Proposition and validation of an original MAC layer with simultaneous medium accesses for low latency wireless control/command applications
控制/命令过程要求传输系统具有高可靠性、低延迟和对消息传递的强保证等特性。关于有线网络，现场总线技术如FIP提供这种服务（周期性任务，实时的约束.）。不幸的是，很少有无线技术能够提出尊重这种约束的通信系统。事实上，无线传输必须处理介质特性，这使得有线网络使用的机制不可能直接转换。本文的目的是提出一个原始的媒体访问控制（MAC）层的实时的低功耗无线个域网（LP-WPAN）。建议的MAC层已被验证的几种互补的方法，在本文中，我们专注于特定的同时保证时隙（SGTS）的一部分。
2008-06-16 cs.NI
Efficient Distributed Medium Access
考虑由图G=（V，E）表示的n个节点的无线网络，其中边（i，j）对i和j的传输彼此干扰的事实进行建模，即，i和j的同时传输变得不成功。因此，要求在每个时刻，一组非干扰节点（对应于G中的独立集）接入无线介质。为了有效地利用无线资源，需要对干扰节点之间的介质接入进行合理的仲裁。此外，为了实际使用，这种机制需要完全分布并且简单。作为本文的主要成果，我们提出了这样一种媒体接入算法。它是随机的，完全分布式的和简单的：每个节点尝试访问介质在每一个时间的概率是其本地信息的函数。我们建立的算法的效率表明，相应的网络马尔可夫链是积极的经常性，只要施加在网络上的需求可以支持的无线网络（使用任何算法）。在这个意义上，所提出的算法是最佳的利用无线资源。该算法不注意网络图结构，与Hastad-Leighton-Rogoff（STOC '87，SICOMP '96）的所谓的“多项式退避”算法形成对比，该算法被建立为对于完全图和二分图是最优的（Goldberg-MacKenzie（SODA '96，JCSS '99））。
2011-04-13 cs.NI
Medium Access for Push-Pull Data Transmission in 6G Wireless Systems
Aalborg University（奥尔堡大学）；University of Pisa（比萨大学）；University of Padova（帕多瓦大学）
本文提出了一种基于推式和拉式通信的分类方法，为6G无线系统中的MAC协议设计提供了目标导向的指南，并探讨了其在O-RAN和6G系统中的整合原则。
2026-03-09 cs.NI
Analyzing Medium Access Techniques in Wireless Body Area Networks
本文介绍了无线体域网（WBAN）的媒体访问控制（MAC）协议中使用的接入技术的比较。对时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）、载波侦听多址（CSMA/CA）、纯ALOHA和时隙ALOHA（S-ALOHA）进行了比较。用于比较的性能度量是吞吐量（T）、延迟（D）和提供的负载（G）。比较的主要目的是显示哪种技术随着负载的增加而提供最高的吞吐量和最低的延迟。能量效率是WBAN中的主要问题，这就是为什么需要知道哪种技术在能量节约方面表现最好，并且还提供最小延迟。针对不同的场景进行模拟，并对所有技术的结果进行比较。我们建议TDMA作为最好的技术，用于WBAN的MAC协议，由于它的高吞吐量和最小的延迟与负载的增加。MATLAB是用于仿真的工具。
2013-04-03 cs.NI
Adaptive-Reliable Medium Access Control Protocol for Wireless Body Area Networks
收发器通信操作消耗大量能量[1]。现有的MAC层的研究集中在最大限度地提高电池供电的传感器节点的寿命。无线局域网MAC层协议设计的瓶颈是实现高可靠性和能量最小化。大多数为WBAN设计的MAC协议都是基于TDMA方法。然而，需要定义新的协议来实现高能量效率、公平性并避免由于同步而导致的额外能量消耗。
2012-07-16 cs.NI
Coordination-based Medium Access Control with Space-reservation for Wireless Ad Hoc Networks
