然而，对于一些地区，如欧洲，专用频段的最大发射功率仅限于10 mW，因此无法实现接近1公里的目标范围。在本文中，我们研究的可能性，通过实施的半双工解码和转发（DF）中继站（RS）之间的接入点（AP）和终端站（ST）的通信范围扩展。假设AP和RS之间的莱斯衰落信道，和RS-ST链路上的瑞利衰落信道，我们分析得出的最强大的调制和编码方案（MCS）的可实现的范围上的结果。对RS-ST链路上采用的两种不同标准的部署方案进行了分析。此外，我们已经分析了所考虑的最鲁棒的MCS（以支持最长范围而闻名，但数据率最低）是否可以满足针对最大可达到的AP-RS-ST距离的至少100 kb/s的定义要求。我们检查数据率的增强，所带来的编码和使用的短分组，为下行链路（DL）和上行链路（UL）。最后，我们提出的比特出错率（BER）的结果，通过模拟所考虑的MC的双跳DF IEEE 802.11ah中继系统。所有呈现的结果证实，IEEE 802.11ah系统通过中继站的部署，成为基于M…
2018-12-17 cs.NI
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
Throughput and range characterization of IEEE 802.11ah
物联网（IoT）基础设施最重要的部分是无线通信系统，它充当传递数据和控制消息的桥梁。然而，现有的无线技术缺乏支持来自分布在广阔区域上的许多电池驱动设备的大量数据交换的能力。为了支持物联网范式，IEEE 802.11标准委员会正在引入一个新的标准，称为IEEE 802.11ah。这是最有前途和吸引力的标准之一，旨在弥合传统移动网络与物联网需求之间的差距。在本文中，我们首先讨论了主要的物理层和MAC层的修订建议的IEEE 802.11ah。此外，我们还研究了IEEE 802.11ah作为远距离连接设备的回程链路的可操作性。此外，我们比较了上述标准与以前著名的IEEE 802.11修正案（即IEEE 802.11n和IEEE 802.11ac）的吞吐量（有和没有帧聚合），利用最强大的调制方案。结果表明，与以前的IEEE 802.11标准相比，IEEE 802.11ah的性能得到了改善（在经历不同的分组出错率的同时在长距离处接收的功率方面）。
2016-04-28 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
Toward Integrated Sensing and Communications in IEEE 802.11bf Wi-Fi Networks
本文探讨了在 IEEE 802.11bf Wi-Fi 网络中集成感知的实际影响，概述了物理层和 MAC 层的感知使能技术，分析了通信参数对感知性能的影响，并承诺公开数据集和代码以促进研究。
2023-04-25 cs.NI eess.SP
Ensuring Reliable and Predictable Behavior of IEEE 802.1CB Frame Replication and Elimination
本文针对IEEE 802.1CB-2017帧复制与消除标准的四个关键限制提出解决方案，利用网络路径延迟确定算法选择、历史长度、重置定时器及突发大小，并通过仿真验证以提升TSN网络可靠性。
2023-06-23 cs.NI
QoS Provisioning with Adaptive Backoff Algorithm for IEEE 802.11ac Under Multipacket Reception
物理层通信技术的最新进展使得接收机能够解码多个同时传输。这种技术被称为多包接收（MPR）。在本文中，我们提出了一个增强的IEEE 802.11ac EDCA协议的信道支持MPR的QoS配置。我们表明，在MPR的情况下，除了CWmin，CWmax和AIFSN，我们可以使用两个更多的参数，即（i）阈值和（ii）计数器减量值，可以提供服务区分。所提出的协议（吞吐量，延迟和抖动）的不同指标的性能评估进行了广泛的模拟。
2016-09-01 cs.NI
Toward a Tactile Internet Reference Architecture: Vision and Progress of the IEEE P1918.1 Standard
术语触觉互联网广泛地指能够实时递送控制、触摸和感测/致动信息的通信网络。触觉互联网目前是各种标准化机构感兴趣的主题。新兴的IEEE P1918.1标准工作组正致力于为触觉互联网定义一个框架。本文的主要目的是提出一个参考架构的触觉互联网的最新发展的基础上，在IEEE P1918.1标准。本文深入讨论了各种体系结构方面，包括关键实体、接口、功能和协议栈。一个案例研究已经提出了作为一种表现的架构。性能评估展示了与通用触觉互联网应用程序有关的功能能力和底层使能因素对用户级实用程序的影响。
