Design of A Scalable Hybrid MAC Protocol for Heterogeneous M2M Networks
健壮且弹性的介质访问控制（MAC）协议对于许多机器类型设备并发地访问机器对机器（M2M）网络中的信道是至关重要的。在大多数文献中研究的是单纯的（基于预留或竞争的）MAC协议，这可能无法为具有大量异构设备的M2M网络提供可扩展的解决方案。本文针对异构M2M网络，设计了一种可扩展的混合MAC协议，该协议由竞争周期和传输周期组成。在该协议中，具有预设优先级（分层竞争概率）的不同设备首先遵循基于约定的$p$ -持久CSMA机制竞争传输机会。只有成功的设备将被分配一个时隙，用于遵循基于预留的TDMA机制进行传输。如果设备在前一帧竞争失败，为了保证所有设备之间的公平性，将通过增加它们在下一帧的竞争概率来提高它们的竞争优先级。为了平衡竞争和传输周期之间的权衡，在每帧中，制定了一个优化问题，以最大限度地提高信道效用，通过找到关键的设计参数：竞争持续时间，初始竞争概率和增量指示。分析和仿真结果表明了该混合MAC协议的有效性。
2014-05-25 cs.NI
A Hop-by-hop Cross-layer Congestion Control Scheme for Wireless Sensor Networks
无线传感器网络中的拥塞可能导致数据包丢失、吞吐量降低和能量浪费。针对这一问题，提出了一种基于竞争的MAC协议的逐跳跨层拥塞控制方案（HCCC）。HCCC根据MAC层的信道信息，包括缓存占用率和本地节点的拥塞程度，动态调整MAC层的信道接入优先级和节点的数据传输速率，以解决拥塞问题。已经进行了模拟比较HCCC对密切相关的现有计划。结果表明，HCCC在丢包率、吞吐量和能量效率方面具有相当大的优势。
2011-12-31 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
Leader-Contention-Based User Matching for 802.11 Multiuser MIMO Networks
在多用户MIMO（MU-MIMO）局域网中，客户端可实现的吞吐量取决于谁正在与它并发传输。然而，现有的MU-MIMO MAC协议使客户端能够使用传统的802.11竞争来竞争上行链路上的并发传输机会。这种基于竞争的协议不仅在多轮竞争上浪费了大量的信道时间，而且由于用户随机加入并发传输而没有考虑他们的信道特性，因此无法最大限度地提供MU-MIMO的增益。为了解决这种低效率问题，本文引入了MIMOMate，这是一种基于领导者竞争的MU-MIMO MAC协议，该协议根据客户端的信道特征将其匹配为并发发射机，以最大限度地提供MU-MIMO增益，同时确保所有用户公平地共享并发传输机会。此外，MIMOMate选举匹配用户的领导者，以竞争使用传统的802.11 CSMA/CA的传输机会。因此，它只需要一个单一的竞争开销的并发流，并可以与传统的802.11设备兼容。USRP-N200中的原型实现表明，MIMOMate在2天线和3天线AP场景中分别实现了传统基于竞争的协议的1.42倍和1.52倍的平均吞吐量增益，并且还为客户端提供了公平性。
2014-04-25 cs.NI
Learning to Wait: Wi-Fi Contention Control using Load-based Predictions
我们提出并实验评估了一种新的方法，该方法根据系统负载动态改变接入点的竞争窗口，以提高密集Wi-Fi部署中的性能。一个关键特性是，部署该解决方案时不需要更改MAC协议，也不需要修改客户端。我们发现，设置一个最佳的竞争窗口可以导致吞吐量和延迟的改善高达155%，和50%，分别。此外，我们设计了一种在线学习方法，有效地找到最佳竞争窗口与最小的训练数据，并产生平均提高吞吐量的53-55%，在拥挤的时间段内，在一个真实的流量工作负载重播的Wi-Fi测试床。
2019-12-13 cs.NI
Performance Comparison of Contention- and Schedule-based MAC Protocols in Urban Parking Sensor Networks
网络交通模型是城市应用中的关键问题，主要是因为它的多样性和节点密度。由于无线传感器网络高度关注智能城市的发展，仔细考虑流量模型有助于选择合适的协议和调整网络参数，以达到最佳的能量-延迟权衡性能。在本文中，我们比较了两个现成的媒体访问控制协议的性能在两种不同的流量模型，然后评估其应用端的信息延迟和能量消耗，而不同的流量参数和网络密度。从模拟结果中，我们突出了网络密度和事件驱动的应用程序的发生频率引起的一些限制。当涉及到实时城市服务时，应考虑协议选择-即使是动态地-特别注意能量延迟权衡。为此，我们提供了一些见解停车传感器网络。
2014-06-20 cs.NI
Comparison of CSMA based MAC protocols of wireless sensor networks
能量节约一直是无线传感器网络（WSNs）的一个重要研究领域。媒体接入控制（MAC）协议在节能方面发挥着重要作用。在本文中，我们描述了基于CSMA的无线传感器网络的MAC协议，并分析了这些协议的仿真结果。我们在TOSSIM中实现了S-MAC、T-MAC、B-MAC、B-MAC+、X-MAC、DMAC和Wise-MAC，TOSSIM是一个模拟器，与其他模拟器不同，它模拟了在真实硬件上运行的相同代码。以前的调查主要集中在MAC协议的分类，根据正在使用的技术或处理的问题，并提出了一个理论评估的协议。本文提出了无线传感器网络的CSMA为基础的协议的比较研究，显示哪种MAC协议是适合在特定的环境中，并支持与仿真结果的论点。通过比较研究，可以找到最适合不同环境下无线传感器网络的MAC协议。