移动设备中的高效无线电频谱利用和低能耗对于开发下一代无线网络至关重要。本文提出了一种新的媒体访问控制（MAC）机制，以提高频谱效率，降低能量消耗的无线自组织网络。分布在网络区域中的一组协调器节点基于来自源节点的传输请求，周期性地为网络中的所有数据传输/接收调度无竞争时隙。相邻的协调器交换调度信息以有效地增加空间频谱重用并避免传输冲突。此外，所提出的MAC方案允许节点在其不发送/接收分组时将其无线电接口置于睡眠方式，以便减少能量消耗。仿真结果表明，该方案实现了显着更高的吞吐量，并具有显着降低能耗相比，现有的计划。
2015-10-19 cs.NI
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
Optimal Medium Access Control in Cognitive Radios: A Sequential Design Approach
媒体访问控制协议的认知用户希望机会性地利用具有多个频带的无线电频谱的部分内的频带的设计被认为是。在所考虑的情况下，每个信道的可用性概率是未知的先验的认知用户。因此，有效的媒体访问策略必须在探索可用的信道和利用迄今为止确定的机会之间取得平衡。使用顺序设计方法，最佳的媒体访问策略。为了避免这种最优策略的过高的计算复杂性，一个低复杂度的渐近最优策略也被开发。所提出的策略不需要任何先验的统计知识的流量模式上的不同渠道。
2008-01-21 cs.IT cs.NI math.IT
Probabilistic Medium Access Control for Full-Duplex Networks with Half-Duplex Clients
实际的带内全双工无线电的可行性最近已被实验证明。在网络设置中利用全双工的一种方式是启用三节点全双工，其中全双工接入点（AP）向一个节点发送数据，但同时从另一个节点接收数据。然而，这种三节点全双工通信引入了客户端间干扰，直接影响全双工增益。因此，启用三节点全双工传输可能并不总是有益的。在本文中，我们提出了一种分布式全双工介质访问控制（MAC）协议，允许AP自适应全双工和半双工模式之间的切换。我们制定了一个模型，确定全双工和半双工接入的概率，以最大限度地提高预期的网络吞吐量。进一步提出了一种MAC协议，使AP和客户端能够以分布式方式基于其分配的概率来竞争全双工或半双工传输。我们的评估表明，通过结合集中式概率调度和分布式随机接入的优势，我们的设计提高了整体吞吐量的2.70倍和1.53倍，平均而言，相比半双工802.11和贪婪的下行链路-上行链路客户端配对。
2016-08-31 cs.NI
Optimal Medium Access Protocols for Cognitive Radio Networks
本文主要研究认知无线电网络的媒体接入控制协议设计。首先考虑单个认知用户希望机会性地利用具有多个频带的无线电频谱的部分内的空频带的可用性的情况。在这种情况下，每个信道的可用性概率是未知的先验认知用户。因此，有效的介质访问策略必须在探索（学习）信道的可用性概率和利用迄今为止识别的可用性概率的知识之间取得平衡。对于这种情况下，一个最佳的媒体访问策略，并通过例子说明其底层递归结构。为了避免这种最优策略过高的计算复杂性，提出了一种低复杂度的渐近最优策略。接下来，多认知用户的情况下，被认为是低复杂度的介质访问协议，在这样的竞争环境中的探索和开发之间取得最佳平衡，开发。
2008-02-19 cs.IT cs.NI math.IT
Performance Analysis of CSMA/CA based Medium Access in Full Duplex Wireless Communications
全双工通信通过允许在同一信道内同时进行分组发送和接收而承诺了无线网络中的范式转变。虽然最近的原型表明这一概念的可行性，但在实际无线网络中全双工如何影响介质访问控制（MAC）协议方面缺乏严格的理论发展。在本文中，我们制定了第一个分析模型的CSMA/CA为基础的全双工MAC协议的无线局域网网络组成的接入点服务的移动客户端。我们的工作有两个主要的贡献：首先，我们的马尔可夫链为基础的方法的结果在封闭形式的表达的吞吐量为这类新的网络的接入点和客户端。其次，我们的研究提供了定量的见解，多少经典的隐藏终端的问题，可以通过全双工缓解。我们特别证明了网络吞吐量的改善是高达35-40\%的半双工的情况下。我们的分析模型进行了验证，通过包级模拟在ns-2。我们的研究结果还揭示了全双工的好处，根据不同的网络配置参数，如隐藏终端的数量，客户端密度和竞争窗口大小。