2018-07-31 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
An Overview on IEEE 802.11bf: WLAN Sensing
随着最近的进步，无线局域网（WLAN）或无线保真（Wi-Fi）技术已经成功地用于实现诸如检测、定位和识别的感测功能。然而，WLAN标准主要是为了通信的目的而开发的，因此可能无法满足新兴应用中严格的感测要求。为了解决这个问题，IEEE 802.11工作组已经建立了一个新的任务组（TG），即IEEE 802.11bf，其目标是创建对WLAN标准的新的修正，以提供高级感测要求，同时最小化对通信的影响。本文对IEEE 802.11bf TG的最新进展进行了全面的综述。首先，我们介绍了802.11bf修正案的定义及其标准化时间轴。然后，我们讨论了WLAN的传感过程和框架用于测量采集，分别考虑在子7 GHz和定向多千兆位（DMG）在60 GHz的传感，在传统的传感。接下来，我们提出了IEEE 802.11bf的各种候选技术特征，包括波形/序列设计，反馈类型，量化，以及安全性和隐私性。最后，我们描述了IEEE 802.11bf TG使用的方法来评估替代性能。希望本文能为IEEE 802.11无线局域网感知技术的研究提供有益的参考，并推动IEEE 802.11bf标准的广泛应用。
2022-07-11 cs.NI eess.SP
High-Level System Design of IEEE 802.11b Standard-Compliant Link Layer for MATLAB-Based SDR
软件定义无线电（SDR）通过将无线电通信系统从严格的硬件平台过渡到更多用户控制的软件范例，允许前所未有的灵活性水平。然而，设计和实现这样的SDR仍然是耗时的，因为它们通常需要对操作环境的全面了解和对程序的仔细调优。在这项工作中，我们的贡献是设计了一个双向收发器，该收发器运行在常用的USRP平台上，并使用MATLAB Coder和MEX等标准工具在MATLAB中实现，以加快处理步骤。我们概述了如何创建一个基于状态-动作的设计，其中相同的节点之间的发送器和接收器的功能切换的策略。我们的设计允许最佳的参数选择，以满足与DBPSK物理层和CSMA/CA/ACK MAC层相关联的各种处理块提出的时序要求，使所有操作在功能上仍然符合IEEE 802.11b标准的1 Mbps规范。该系统的代码库通过通信系统接口启用，并结合了信道检测和指数随机回退以解决争用问题。目前的工作提供了一个实验性的测试平台，使新的MAC协议从基本的IEEE 802.11b标准开始创建。我们的设计方法保证了双向链路的一致性能，和三个节点的实验结果表明，系统的鲁棒性，在减轻数据包碰撞和执行节点之间的公平性，使其成为一个可行的框架，在更高层的协议设计。
2016-04-26 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
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
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
Are Group Acknowledgements Worth Anything in IEEE 802.15.4 DSME: A Comparative Analysis
对于工业物联网中的数据汇集场景，无线通信提供了有线网络的经济高效且易于部署的替代方案。主要重点在于能源效率和可靠性，因为许多设备都是电池供电的。IEEE 802.15.4 DSME通过单独确认每个分组、对每个发送的分组施加开销以及增加能耗来增强可靠性。在干扰很小的网络中，聚合多个节点的数据片段并将其以压缩格式广播到邻域中的所有节点可能是有益的。IEEE 802.15.4 2012标准描述了这样的组确认方案，然而，该组确认方案在该标准的后续迭代中消失。本文比较了不同的组确认方案，并提出了一种新的组确认方案的目标是检查组确认是否构成一个可行的替代方案，定期确认在可靠的数据收集方案。我们的分析表明，除了少数情况下，GACK不构成一个有效的替代数据包的直接确认。
2021-09-13 cs.NI
On IEEE 802.11: Wireless LAN Technology