2012-05-08 cs.NI
Efficient Search (RES) for One-Hop Destination over Wireless Sensor Network
无线传感器网络（WSNs）的革命极大地提高了人们对高效完成工作的期望，但在处理部署在WSNs中的节点时却几乎没有什么障碍。无线传感器网络中使用的路由和介质访问控制（MAC）协议的性质与无线自组织网络协议完全不同。传感器节点没有足够的能力以鲁棒的方式进行同步，导致较长的延迟和能量浪费。在本文中，我们部署efficientenergy消耗传感器，并找到一跳强大的和有效的目的地搜索在无线传感器网络。我们首先部署BT（蓝牙）传感器，它提供被动和主动传感能力，以节省能源。这一工作是以前发表的工作的延续[2]。BT节点支持高效的搜索方法。这方面的贡献的主要目标是控制不同类型的对象从偏远地区使用手机。为了验证我们提出的方法，模拟与网络模拟器（ns2）进行检查的无线传感器网络的行为。基于仿真结果，我们声称，我们的方法节省了62%的能量花费寻找最佳的一跳目的地相比，现有的技术。
2013-10-03 cs.NI
RCFD: A Novel Channel Access Scheme for Full-Duplex Wireless Networks Based on Contention in Time and Frequency Domains
在过去的几年里，信号处理和集成电路技术的进步使几个研究小组能够开发带内全双工无线系统的工作原型。这种革命性概念的引入在提高网络性能方面很有希望，但同时也带来了一些新的挑战，特别是在MAC层。因此，需要创新的信道接入策略来利用全双工提供的机会，同时处理由于采用全双工而增加的复杂性。在这个方向上，本文提出了RTS/CTS在频域（RCFD），全双工ad hoc无线网络的MAC层方案，时频信道竞争的思想的基础上。根据这种方法，不同的OFDM子载波用于协调节点如何访问共享介质。所提出的方案导致有效的传输调度的结果，避免冲突和利用全双工的机会。通过理论分析和网络仿真，突出了相对于标准和最先进的无线网络MAC协议的相当大的性能改进。
2017-09-15 cs.NI
Contention Based Proportional Fairness (CBPF) Transmission Scheme for Time Slotted Channel Hopping Networks
时隙信道跳变（TSCH）是IEEE802.15.4e标准中引入的媒体访问控制（MAC）协议，解决物联网（IoT）和低功率有损网络（LLN）的低功率要求。IEEE802.15.4e的6TiSCH操作子层（6top）定义了包括节点的休眠、发送和接收例程的调度。但是，标准中没有对进度计划的设计做出规定。在本文中，我们提出了一种基于竞争的比例公平（CBPF）传输方案TSCH网络，以最大限度地提高系统吞吐量解决公平分配资源的节点。我们提出了一个基于凸规划的方法来实现公平性和吞吐量的目标。我们模型TSCH MAC作为一个多信道时隙ALOHA和分析它的时间表给出的6顶层。性能指标，如吞吐量，延迟和能量消耗每成功的传输推导和验证通过模拟。所提出的CBPF传输方案已在物联网实验室公共测试平台中实现，以评估其性能并与现有的调度算法进行比较。
2021-12-14 cs.NI
Probabilistic verification and evaluation of Backoff procedure of the WSN ECo-MAC protocol
通信协议和技术通常使用仿真技术进行评估。然而，使用正式的建模和分析技术的验证和评估，特别是无线传感器网络（WSN）成为一个必要的。在本文中，我们提出了一个正式的分析退避过程中集成的媒体访问控制协议ECo-MAC设计的无线传感器网络。我们描述了这个回退过程中的离散时间马尔可夫链（DTMCs），并使用著名的概率模型检查PRISM评估。在检查了所提出的模型的不同的不变量后，我们研究了竞争窗口长度（在时间竞争单元的数量）对给定接收器的邻域中的可接受的同时发送的数量的影响。所得到的定量结果证实了利用OPNET工具进行仿真所提供的结果，并证明了时间竞争单元TCU所采用的值的有效性。
2010-05-12 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
Cross-Layer Traffic Allocation and Contention Window Optimization for Wi-Fi 7 MLO: When DRL Meets LSTM
Xiamen University（厦门大学）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Western University（韦仕敦大学）
本文提出跨层框架，联合优化 U-MAC 层流量分配和 L-MAC 层初始 contention 窗口大小，以提升网络吞吐量。采用 LSTM-SAC 算法解决非凸非线性优化问题，通过事件驱动仿真验证其在多种网络设置下的优越性。
2026-03-19 cs.NI
Zero Energy Network stack for Energy Harvested WSNs