2015-12-13 cs.NI
Goal-Oriented Medium Access with Distributed Belief Processing
针对分布式传感器网络异常报告中的介质访问冲突与信息新鲜度问题，提出基于动态认知逻辑和 AoI 信念推断的 DELTA 协议，理论与仿真证明其显著优于随机访问及现有调度方案。
2025-03-19 cs.NI
Cognitive Medium Access: Exploration, Exploitation and Competition
本文建立了认知媒体接入与竞争多臂强盗问题的等价性。首先，考虑单个认知用户希望机会性地利用具有多个频带的频谱中的空频带的可用性的情况。在这种情况下，每个信道的可用性概率是未知的认知用户的先验。因此，有效的媒体接入策略必须在探索其他免费频道的可用性和利用迄今为止发现的机会之间取得平衡。通过采用贝叶斯方法，这个经典的强盗问题，最佳的媒体访问策略，并通过例子说明其底层递归结构。为了避免最优策略过高的计算复杂性，提出了一种低复杂度的渐近最优策略。所提出的策略不需要任何先验的统计知识的流量模式上的不同渠道。接下来，多认知用户的情况下，被认为是低复杂度的介质访问协议，在这样的竞争环境中的勘探和开发之间取得最佳平衡，开发。最后，这种形式主义的情况下，每个认知用户能够同时感知和使用多个信道。
2007-10-06 cs.IT cs.NI math.IT
Energy Efficient Medium Access with Interference Mitigation in LTE Femtocell Networks
随着LTE毫微微蜂窝基站（FBS）部署数量的迅速增加，毫微微蜂窝网络的能量消耗已经成为严重的环境问题。因此，需要能量有效的协议来平衡能量节省和带宽利用之间的权衡。所需的协议，以防止能量和带宽浪费的关键组成部分是干扰缓解，然而，大多数以前的工作没有适当考虑。为此，在本文中，我们操纵用户设备（UE）的关联和OFDMA调度与干扰缓解的组合。认识到该问题的NP难性，我们提出了两个保证收敛的分布式算法。大量的模拟表明，我们的算法优于替代算法在多个指标，如效用，功耗和收敛速度。
2015-08-06 cs.NI
A Study of Medium Access Control Protocols for Wireless Body Area Networks
低功耗、无创、侵入性/非侵入性的轻量级传感器节点的无缝集成促进了主动且不显眼的无线体域网（WBAN）的发展。WBAN为患者提供长期健康监测，而不会对他/她的正常日常生活活动造成任何限制。这种监测需要侵入性/非侵入性传感器节点的低功率操作。换句话说，需要功率高效的媒体接入控制（MAC）协议来满足包括低功耗的严格WBAN要求。在本文中，我们首先概述了WBAN的要求，是一个低功耗MAC协议的设计很重要。然后，我们研究了低功耗MAC协议提出/调查WBAN，强调他们的优点和缺点。我们还审查了WBAN的不同的节能机制。此外，有用的建议，以帮助MAC设计者开发一个低功耗的MAC协议，将满足严格的WBAN的要求。
2010-07-31 cs.NI
Quantum Internet: from Medium Access Control to Entanglement Access Control
本文针对量子互联网中的多体纠缠资源，提出了一种分布式纠缠访问控制协议，可联合提取 EPR 对并唯一确定收发节点身份，同时避免经典网络信令开销并支持节点匿名性。
2022-05-24 cs.NI quant-ph
Stable Nash equilibria of medium access games under symmetric, socially altruistic behavior
我们考虑利他行为对随机介质访问控制（时隙ALOHA）的局域通信网络的影响。对于一个理想化的，同步迭代的，两个玩家的游戏与不对称的球员的需求，我们发现一个哈密顿量下的纯粹利他行为的Jacobi动力学。虽然内部纳什均衡点的位置不改变利他行为的存在，其局部渐近稳定的性质。存在一个局部利他行为区域，在该区域内，两个内部纳什均衡点都不是局部渐近稳定的。此外，对于一个单一的纳什均衡的权力控制游戏，我们展示了它的稳定性如何变化的函数的利他主义参数。这些利他主义的游戏框架的变化进行了讨论，考虑功率（而不是吞吐量）为基础的成本和线性效用函数。