网络技术传统上基于有线解决方案。但是IEEE 802.11标准的引入对市场产生了巨大的影响，例如笔记本电脑，PC，打印机，手机，以及我们家中，办公室甚至公共场所的VoIP电话，MP3播放器都采用了无线LAN技术。如今的无线宽带技术为用户提供了无限的宽带接入，而以前仅向有线用户提供这些接入。本文介绍了一种新兴的无线宽带技术，即IEEE 802.11，它是一套在2.4、3.6、5和60GHz频段上实现无线局域网计算机通信的物理层标准。它们修复技术问题或添加未来应用程序所需的功能。虽然这些技术的一些早期版本现在已经过时（如HiperLAN），但为了完整起见，我们仍然将它们包括在本文中。
2014-03-09 cs.NI
Evaluating IEEE 802.15.4 for Cyber-Physical Systems
随着传感、网络和计算技术的快速发展，近年来在广泛的应用领域中出现了网络物理系统（CPS）。CPS是一类新的工程系统，其特征是计算、通信和控制的集成。与通用计算系统相比，许多网络物理应用程序都是安全关键的。这些应用对所采用的网络基础设施的服务质量（QoS）提出了相当高的要求。由于IEEE 802.15.4已被广泛认为是一个合适的协议，CPS在无线传感器和执行器网络，它是至关重要的，它的性能进行了广泛的评估。为此，本文将分析IEEE802.15.4标准在不同工作模式下的性能。已经进行了大量的模拟，以研究网络QoS将如何受到一些关键参数的影响。结果表明，该方法对CPS设计中网络参数的配置和优化具有一定的指导意义。
2013-12-24 cs.NI
Enhanced Minimal Scheduling Function for IEEE802.15.4e TSCH Networks
由于无线传感器处理能力和功耗的限制，无线传感器网络的MAC层协议设计至关重要。IEEE 802.15.4的最新版本（称为IEEE 802.15.4e）由IEEE发布，并且概述了时隙信道跳变（TSCH）的机制。因此，6TiSCH工作组已经发布了一种分布式算法，用于相邻节点商定由最小调度函数驱动的通信模式。时隙帧包含特定数量的时隙，这些时隙基于应用需求和路由拓扑进行调度。传感器节点使用调度来确定何时发送或接收数据。然而，IEEE 802.15.4e TSCH没有解决关于规划时隙调度的细节。在本文中，我们提出了一个分布式的增强最小调度功能（EMSF）的基础上的最小调度功能，这是符合802.15.4e TSCH。在这种情况下，我们引入了一个分布式算法的基础上泊松过程来预测以下的时间表要求。因此，将减少节点对之间就调度达成一致的协商操作。结果，EMSF显著降低了交换开销、端到端延迟和分组队列长度。初步的仿真结果已经证实EMSF优于802.15.4e TSCH MSF调度算法。
2019-01-29 cs.NI
Evaluation of Synchronous and Asynchronous Reactive Distributed Congestion Control Algorithms for the ITS G5 Vehicular Systems
IEEE 802.11p是专用于车辆通信的技术，以支持道路安全、效率和舒适性应用。为了研究IEEE 802.11p的特性，已经进行了大量的研究活动。IEEE 802.11p的主要弱点是信道拥塞问题，当道路密度增加时，无线信道变得饱和。欧洲电信标准化协会（ETSI）正在研究信道拥塞问题，并提出了所谓的反应式分布式拥塞控制（DCC）算法作为拥塞问题的解决方案。在这份报告中，我们调查的反应DCC机制相比，传统的IEEE 802.11 p没有拥塞控制的影响。我们的研究表明，被动DCC方案产生振荡的信道负载，从而降低通信性能。结果表明，信道负载振荡是由于这样的事实，即在反应式DCC中，各个CAM（协作感知消息）控制器以同步的方式对信道拥塞作出反应。为了减少振荡，在这份报告中，我们提出了一个简单的扩展反应性DCC，异步反应性DCC，其中各个CAM控制器采用随机速率设置，这可以显着减少振荡，提高网络性能。
2015-09-07 cs.NI
Analysis and Evaluation of Real-time and Safety Characteristics of IEEE 802.11p protocol in VANET
近年来，交通系统对安全性的需求增加了车辆自组织网络（VANESTs）的普及和适用性。及时接收和处理可能发生的交通事故的报警信息，并采取预防措施，对减少交通事故造成的人员和经济损失具有重要作用。在这种情况下，安全应用程序的性能应该得到评估和保证，以显示它们是否可以确保人和汽车的安全。在本文中，我们分析了车载Ad-Hoc网络的行为，通过检查的实时的【形】性质的IEEE 802.11 p协议使用有色Petri网模型。为了分析相关标准的性能，使用CPNTools进行模拟。本研究评估了欧洲电信标准协会（ETSI）和车辆安全通信（VSC）的标准。我们将证明，在特定情况下，这些标准可能无法完全满足安全要求。