我们提出了我们的“零能量网络”（ZEN）协议栈的能量收集无线传感器网络应用。我们工作的新颖性是$4$折叠：（1）能量采集感知功能齐全的MAC层。载波感测、退避算法、ARQ、RTS/CTS机制、自适应占空比是可自动配置的或可用作可调参数以匹配可用能量（b）能量收集感知路由协议。多跳网络使用由能量预测辅助的AODV_r路由协议的修改版本来建立到基站的路由。(c)应用称为"Holt-Winters“的时间序列预测输入能量。(d)运行在ZEN堆栈上的分布式智能应用程序，该应用程序利用多参数优化扰动技术来优化使用可用能量。该应用程序能够以节能的方式对ZEN堆栈进行编程。能量收集分布式智能应用程序在具有三年季节性数据库的现实太阳能跟踪上运行。我们实现了一个智能应用程序，能够修改自己，以适应自己以及网络的能量水平。我们的分析结果表明，在EHWSN测试床进行的测量密切匹配。
2014-04-29 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
RAPID: Contention Resolution-based Random Access using Context ID for IoT
随着物联网（IoT）设备数量的增加，机器类型通信（MTC）已经成为第五代（5G）通信系统的重要用例。由于MTC设备大多数与基站（BS）断开连接以节省功率，因此设备需要随机接入过程来发送数据。如果许多设备同时尝试随机接入，则会发生前导码冲突问题，从而导致延迟增加。在延迟敏感设备和延迟容忍设备共存的环境中，基于竞争的随机接入过程不能满足延迟敏感设备的延迟要求。因此，我们提出了RAPID，一种新的随机接入过程，这是通过两个消息交换的延迟敏感的设备完成。我们还开发了接入模式分析器（APA），估计MTC设备的流量特性。当执行RAPID和基于竞争的随机接入的UE共存时，重要的是确定作为RAPID的可验证码的数量的值以减少随机接入负载。因此，我们使用马尔可夫链模型来分析随机访问负载，以获得RAPID的最佳可行数。仿真结果表明，RAPID实现了99.999%的可靠性与80.8%的上行链路延迟缩短，也减少了30.5%的随机接入负载相比，最先进的技术。
2022-01-05 cs.NI
A General Model for MAC Protocol Selection in Wireless Sensor Networks
无线传感器网络（WSNs）被部署用于不同的应用，每一个都有自己的结构，目标和要求。介质访问控制（MAC）协议在无线传感器网络中起着重要的作用，因此，应调整到应用程序。然而，对于不同的情况，没有选择MAC协议。因此，很难决定哪种MAC协议适用于给定的情况。另一方面，为每个MAC协议建立精确的模型几乎是不可能的。使用的直觉，在相同的行为类别中的协议执行类似，我们在本文中的目标是介绍一个通用的模型，选择的协议（S），满足给定的要求，从类别中表现更好的一个给定的上下文。我们定义了组合性能函数（CPF）来证明不同类别的协议在不同情况下的性能。有了通用模型，我们然后讨论了模型的可扩展性，以添加新的协议，类别，需求和性能标准。考虑到能源消耗和延迟的初始性能指标的模型，我们专注于推导它们的数学模型。从CPF中提取的结果与验证我们模型的MAC协议的众所周知的经验法则相同。我们验证了我们的模型与仿真研究的帮助。我们还在网页中实现了当前的CPF模型，使模型在线和有用。
2015-01-07 cs.NI
Medium Access Control Protocols for Wireless Sensor Networks with Energy Harvesting
无线传感器网络（WSNs）的媒体访问控制（MAC）协议的设计一直以来都是以电池供电为前提，以网络生命周期为主要性能指标。虽然由能量收集（EH）设备操作的无线传感器网络不受网络寿命的限制，但由于可收集能量的不确定性，它们提出了新的设计挑战。因此，需要新的设计标准来捕获潜在的无限网络寿命和不确定的能量可用性之间的权衡。本文讨论了分析和设计的无线传感器网络与EH设备集中在传统的MAC协议，即TDMA，帧ALOHA（FA）和动态FA（DFA），并占由于EH的性能权衡和设计问题。一种新的度量，称为交付概率，被引入到测量的MAC协议的能力，提供在网络中的任何传感器的测量到预期的目的地（或融合中心，FC）。交付效率和时间效率之间的相互作用（即，FC处的数据汇集速率），使用马尔可夫模型进行分析研究。数值结果验证了分析，并强调会计的交付概率和时间效率的EH-WSNs的设计至关重要。
2011-12-11 cs.IT cs.NI math.IT
Implementation and Experimental Evaluation of a Collision-Free MAC Protocol for WLANs
冲突是无线局域网中吞吐量下降的主要原因。这些网络的当前争用机制基于随机退避策略，以避免与其他发射机的冲突。尽管它可以降低冲突的概率，但随机退避会阻止用户实现无冲突调度，从而更有效地使用信道。通过在成功传输后等待确定性定时器来修改竞争机制，用户将能够在成功的竞争者之间构建无冲突调度。这项工作显示了一个无冲突的MAC（CF-MAC）协议的无线局域网使用商业硬件和开放固件的无线网卡，这是能够支持许多用户的实验结果。测试结果表明，建议CF-MAC协议导致更好的分配用户之间的可用带宽，更高的吞吐量和更低的损失比未修改的WLAN客户端使用传统的固件。
2014-10-29 cs.NI
Sliding window-based Contention Resolution Diversity Slotted ALOHA