2010-08-24 cs.GT cs.NI
A Traffic-Aware Medium Access Control Mechanism for Energy-Efficient Wireless Network-on-Chip Architectures
无线互连已经成为解决传统片上网络（NoC）中有线路径上的多跳通信的挑战的节能解决方案。然而，为了确保这种新型互连技术的全部好处，需要设计简单，公平和高效的媒体访问控制（MAC）机制，以授权访问片上无线通信信道。此外，为了适应来自在多核环境上运行的应用的变化的业务需求，MAC机制应该动态地调整无线接口（WI）的传输时隙。传输时隙中的这种动态调整将导致提高无线NoC（WiNoC）中的无线介质的利用率。在本文中，我们提出了两个动态MAC机制的设计，调整传输时隙的WI预测的流量需求的基础上，并允许部分数据包传输。通过系统级仿真，我们证明了流量感知MAC机制是更节能的，以及能够维持更高的数据带宽在WiNoCs。
2018-09-04 cs.AR cs.NI
QoS group based optimal retransmission medium access protocol for wireless sensor networks
针对环境监测、农业、工业工厂等领域中低成本、短距离、低数据率和低能耗的传感器节点应用，设计了一种基于组的最优重传介质访问协议（Group-Based Optimal RetransmissionMedium Access，RIMA），该协议结合了冲突避免（Collision Avoidance，CA）和能量管理（Energy Management）协议。在源节点不具有接收电路的情况下，WSNs中的一跳QoS重传组和两个QoS组中的传感器节点能够自主地获得服务质量（QoS）。因此，它们只能向汇聚节点发送数据，而不能从汇聚节点接收确认控制信号。所提出的协议REMOMA提供QoS的节点独立工作的预定义的时间，允许他们在给定的时间内发送每个数据包的最佳次数。仿真结果表明，该协议的性能，最大限度地提高了一跳QoS组和两个QoS组的交付概率和最小的能量消耗。
2014-04-11 cs.NI
Medium Access Control protocol for Collaborative Spectrum Learning in Wireless Networks
Faculty of Engineering, Bar-Ilan University（巴伊兰大学工程学院）；Faculty of Mechanical and Electrical Engineering, Kunming University of Science and Technology (KUST)（昆明理工大学机电工程学院）
本文提出一种用于无线网络频谱协作的介质访问控制协议，通过全分布式算法联合解决信道分配与访问调度，实现最优对数遗憾，并在模拟中显著优于现有协议。
2024-02-06 cs.LG cs.MA cs.NI
Efficient Medium Access Arbitration Among Interfering WBANs Using Latin Rectangles
多个无线体域网（WBAN）之间的传输范围的重叠被称为共存。当不同WBAN的传感器同时使用同一信道进行传输时，干扰最有可能影响通信链路并降低性能。在本文中，我们提出了一种分布式的方法，适应网络的大小，即，共存WBAN的数量以及形成每个单独WBAN的传感器的密度，以便通过基于拉丁矩形的动态信道跳变来最小化同信道干扰的影响。此外，所提出的方法选择，以减少由信道跳变所产生的开销，并降低传输延迟，并节省在传感器和WBAN级的功率资源。具体来说，我们提出了两个方案的信道分配和媒体接入调度，以减少WBAN间干扰的概率。第一种方案，即使用拉丁矩形的分布式干扰避免（DAIL），分配信道和时隙组合，降低了介质访问冲突的概率。DAIL适用于拥挤的区域，例如，共存WBAN的高密度，并且由于WBAN协调器和传感器处的频繁信道跳变而涉及开销。第二种方案，即CHIM，利用相对较低密度的并置WBAN，通过仅在各个节点的级别检测到干扰时在信道之间跳频来节省功率。我们提出了一个分析模型，推导出的冲突概率和网络吞吐量。通过仿真进一步验证了DAIL和CHIM的性能。
2017-01-27 cs.NI
Medium Access Control in Wireless Network-on-Chip: A Context Analysis