2016-12-06 cs.NI
Vehicular Ad-hoc Networks
现代汽车需要先进的车载通信系统，以使乘客能够从现有服务中获益最多。IEEE 802.11p是IEEE 802.11标准的新扩展;特别针对高车辆环境提出。WAVE文档表示对IEEE 802.11标准的媒体访问控制（MAC）和物理（PHY）层的增强，以在高车辆环境中有效工作。在这项研究工作中，主要的重点是新的IEEE 802.11p的MAC和PHY层的增强。更具体地说，本研究的目标是建立一个仿真环境，这将使我们能够调查使用实时的语音应用，使用IEEE 802.11 p（WAVE）增强设置，在单跳和多跳环境中的节点不直接连接。此外，移动节点之间的传输的评估进行了测试，通过简单地发送和接收FTP文件之间的移动节点的速度变化。
2012-04-09 cs.NI
End-to-End Reliability in Wireless IEEE 802.1Qbv Time-Sensitive Networks
针对 5G 与 IEEE 802.1Qbv TSN 融合中端到端可靠性严重下降的问题，提出无线友好的 FIPS 调度器，提供形式化 QoS 保证、最高 45 倍流容量提升及故障隔离。
2025-02-17 cs.NI
Wireless Communication for Modular Production Facilities
对个性化产品的需求不断增长，导致需要更灵活的产品生产。本文介绍了组成模块化生产设施的用例，并说明了它们的要求。已经可用的技术，如蓝牙（经典和LE），ZigBee，IEEE 802.11（n和ah）和4G蜂窝技术（3GPP版本8，eMTC和NB-IoT）进行了评估。此外，还讨论了未来可能的技术，如5G NR和专用蜂窝网络。
2018-04-23 cs.NI
Enabling Massive Real-Time Applications in IEEE 802.11be Networks
下一代Wi-Fi网络有望支持对分组传输延迟和分组丢失率有严格要求的实时的【形】应用。这些应用构成了未来Wi-Fi标准（即IEEE 802.11be）的基本目标，其开发过程始于2019年。在802.11be网络中提供有效实时的【形】通信的有希望的方式需要对最初在IEEE 802.11ax对Wi-Fi标准的修正中引入的上行链路OFDMA特征进行一些修改。该特征允许接入点为即将到来的紧急传输预留信道资源。本文分析了802.11ax上行OFDMA随机接入不能完全满足实时的【形】应用需求的原因，并提出了一种易于实现的802.11be网络信道接入规则修改方案。大量的仿真结果表明，这种修改加上一个新的资源分配算法优于现有的方法，以支持实时的【形】应用程序，特别是对于一个重负载和大量的用户。特别地，它们为实时的【形】业务提供极低的延迟，而非实时业务的吞吐量被不显著地降低。
2020-08-06 cs.NI
Seamless roaming and guaranteed communication using a synchronized single-hop multi-gateway 802.15.4e TSCH network
工业无线传感器网络（WSNs）被用于提高工业过程的效率、生产力和安全性。在这种情况下通常使用的开放标准是IEEE 802.15.4e。其TSCH模式采用基于时间同步的MAC方案以及信道跳变来减轻信道衰落的影响。到目前为止，大多数工业无线传感器网络都被设计为只支持静态节点，而不能处理移动性。在本文中，我们将展示如何单跳，多网关IEEE 802.15.4e TSCH网络架构可以解决移动性问题。我们介绍了虚拟大师（VGM）的概念，移动同步点从分离的骨干边界路由器（BBR）的骨干网络。通过所有BBR的时间同步，移动节点可以从一个BBR漫游到另一个BBR而无需时间解同步。除了时间同步之外，我们还引入了一种同步BBR之间的调度的机制，以支持移动节点的快速切换。
2018-08-12 cs.NI
Wireless Avionics Intra-Communications: A Survey of Benefits, Challenges, and Solutions
在航空工业中，无线航空电子内部通信具有巨大的潜力，可以提高效率和灵活性，同时减少传统有线航空电子系统的重量，燃料消耗和维护成本。本调查首先概述了在飞机关键应用中部署无线技术的主要好处和机会。根据数据率需求和收发器安装位置的系统分类，介绍了当前的技术水平。然后，我们讨论了主要的技术挑战，在设计和实现设想的飞机应用。虽然无线航空电子内部通信具有类似于工业自动化的关键任务应用的方面和要求，但它也有一些特定的问题，如复杂的结构，操作和飞机的安全性，使这一研究领域独立和具有挑战性。为了支持飞机的关键业务，现有的关键任务的工业应用的无线标准进行了简要讨论，调查目前的解决方案的适用性。具体地，针对低数据率应用讨论基于IEEE 802.15.4的协议和蓝牙，而针对高数据率应用考虑基于IEEE 802.11的标准。最后，我们提出了基本的方案，在网络结构，协议和资源管理，以支持关键的航空电子应用，并讨论了在这个新兴领域的研究方向。