竞争解决分集时隙ALOHA（CRDSA）及其突发度优化（CRDSA++、IRSA）利用MAC突发重复和干扰消除（IC），使得在实际实现中可能达到与$T \simeq 0.8$一样高的吞吐量值，而对于传统的时隙ALOHA $T \simeq 0.37$。然而，这些新技术引入了基于帧的信道接入，限制了吞吐量和数据包传输延迟方面的性能。本文介绍了一种新的技术称为滑动窗口CRDSA（SW-CRDSA）和它的对应的不规则重复（SW-IRSA），以利用MAC突发重复和干扰消除（IC）的优点与无帧接入方案。数值结果也提供了为了验证声明的更好的性能。
2015-01-23 cs.IT cs.NI math.IT
On the Design of MAC Protocol and Transmission Scheduling for Internet of Things
随着无线传感器网络技术实现无处不在的感知，物联网（IoT）正在发展到现代生活的许多领域。能够进行无线通信的廉价物联网设备和平台能够测量、推断和理解环境指标，从脆弱的生态和自然资源到城市环境。在本文中，我们首先研究了一种可扩展的基于多模的MAC协议，IoT-MAC，它包括一个信道竞争期和一个数据传输期，以减少由于许多物联网设备共存而导致的信道接入竞争。其次，我们研究了一种数据传输调度算法，以在物联网节点无线链路质量和剩余能量的约束下最大化数据汇集，同时确保公平地访问无线信道。为了研究数据接收速率、分组丢失率和延迟的性能，我们评估了不同数据率和不同网络规模的IoT MAC和调度算法。
2016-12-26 cs.NI
RTXP : A Localized Real-Time Mac-Routing Protocol for Wireless Sensor Networks
无线传感器网络（WSNs）协议的研究主要集中在能量效率和自治机制（如自组织、自配置等）上。然而，随着新的无线传感器网络应用，出现了新的QoS要求，如时间约束。实时的【形】应用要求在取决于应用要求的已知时间界限之前递送分组。我们特别关注的应用程序，其中包括在报警发送到汇节点。我们提出了实时的【形】X层协议（RTXP），一个实时的【形】通信协议。据我们所知，RTXP是第一个MAC和路由实时的【形】通信协议，它不是集中式的，而是只依赖于本地信息。该解决方案是跨层（X层）的，因为它允许控制由于MAC和路由层交互引起的延迟。RTXP使用一个合适的基于跳数的虚拟坐标系统，它允许确定性的介质访问和转发器选择。在本文中，我们描述的协议机制。给出了协议的端到端时延和容量的理论界。密集的仿真结果证实了理论预测，并允许与实时的【形】集中式解决方案进行比较。RTXP还在恶劣的无线信道下进行了仿真，在这种情况下，无线链路引入了概率行为。然而，我们表明，RTXP它比一个非确定性的解决方案更好地执行。因此，它提倡设计实时的【形】（确定性）协议的有用性，即使是高度不可靠的网络，如无线传感器网络。
2013-03-13 cs.NI
Energt Efficient MAC Protocols for Wireless Sensor Network: A Survey
无线传感器网络（WSN）是一个有吸引力的选择，为各种应用，因为没有有线基础设施是必要的。其他无线网络不像无线传感器网络那样受到能量限制，因为它们可以插入电源或配备可充电和可更换的电池。其中，无线传感器网络中能量消耗的主要来源之一是由介质访问控制（MAC）协议控制的通信。本文对能量有效的MAC协议进行了广泛的调查。我们将无线传感器网络MAC协议分为以下几类：受控接入（CA），随机接入（RA），时隙协议（SP）和混合协议（HP）。我们进一步讨论了如何能源效率的MAC协议已经从固定的睡眠/唤醒周期，通过自适应动态周期，从而变得更加响应流量负载的变化。最后，我们提出了无线传感器网络MAC层设计的能源效率方面的开放性研究问题
2013-09-10 cs.IT cs.NI math.IT
Enhanced Contention Resolution Aloha - ECRA
随机接入（RA）媒体接入（MAC）协议是简单而有效的，当业务的性质是不可预测的和随机的。在下面的论文中，一个新的RA协议称为增强竞争解决ALOHA（ECRA）。基于先前的竞争解决ALOHA（CRA）协议的这种演进利用了未时隙化的类Aloha信道中的干扰的性质，以试图解决可能在那里发生的大部分冲突。在本文中，ECRA背后的想法，连同数值模拟和数学分析，其性能增益。结果表明，相关的性能增加吞吐量和分组出错率（PER）可以达到ECRA相对于CRA。竞争解决分集时隙ALOHA（CRDSA）的比较。
2012-11-21 cs.IT cs.NI math.IT
Federated Deep Reinforcement Learning-Based Intelligent Channel Access in Dense Wi-Fi Deployments
本文针对密集Wi-Fi高冲突问题，提出融合联邦学习与DDPG的智能信道接入机制，并通过训练剪枝和权重聚合降低MAC时延，仿真验证其性能优于A-FRL和DRL。
2024-12-29 cs.NI
Accurate Graph Filtering in Wireless Sensor Networks
无线传感器网络（WSNs）被认为是实现物联网（IoT）范例的主要技术。最近出现的图形信号处理领域也可以通过提供关键工具（如图形过滤器）来处理与传感器设备相关的数据，从而为实现物联网做出贡献。图过滤器可以通过节点之间的一定数量的通信交换以分布式方式在WSN上执行。但是，无线传感器网络经常受到干扰和噪声的影响，这导致将这些网络视为有向的，随机的和时变的图拓扑结构。大多数现有的作品忽略了这个问题，考虑一个不切实际的假设，声称在两个相邻节点之间发送数据包时，在两个方向上的链路激活的概率相同。本文主要研究随机非对称无线传感器网络中的操作图过滤问题。我们首先表明，图过滤有限脉冲响应图过滤器（节点不变和节点变量）需要具有相等的连接概率的所有链接，以便有一个无偏的过滤，这在实践中无法实现在随机无线传感器网络。在此之后，我们的图形过滤错误的特征，并提出了一个有效的策略进行图过滤任务在随机无线传感器网络与节点变异图过滤器通过最大限度地提高精度，即，确保一个小的偏差方差权衡。为了提高精度，我们优化了滤波器系数，并在MAC层设计了一种跨层分布式调度算法。大量的数值实验表明，所提出的解决方案以及跨层分布式调度算法的去噪应用的效率。