无线片上通信是一个很有前途的候选人，以解决性能和效率的问题时出现的扩展目前的片上网络（NoC）技术的众核处理器。无线片上网络（WNoC）即使在千核芯片中也可以超低延迟地服务于全球和广播业务，从而充当传统和面向吞吐量的有线NoC的自然补充。然而，媒体访问控制（MAC）策略的发展需要有效地共享越来越多的核心之间的无线介质仍然是一个相当大的挑战，考虑到环境的奇异性和研究领域的新颖性。在这个立场文件中，我们提出了一个上下文分析描述的物理约束，性能目标，和流量特性的片上通信范例。我们总结了与传统无线场景的主要差异，然后讨论它们对众核WNoCs MAC协议设计的影响，最终目标是启动这一可以说是未开发的研究领域。
2018-06-16 cs.DC cs.NI
Stochastic Geometry based Medium Access Games in Mobile Ad hoc Networks
研究了移动自组网中节点自私地选择其媒体接入概率（MAP）时网络的性能，节点的选择过程是一个泊松点过程。我们认为有效吞吐量和延迟的性能指标，每个节点都有兴趣在考虑到传输能量成本优化。我们引入了一个定价方案的基础上的传输能量的需求和计算的对称纳什均衡的封闭形式的游戏。研究表明，通过对节点进行适当的定价，可以利用节点的自私行为来实现均衡时的社会最优。无政府状态的无政府代价，然后分析这些游戏。对于基于延迟效用的博弈，我们给出了无政府状态下的无政府代价的界，并研究了价格因素的影响。对于基于效用的博弈，证明了在达到全局最优的价格因子处，无政府状态的无政府代价是无穷大的。
2012-01-04 cs.GT 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
Optimizing the Medium Access Control in Multi-hop Wireless Networks
研究了多跳无线网络中媒体接入控制的几何优化问题。我们讨论的同时发射机在网络中的最佳位置和我们的一般框架，使我们能够评估的性能增益的高度管理的介质访问控制方案，将需要实施这些位置。在一个随机分布的节点组成的无线网络中，我们的性能指标是最佳的传输范围，实现了最佳的折衷之间的进展，在所需的方向上朝着各自的目的地和传输数据包到目的地所需的传输总数的数据包。我们评估ALOHA的计划，同时发送器根据一个统一的泊松分布进行调度，并比较它与各种网格模式为基础的计划，同时发送器定位在特定的规则模式。研究结果表明，在多跳网络中优化介质访问控制时，需要考虑信干比门限和衰减系数等参数。例如，在信号干扰比阈值和衰减系数的典型值处，最优方案基于三角网格图案，并且在无衰落信道模型下，最优传输范围和网络容量分别比利用基于ALOHA的方案可实现的最优传输范围和容量高两倍和三倍。随后，我们还确定了最佳的媒体接入控制方案时，信号干扰比阈值和衰减系数接近极值，并讨论如何衰落的影响，我们在这篇文章中评估的所有方案的性能。
2012-08-01 cs.IT cs.NI math.IT
Wireless Full-duplex Medium Access Control for Enhancing Energy Efficiency
近年来已经见证了电池供电的移动设备的激增，例如，智能手机、平板电脑、传感器和膝上型电脑，这导致对具有高能效的高容量无线通信的显著需求。在提供效率的技术中有全双工无线通信。全双工无线通过利用有限的频率资源同时发送上行链路和下行链路数据来增强容量。以往对全双工无线的研究主要集中在网络容量的加倍，而在本文中，我们讨论全双工无线也可以提供更高的能源效率。我们提出了低功率通信的无线全双工（LPFD），专注于全双工通信持续时间成为一半的半双工通信持续时间的事实。在LPFD中，通过使用无线通信终端中提供的收发器被关断的睡眠状态，无线通信终端的功耗被降低，并且无线全双工中的能量效率被提高。仿真结果表明，通过LPFD实现的能量效率高达约17.3倍，高于现有的全双工媒体接入协议实现的能量效率。此外，它比使用半双工通信的省电模式的能量效率高约27.5倍。
2017-03-31 cs.NI
Throughput Optimal Random Medium Access Control for Relay Networks with Time-Varying Channels