2020-06-22 cs.NI
When Next-Gen Sensing Meets Legacy Wi-Fi: Performance Analyses of IEEE 802.11bf and IEEE 802.11ax Coexistence
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
本文针对新一代Wi-Fi感知标准IEEE 802.11bf与传统802.11ax的共存问题，构建分析框架并开发开源ns-3模块开展仿真，分析多参数对感知时延和吞吐量的影响，揭示二者权衡关系并给出参数均衡建议。
2025-03-06 cs.NI cs.SY eess.SY
Orthogonal Frequency Division Multiplexing and its Applications
正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）是一种多载波调制技术，在IEEE标准的新型无线网络、数字电视、音频广播和第四代移动通信中非常流行。OFDM相对于单载波方案的主要优点是其能够在没有复杂均衡滤波器的情况下应对恶劣信道条件。它通过消除符号间干扰（ISI），提高信噪比（SNR），改善了远距离通信的质量。OFDM的主要缺点是其峰值平均功率比高，对相位噪声和频率偏移敏感。本文综述了OFDM技术及其在IEEE 802.11a、数字音频广播（DAB）和手持设备数字广播服务（DVB-H）等系统中的应用，并分析了其优缺点。
2013-09-26 cs.NI
A Dynamic Multimedia User-Weight Classification Scheme for IEEE_802.11 WLANs
在本文中，我们暴露了一个动态的流量分类方案，以支持多媒体应用，如语音和宽带视频传输在IEEE 802.11无线局域网（WLAN）。显然，在Wi-Fi链路上并且为了更好地服务于这些应用（其通常具有严格的有界传输延迟或最小链路速率要求），可以将服务区分技术应用于由相同移动节点使用公知的802.11e增强分布式信道接入（EDCA）协议传输的媒体业务。然而，给定的EDCA模式不提供用户区分，这可以被视为多址无线网络中的缺陷。因此，我们提出了一个新的IEEE 802.11e网络的节点间优先级接入方案，这是兼容的EDCA计划。所提出的方案加入了一个动态的用户权重到每个移动台取决于其传出的数据，因此部署节点间优先级的信道接入，以补充现有的EDCA帧间优先级。这在接入点的相同覆盖区域内的多个用户之间提供了高效的服务质量控制。我们提供了性能评估，以比较所提出的访问模型与基本的EDCA 802.11 MAC协议模式，以阐明在802.11无线局域网的多媒体通信实现的质量改进。
2011-03-17 cs.NI
Empirical Analysis of the Impact of 5G Jitter on Time-Aware Shaper Scheduling in a 5G-TSN Network
本文通过搭建5G-TSN测试平台，实证分析5G时延与抖动对IEEE 802.1Qbv时间感知整形器调度的影响，证明合理的TAS配置可缓解抖动并维持确定性性能。
2025-03-28 cs.NI
Enabling Low Latency Communications in Wi-Fi Networks
超可靠低时延通信（URLLC）是下一代无线网络面临的重要挑战，它对时延和丢包率提出了非常严格的要求。如果不对现有的通信技术引入额外的功能，就几乎不可能获得满意的结果。在本文中，我们提出并研究了一种方法，使URLLC在Wi-Fi网络中利用一个额外的无线电类似于IEEE 802.11ba。通过大量的仿真，我们表明，我们的方法可以减少延迟的数量级，而非URLLC设备的吞吐量减少不显着。
2020-08-06 cs.NI
An Overview on IEEE 802.11bf: WLAN Sensing
本文系统综述了 IEEE 802.11bf 任务组为制定面向感知的 WLAN 新修正案所做的最新工作，涵盖标准化进展、用例与 KPI、感知框架、候选技术及评估方法，并指出挑战与未来方向。
2023-10-20 cs.NI eess.SP