2020-07-15 cs.NI eess.SP
Cross Layer Adaptation for QoS in WSN
本文提出了一种无线传感器网络QoS感知的MAC协议，并将其跨层扩展到网络层，为时延敏感的无线传感器网络提供QoS服务。在无线传感器网络中，可以有两种类型的流量，一种是事件驱动的流量，需要立即注意，另一种是定期报告。事件驱动流量被分类为I类（延迟敏感）流量，定期报告被分类为II类（尽力而为）流量。MAC层自适应可以按照以下方式发生：（i）按类别动态竞争窗口调整，（ii）通过基于类别I业务的利用率和DSS延迟动态调整占空比来减少通信节点的睡眠调度（DSS）的差异所遭受的延迟，（iii）按类别不同的DIFS（DCF帧间间隔），（iv）同时调整以上提出的所有三种方案。跨层扩展也被提出，其中MAC层使用网络层的下一跳信息更好地适应基于DSS延迟的占空比。路由协议可以使用MAC层参数DSS延迟来选择提供最小DSS延迟延迟的路由，从而最小化总的端到端延迟。
2011-10-07 cs.NI
An Optimize-Aware Target Tracking Method with Combine MAC layer and Active Nodes in Wireless Sensor Networks
无线传感器网络是由具有特定目标的不同大小的节点组成的网络。跟踪应用在无线传感器网络中非常重要。本研究提出了一种方法，以减少在无线传感器网络的能量消耗，考虑目标跟踪。提出了一种基于MAC层的预测方法，该方法利用MAC层的媒体访问控制机制，使少数节点处于活动状态跟踪目标，而其余节点则处于休眠状态。通过减少参与目标跟踪的节点数量和仅激活有限数量的必要节点来减少能量消耗。实验结果表明，该算法在不同通信距离下的能量消耗、节点数对能量消耗的影响、通信距离下参与跟踪的节点数以及目标丢失等情况下，都具有比同类算法更好的性能。这意味着所提出的方法更优越，更有效。当目标进入模拟区域时，网络节点通过所提出的方法（这是最优方法）识别目标节点，并在目标节点位于模拟区域内时对其进行跟踪。性能标准，包括能源，其他节点，和吞吐量在模拟中使用。实验结果表明，该方法具有最优性能，降低了网络跟踪过程中的能量消耗。仿真结果表明，与已有方法相比，该方法在提高目标跟踪精度的同时，在可接受的范围内降低了能量消耗。关键词：主动节点，MAC层，能量效率，目标跟踪，无线传感器网络，目标跟踪。
2020-04-21 cs.NI
Wireless Congestion Control Protocol For Multihop Ad Hoc Networks
传统的TCP拥塞控制机制在IEEE 802.11 MAC协议应用于多跳Ad hoc网络时，遇到了许多新的问题，性能受到影响。许多问题是由于MAC层的介质争用造成的。本文首先说明了严重的介质竞争和拥塞是紧密耦合的，TCP的拥塞控制算法粒度过粗，导致吞吐量不稳定和过长的延迟。进一步，我们说明了TCP的严重的不公平性问题，由于介质竞争和总吞吐量和公平性之间的权衡。然后，基于新的使用信道繁忙率，一个更准确的度量来表征网络的利用率和拥塞状态，我提出了一个新的无线拥塞控制协议（WCCP），有效地和公平地支持多跳ad hoc网络中的传输服务。在该协议中，沿业务流的每个转发节点执行节点间和节点内的公平资源分配，并相应地确定MAC层反馈。端到端的反馈最终由流中的瓶颈节点决定，并被带回到源以控制其发送速率。大量的仿真结果表明，WCCP显着优于传统的TCP的信道利用率，延迟和公平性，并消除饥饿问题。
2010-02-08 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
EvoOMG: An Evolution-Oriented Multi-Agent Guidance Framework for Heterogeneous Legacy-and-MLO Wi-Fi Networks
Southwest Jiaotong University（西南交通大学）；Nanchang Hangkong University（南昌航空大学）；Sichuan University（四川大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
针对Wi-Fi 7/8多链路操作导致的传统与MLO STA共存下吞吐量优化难题，提出EvoOMG框架。该框架将问题转化为多智能体决策问题，通过自回归设计生成引导，相比其他基线方法，在NS-3评估中取得更好性能。
2026-07-09 cs.NI
AI-Enabled Bit-Mapping Medium Access Control Protocol for Intelligent and Energy-Efficient IoT Networks
Maharishi International University（玛哈里希国际大学）
本文提出EEI-BMA协议，通过轻量神经网络预测事件概率，动态调整传输调度，降低能耗并保持传感可靠性，实验显示在不同条件下均优于传统协议。
2026-03-13 cs.NI