使用现有的网络设备作为中继有可能提高整体网络性能。在这项工作中，我们考虑一个两跳无线中继设置，源和中继节点到目的节点之间的信道是时变的。中继节点能够偷听到可能具有到目的地的弱连接的源节点的传输，并且每当需要时，它们通过代表源节点将其消息转发到目的地来帮助源节点。我们开发了一种分布式的中继选择和信道接入方案，适用于时变信道，并证明了该方案是吞吐量最优的。我们得到了我们提出的方案的可达速率区域解析中继网络与一个单一的源和一个单一的中继节点。同时，对于一个更一般的网络与多个中继节点，我们进行蒙特卡罗模拟，以获得可达到的速率区域。在这两种情况下，我们证明了我们的分布式方案达到的可实现的速率区域是相同的集中式的最佳方案。
2017-04-10 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
$E^2$-MAC: Energy Efficient Medium Access for Massive M2M Communications
在本文中，我们研究了基于蜂窝的M2M网络的节能分簇和介质访问控制（MAC），以最大限度地减少设备能耗，延长网络电池寿命。首先，我们提出了一个精确的能量消耗模型，考虑静态和动态的能量消耗，并利用该模型来推导网络的生命周期。其次，我们发现簇的大小，以最大限度地提高网络的生命周期和开发一个节能的簇头选择方案。此外，我们找到可行的区域，集群是有益的，在提高网络的寿命。我们进一步研究集群内和集群间通信的通信协议。虽然集群间的通信使用传统的蜂窝接入方案，我们开发了一种节能和负载自适应的多址接入方案，称为n相CSMA/CA，它提供了一个可调的权衡能源效率，延迟和频谱效率的网络。仿真结果表明，所提出的分簇、簇头选择和通信协议设计在节能方面优于其他设计，并显著延长了单个节点和整个M2M网络的生命周期。
2016-08-24 cs.IT cs.NI math.IT
Mission-Aware Medium Access Control in Random Access Networks
我们研究无线通信网络中的关键任务网络，其中网络用户会受到紧急情况和危机等关键事件的影响。如果用户发生关键事件，用户需要尽早发送必要的信息以寻求帮助。然而，大多数现有的媒体访问控制（MAC）协议不足以满足紧急情况下用户对信息传输的迫切需求。在这篇论文中，我们提出了一类新的MAC协议，利用现有的过去的信息以及当前的信息。我们提出的协议是任务感知的，因为他们规定不同的传输决策规则，在不同的情况下，用户。我们表明，所提出的协议执行良好，不仅当系统面临着一个关键的情况下，而且当没有关键的情况。通过利用过去的信息，所提出的协议协调用户的传输，以实现高吞吐量在正常阶段的操作，并让用户在一个关键的情况下，使成功的传输，而它是在关键的情况。此外，所提出的协议需要较短的存储器和没有消息交换。
2009-04-03 cs.GT cs.IT cs.NI
Learning a Decentralized Medium Access Control Protocol for Shared Message Transmission
University of Bologna（博洛尼亚大学）；WiLab - National Wireless Communication Laboratory (CNIT)（无线实验室-国家无线通信实验室（CNIT））；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；University of Cambridge（剑桥大学）；Aalborg University（奥尔堡大学）
针对大规模物联网网络中节点向中央控制器传输共享消息的新挑战，提出基于分布式学习的框架，使节点自主合成传输策略，配合在线适应机制，经仿真验证其有效性、可扩展性和适应性，性能优于现有方法。
2026-07-16 cs.NI
Distributed Algorithms for Learning and Cognitive Medium Access with Logarithmic Regret
研究了多个次用户认知网络中的分布式学习和信道接入问题。信道的可用性统计数据最初是未知的次要用户和估计使用感测决策。二级用户之间没有明确的信息交换或事先协议。我们提出了分布式学习和访问的策略，这些策略在自我发挥的情况下实现了顺序最优的认知系统吞吐量（成功的二次传输的数量），即，当在所有次要用户处实现时。同样，我们的策略最大限度地减少了分布式学习和访问中的遗憾。我们首先考虑的情况下，二级用户的数量是已知的政策，并证明总遗憾是对数的传输时隙的数量。我们的分布式学习和访问策略通过与任何一致良好的学习和访问策略下的渐进下限进行比较，实现了订单最优遗憾。然后，我们考虑的情况下，二级用户的数量是固定的，但未知的，并估计通过反馈。我们提出了一个政策，在这种情况下，其渐近和遗憾的增长略快于对数的传输时隙的数量。