Implementation of an adaptive energy-efficient MAC protocol in OMNeT++/MiXiM
近年来，许多无线传感器网络的MAC协议已被提出，其中大多数是使用Matlab仿真器和/或网络仿真器（OMNeT++，NS 2等）进行评估。然而，它们中的大多数具有静态行为，并且很少有网络模拟可用于自适应协议。特别是在OMNeT++/MiXiM中，很少有能量有效的无线传感器网络MAC协议（B-MAC和L-MAC），也没有自适应的。为此，本文在OMNeT++中采用MiXiM框架对TAD-MAC（Traffic Aware Dynamic MAC）协议进行了仿真，并给出了具体的实现细节。仿真结果已被用来评估TAD-MAC协议的性能，通过与B-MAC和L-MAC协议的比较。
2014-09-03 cs.NI
OSCMAC_Duty_Cycle_with_Multi_Helpers_CT_Mode_WILEM_Technology_in_Wireless_Sensor_Networks
近年来，无线传感器网络（WSNs）发展成为一个主导的技术趋势，新的需求不断涌现，并要求在一个占空比更复杂的约束，如延长生命周期的通信。MAC层在这些网络中起着至关重要的作用，它控制通信模块并管理介质共享。本文结合多跳无线传感器网络中协作传输（CT）的性能和Wi-Lem技术，采用了OSC-MAC技术
2014-05-08 cs.NI
Implementing QZMAC (a Decentralized Delay Optimal MAC) over 6TiSCH under the Contiki OS in an IEEE 802.15.4 Network
受物联网（IoT）的新兴延迟敏感应用的推动，在时隙框架中开发媒体访问控制（MAC）协议的兴趣已经重新兴起。物联网典型的无线网络的资源受限、自组织性质也迫使在网络上交换的控制信息量（做出调度决策所需的信息量）降至最低。在前一篇文章中，我们提出了一种称为QZMAC的协议，该协议（i）提供可证明的低平均延迟，（ii）具有分布式控制（即，没有中央调度器），以及（iii）不需要状态信息或控制信号的显式交换。在这篇文章中，我们实现和演示QZMAC的性能的测试床组成的CC2420基于十字弓telosB微尘，运行在Contiki操作系统在2.4 GHz ISM频段上的6TiSCH通信栈。QZMAC使用轮询和争用模式的巧妙组合来实现其接近最佳的延迟性能。我们分别演示了QZMAC的轮询和竞争模式。我们使用自适应同步技术在我们的实现，我们也证明。我们的网络显示出良好的延迟性能，即使在环境WiFi网络的严重干扰的存在下。
2020-12-05 cs.NI
TDMH-MAC: Real-time and multi-hop in the same wireless MAC
由于数据包冲突和公共信道接入方案（如CSMA/CA）的不确定性，支持无线网络（WSNs）上的实时的【形】通信是一个严峻的挑战。实时的【形】WSN通信在多跳网状网络的一般情况下甚至更成问题。出于这个原因，许多实时的【形】WSN解决方案仅限于简单的拓扑结构，如星形网络。我们提出了一个实时的【形】多跳无线传感器网络MAC协议建立在IEEE 802.15.4物理层之上。通过精确的时钟同步和基于建设性干扰的洪泛，建议的MAC建立一个集中的TDMA调度，支持多跳网状网络。实时的【形】多跳通信模型是面向连接的，有保证的时隙，并使点对点通信也具有冗余路径。该协议已在仿真中使用OMNeT++实现，并在实际部署中使用Wandstem WSN节点的性能进行了验证。
2018-09-17 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
Distributed Fair Scheduling Using Variable Transmission Lengths in Carrier-Sensing-based Wireless Networks
IEEE 802.11无线网络（包括无线局域网和Ad-hoc网络）的公平性由于MAC竞争和动态性的随机性和复杂性而难以预测和控制。此外，不对称的信道条件，如捕获和信道错误所造成的，往往会导致站之间的严重不公平。在本文中，我们提出了一种新的分布式调度算法，我们称之为VLS，为“{ \em可变长度调度}”，提供加权公平的所有站点，尽管MAC层和物理信道的缺陷。VLS的独特功能包括使用基于分布式观测的可变传输长度，与802.11的竞争窗口算法的兼容性，在时变无线环境中实现高吞吐量的机会主义调度，以及灵活性和易于实现。此外，VLS使每个站的吞吐量更平滑，这对视频和语音等实时应用很有吸引力。虽然本文主要假设了802.11协议，但该思想通常适用于基于载波侦听多址接入（CSMA）的无线网络。
2007-12-12 cs.NI
Analysis of the LTE Access Reservation Protocol for Real-Time Traffic
LTE越来越多地被视为用于服务于实时的【形】机器对机器（M2M）通信需求的系统。LTE中的异步M2M用户接入通过两阶段接入预留协议（竞争和数据阶段）来获得。与这些协议相关的现有分析基于以下假设：（1）在数据阶段中对于所有检测到的争用令牌存在足够的资源，以及（2）基站能够检测冲突，即，由多个用户激活的令牌。这些假设并不总是适用于LTE -具体地，（1）由于可变负载导致的可用数据资源的可变量，以及（2）在竞争阶段中检测冲突可能是不可能的。所有这些都会影响实时的【形】M2M业务的传输，其中数据分组必须在截止期限内发送并且可能只有一个竞争机会。我们分析了两阶段LTE预留协议的特点，并推导出其吞吐量，即，当假设（1）和（2）不成立时，数据阶段中成功传输的次数。