2010-06-08 cs.NI stat.ML
Learning to Speak on Behalf of a Group: Medium Access Control for Sending a Shared Message
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Stanford University（斯坦福大学）；Aalborg University（奥尔堡大学）；Imperial College London（帝国理工学院）
论文研究物联网中一组传感器如何在共享随机接入信道上隐式协调，以确保任一节点成功发送共同观测消息，并提出基于聚类和分布式MAB的低复杂度方案。
2025-09-29 cs.MA cs.NI
Medium Access Control Protocols With Memory
许多现有的媒体访问控制（MAC）协议利用过去的信息（例如，传输尝试的结果）来调整用户的传输参数。本文提供了一个通用的框架来表达和评估分布式MAC协议，利用有限长度的内存为给定形式的反馈信息。我们定义协议的背景下，一个时隙的随机接入网络的饱和到来的内存。我们引入了两个性能指标，吞吐量和平均延迟，并制定的问题，找到一个最佳的协议。我们首先表明，TDMA的结果，这是最好的结果，在所考虑的情况下，可以得到一个过渡期后，通过一个协议与（N-1）-插槽内存，其中N是用户的总数。接下来，我们使用马尔可夫链和数值方法分析了具有1时隙存储器的协议的性能。具有1槽存储器的协议可以实现任意接近1的吞吐量（即，100%的信道利用率）。最后，我们将我们的框架应用于无线局域网。
2010-01-08 cs.IT cs.NI math.IT
AntiJam: Efficient Medium Access despite Adaptive and Reactive Jamming
故意干扰对在共享介质上操作的通信网络构成主要威胁，其中可用性是必要的。干扰攻击通常实施起来简单且便宜。特别地，当今的干扰器可以执行物理载波感测，以便更有效地中断通信，特别是在诸如传感器节点的简单无线设备的网络中，其通常在单个频率（或有限频带）上操作并且不能受益于扩频或其他更先进技术的使用。本文提出了介质访问（MAC）协议\textsc{AntiJam}，可证明是强大的反应对手谁可以堵塞$(1-ε)$ -部分的时间步长，其中$ε$是一个任意常数鲁棒性。对手使用载波感知，使明智的决定，当它是最有害的破坏通信，此外，我们允许对手是自适应的，并有完整的知识，整个协议的历史。我们的MAC协议是能够有效地利用非堵塞的时间段，并实现了渐近最优，$Θ{(1)}$竞争力的吞吐量在这种恶劣的情况下。此外，\textsc{AntiJam}具有收敛时间短和公平性好的特点。我们的仿真结果验证了我们的理论结果，也表明，我们的算法管理，以保证恒定的吞吐量的802.11 MAC协议基本上无法提供任何数据包。
2011-03-03 cs.DS cs.NI
$λ$-persistant CSMA: a radio-channel access protocol
本文提出了一种算法，提高无线介质的信道接入统计。分析表明，建议修改的标准CSMA算法产生更好的结果和仿真结果支持这一说法。
2016-07-04 cs.NI
Push-Pull Medium Access for Digital Twin Alignment and Low-Latency Anomaly Reporting
University of Padova（帕多瓦大学）；University of Pisa（比萨大学）；German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）
提出一种推拉调度器（PPS），动态整合拉更新与推更新，在正常条件下减少模型漂移超过20%，同时保持异常检测保证，并将最坏情况下的错误信息年龄（AoII）从70ms降至30ms。
2026-07-20 cs.NI
Near-Optimal Deviation-Proof Medium Access Control Designs in Wireless Networks