2013-06-11 cs.IT cs.NI math.IT
On the Robustness of Deep Learning-predicted Contention Models for Network Calculus
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Airbus CRT（空客公司研究与技术中心）；Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）
本文研究深度学习预测的网络演算争用模型在训练数据之外的鲁棒性，评估训练数据特征对准确性、影响力和可扩展性的影响，并提出预测最佳n个争用模型备选方案的扩展方法，在大型网络上仍能保持良好准确性。
2020-07-17 cs.LG cs.NI
Cross Layer Aware Adaptive MAC based on Knowledge Based Reasoning for Cognitive Radio Computer Networks
在本文中，我们提出了一个新的概念，在认知无线电的MAC层协议的设计，结合物理层和MAC层的信息与分析引擎的基础上，基于知识的推理方法。在所提出的系统中，跨层信息的信号干扰噪声比（SINR）和接收功率的分析与基于知识的推理系统的帮助下，以确定最小的功率传输和竞争窗口的大小，以最大限度地减少退避，冲突，节省功率和丢弃数据包。性能分析表明，该协议在节能，降低退避和丢弃数据包的数量显着减少的改善。仿真环境采用OMNET++离散仿真工具结合Mobilty框架和MiXiM仿真库实现。
2010-06-17 cs.NI
An Adaptive MAC Protocol for Wireless LANs
本文主要研究无线局域网中基于竞争的媒体访问控制协议。我们提出了一种新的MAC协议称为自适应退避调谐MAC（ABTMAC）基于IEEE 802.11 DCF。在我们提出的MAC协议，我们利用一个固定的传输尝试率和每个节点动态调整其退避窗口大小考虑当前的网络状态。我们确定了适当的传输尝试率的两种情况下，请求发送/清除发送（RTS/CTS）机制是和不采用。鲁棒性对性能下降所造成的尝试率参数的期望值和实际值之间的差异被认为是在设置它。协议的性能进行了评估分析，并通过模拟。这些结果表明，使用ABTMAC的无线网络比使用IEEE 802.11 DCF的无线网络性能更好。
2014-11-02 cs.NI
Energy Efficient MAC Protocols
本文提出了一个调查的媒体访问控制（MAC）协议的能量效率的无线体域传感器网络（WBASNs）。我们强调的特点，MAC协议的优势和局限性，在上下文中的WBASN。并对低功率监听、调度竞争和时分多址接入进行了比较。讨论了MAC协议中用于能量最小化的不同方法和技术，以及用于避免冲突的流量控制机制，并对WBASN中的In-body、On-body和Off-body通信的路径损耗模型进行了综述，分析讨论了由于能量水平较低而导致的In-body通信的路径损耗最大。对CSMA/CA和信标模式的WBAN的功率模型进行了综述。
2012-07-11 cs.NI
Analysis of the 802.11e Enhanced Distributed Channel Access Function
IEEE 802.11e标准修改了前IEEE 802.11标准的媒体访问控制（MAC）层，用于无线局域网（WLAN）中的服务质量（QoS）提供。802.11e的增强型分布式信道接入（EDCA）功能定义了多个接入类别（AC），包括AC专用争用窗口（CW）大小、仲裁帧间间隔（AIFS）值和传输机会（TXOP）限制，以支持MAC级QoS和优先级。我们提出了一个分析模型的EDCA功能，它结合了一个准确的CW，AIFS，和TXOP分化在任何流量负载。所提出的模型还示出捕获MAC层缓冲区大小对性能的影响。分析和仿真结果进行了比较，以证明所提出的方法的准确性，不同的流量负载，EDCA参数，和MAC层缓冲区空间。
2008-03-28 cs.NI
Fast Node Cardinality Estimation and Cognitive MAC Protocol Design for Heterogeneous Machine-to-Machine Networks
机器对机器（M2M）网络是一种新兴技术，其应用于包括智能电网、智能城市、车载远程信息处理和医疗保健的许多领域。在本文中，我们设计了两种估计协议，用于在具有$T$类型的M2M节点（例如，发送紧急、周期、正常类型数据等的那些），其中$T \geq 2$是任意整数。其中一个方案，方法I，是一个简单的方案，另一个方案，方法II，更复杂，比方法I更好。此外，我们设计了一个媒体访问控制（MAC）协议，支持多信道操作的异构M2M网络与任意数量的类型的M2M节点，作为一个二级网络使用认知无线电技术。我们的认知MAC协议使用建议的节点基数估计协议，以快速估计在每个时间帧中的每种类型的活动节点的数量，这些估计是用来找到最佳的竞争概率在MAC协议中使用。我们计算一个封闭的形式表达式的预期数量的时隙所需的方法I执行，以及一个简单的上限上。此外，我们从数学上分析的认知MAC协议的性能，并获得表达式的预期数量的成功竞争每帧和预期的能源消耗量。最后，我们评估我们提出的估计协议和认知MAC协议的性能，使用模拟。
2018-12-10 cs.NI eess.SP
How to Choose the Relevant MAC Protocol for Wireless Smart Parking Urban Networks?
停车传感器网络正在全球范围内迅速部署，被视为智慧城市中首批实施的城市服务之一。为了提供最佳的网络性能，MAC协议应具有足够的自适应性，以满足交通强度和停车传感器的变化。本文研究了SmartSantander的重尾停车模型和空闲时间模型，并将该模型应用于四种不同的MAC协议，即基于竞争的、基于调度的以及它们的两种混合版本的仿真。结果表明，在收集一组停车传感器时，数据包到达间隔时间不再是重尾的，因此选择合适的MAC协议高度依赖于网络配置。此外，信息延迟是有界的业务和MAC参数，这是重要的标准，而及时的消息是必需的。
2014-07-23 cs.NI
M2M Traffic via Random Access Satellite links: Interactions between Transport and MAC Layers
机器对机器服务正在经历前所未有的扩散，预计这将导致不断增加的数据流量负载。在这方面，卫星技术正在发挥关键作用，因为它能够广泛提供机器对机器服务。特别是，石油工业、海上通信以及远程监测是卫星通信的使用预计将在今后几年内急剧增加的部门。鉴于这种通过卫星传输的机器对机器数据的突然增加，需要对卫星上的机器对机器服务实现有更透彻的理解，特别是关注协议栈的传输层和MAC层之间的交互。从这些观察开始，本文深入分析了TCP和DVB-RCS 2标准中定义的竞争解决分集时隙Aloha接入方案之间的相互作用，假设使用MQTT协议来分发机器对机器的服务。通过广泛的仿真活动开发和验证了一种新的TCP模型，这也为通过卫星有效传输机器对机器数据的设计选择提供了重要的启示。
2016-09-12 cs.NI
DH-EAC: Design of a Dynamic, Hierarchical Entanglement Access Control Protocol
Aoyama Gakuin University（青山学院大学）
DH-EAC通过动态分层纯量子机制实现广域量子网络中公平且匿名的纠缠分配，平衡了冲突解决、匿名性和可扩展性。
2026-02-20 cs.NI
Machine Learning Epidemic Predictions Using Agent-based Wireless Sensor Network Models
Ontario Tech University（安大略理工大学）；ABM College（ABM 学院）；Federal College of Education（联邦教育学院）
本研究利用基于代理的SEIRV模型，通过机器学习算法预测无线传感器网络中的流行病传播，发现随机森林、XGBoost等算法在预测效果上表现最佳。
2025-11-20 cs.LG cs.NI
Sensitivity-driven Adaptive Contention Window Optimization for IEEE 802.11 based V2I Networks
Karabük University（卡拉布克大学）
该研究针对基于IEEE 802.11的V2I网络，结合局部与全局灵敏度分析推导竞争窗口控制律，优化DCF参数以提升吞吐量，在密集安全关键场景中增益显著。
2026-08-04 cs.NI cs.PF
Design and Optimal Configuration of Full-Duplex MAC Protocol for Cognitive Radio Networks Considering Self-Interference
在本文中，我们提出了一种自适应媒体访问控制（MAC）协议的全双工（FD）认知无线电网络中，FD次要用户（SU）执行信道竞争，其次是并发的频谱感知和传输，传输只有最大功率在两个不同的阶段（称为FD感测和传输阶段，分别）在每个竞争和访问周期。提出的FD认知MAC（FDC-MAC）协议不需要SU之间的同步，它有效地利用频谱，并减轻FD收发器中的自干扰。然后，我们开发了一个数学模型来分析FDC-MAC协议的吞吐量性能，其中半双工（HD）传输（HDTx）和FD传输（FDTx）模式被认为是在传输阶段。然后，我们研究了FDC-MAC配置优化通过自适应控制频谱感知持续时间和发射功率电平在FD感测阶段，我们证明了存在最佳的感测时间和发射功率，以实现最大的吞吐量，我们开发了一种算法来配置建议FDC-MAC协议。大量的数值结果来说明最佳FDC-MAC配置的特性和协议参数和自干扰消除质量对吞吐量性能的影响。此外，我们证明了显着的吞吐量增益的FDC-MAC协议相对于现有的半双工MAC（HD MAC）和单级FD MAC协议。
2015-12-11 cs.IT cs.NI math.IT
A Synchronous, Reservation Based Medium Access Control Protocol for Multihop Wireless Networks
我们描述了一个新的同步和分布式介质访问控制（MAC）协议的多跳无线网络，提供带宽保证单播连接。我们的MAC协议是基于时隙时分多址（TDMA）的架构，与多迷你时隙信令阶段调度数据传输时隙在下面的数据阶段。在帧的开始处解决争用允许带宽的有效利用。我们的协议基本上结合了TDMA架构的优点与IEEE 802.11 MAC协议的分布式预留机制，从而即使在高负载下也能很好地执行。我们在每个数据槽之前实现双向握手，以避免死锁，这是困扰802.11的现象。通过理论分析，我们得出了我们的MAC协议实现的系统吞吐量。我们实现了我们的MAC协议到ns-2模拟器，并通过大量的仿真证明其巨大的优越性，IEEE 802.11和同步MAC协议CATA。
2022-11-15 cs.NI
Energy Efficient MAC Protocols in Wireless Body Area Sensor Networks -A Survey
在本文中，我们首先提出了一个分析讨论的能量效率的媒体访问控制（MAC）协议的无线体域传感器网络（WBASNs）。为了这个目的，不同的能源效率的MAC协议，其各自的能源优化技术，低功率监听（LPL），调度竞争和时分多址（TDMA），详细说明。我们还分析比较了WBASN中体内，体上和体外通信的路径损耗模型。在MATLAB中对这三种路径损耗情况进行了仿真，结果表明，由于用于照顾人体内组织和器官的能量水平较低，因此在体内通信中路径损耗更大。其次，给出了载波侦听多址接入与冲突避免（CSMA/CA）和信标模式下WBASN的功率模型。MATLAB仿真结果表明，CSMA/CA模式的功率小于信标模式。最后，我们建议混合模式更有助于实现功耗优化，从而实现高能效。
2013-03-08 cs.NI
Interference and Bandwidth Adjusted (ETX) in Wireless Multi-hop Networks
在本文中，我们提出了一个新的质量链路度量，干扰和带宽调整ETX（IBETX）的无线多跳网络。由于MAC层影响链路性能，因此影响路由质量，因此度量通过实现双重MAC感知来解决问题。首先，使用跨层方法通过向MAC层发送探测来计算干扰。其次，通过考虑802.11的带宽共享机制，将标称比特率信息提供给同一竞争域中的所有节点。与ETX一样，我们的指标还计算直接影响吞吐量的链路交付率，并选择绕过网络中密集区域的路由。NS-2仿真结果表明，IBETX比ETX的吞吐量高19%，比预期吞吐量（ETP）高10%。我们的指标还成功地将平均端到端延迟降低到比预期链路性能（ELP）低16%，比ETX低24%。
2010-11-06 cs.NI