分布式介质访问控制（MAC）协议对于低成本、分散式无线局域网（WLAN）的普及是必不可少的。大多数MAC协议的设计都假定节点遵守规定的规则。然而，自私的节点有自然的动机操纵协议，以提高自己的性能。这通常会降低其他节点以及整个系统的性能。在这项工作中，我们提出了一类协议，限制节点可以通过自私的操作，而只会导致一个小的效率损失获得的性能增益。所提出的协议是基于审查策略的思想，节点在一段时间内收集有关其他节点行为的信号，使用统计测试来推断其他节点是否遵循规定的协议，并在发现偏离协议时触发惩罚。我们认为私人和公共信号的情况下，并提供分析和数值结果来证明所提出的协议的属性。
2010-06-18 cs.IT cs.NI math.IT
Design and Analysis of an Attack Resilient and Adaptive Medium access Control Protocol for Computer Networks
设计一个高效的媒体访问控制（MAC）协议并对其进行分析，是30多年来的一个重要研究课题。本文着重于性能分析（通过仿真）和修改的一个著名的MAC协议CSMA/CD。现有的协议没有考虑由于信道的未利用时段而造成的带宽浪费。通过考虑这一事实，可以提高MAC协议的性能。这项工作的目的是修改现有的协议，使其适应根据网络的状态。每当检测到未使用的时段时，修改后的协议采取适当的措施。通过这种方式，可以提高有效的带宽利用率，并确定它在增加负载和改变数据包大小的情况下的行为。它还将包括攻击的影响，即拒绝服务攻击，重放攻击，连续信道访问或耗尽攻击，洪泛攻击，干扰（无线电干扰）攻击，选择性转发攻击，这些攻击会降低MAC协议的性能。在连续信道访问或耗尽攻击中，恶意节点通过在信道上连续请求或发送来破坏MAC协议。这最终导致网络中的其他节点因信道接入而饥饿。补救措施可以是网络忽略过多的请求而不发送昂贵的无线电传输。然而，该限制不能下降到网络必须支持的预期最大数据率以下。此限制通常在设计阶段编码到协议中，并且还需要额外的逻辑。重复应用这些基于耗尽或冲突的MAC层攻击会导致不公平。
2009-07-03 cs.CR cs.NI
Medium Access over Time-varying Channels with Limited Sensing Cost
这篇论文因为一些论文问题而被撤回。最近的MAC调度研究表明，载波侦听多址接入（CSMA）可以控制，以达到吞吐量或效用方面的最优性。这些结果表明，只是一个简单的MAC算法没有消息传递是可能的，以实现高性能的保证。然而，这样的研究仅在信道条件是静态的假设下进行。注意，在最优CSMA中实现最优性的主要驱动力是让它在一段时间内运行良好的调度，正式称为混合时间，但是这种最优CSMA如何针对时变信道条件执行还未充分探索。在本文中，在受限回退率的实际约束下（即，有限的感知速度），我们考虑两个版本的CSMAs：（i）信道感知的CSMA（U-CSMA）和（ii）信道感知的CSMA（A-CSMA），每个版本的特征都是跟踪信道条件的能力。我们首先表明，对于快速的信道变化，A-CSMA实现几乎为零的吞吐量，这意味着不完整的跟踪信道条件可能会严重降低性能，而U-CSMA，访问媒体没有明确考虑信道条件，有积极的最坏情况下保证吞吐量，其中保证的比率取决于网络拓扑结构。另一方面，对于慢信道的变化，我们证明了A-CSMA是吞吐量最优的任何网络拓扑结构。我们的研究结果提供了精确的权衡感测成本和性能的CSMA算法，指导下高度时变的情况下MAC调度的鲁棒设计。
2012-12-17 cs.NI
An Adaptive Hybrid Channel Reservation Medium Access Control Protocol for Differentiated QoS
针对密集分布式无线网络高负载下差异化QoS难保障的问题，提出结合绝对/相对预留的DSGARM混合MAC协议，经建模分析与仿真验证其性能优异。
2023-06-10 cs.NI
A Dual-Cluster-Head Based Medium Access Control for Large-Scale UAV Ad-Hoc Networks
近年来，无人机自组网以其灵活性、可扩展性和高度可部署性得到了迅速发展。为了提高网络的吞吐量和能量效率，分簇机制在无人机自组网中的应用势在必行。在传统的分簇方案中，每个簇中总是分配一个簇头（CH）。但该方法存在过载、无人机数量增加时CH过早死亡等缺点。为了解决这个问题，我们提出了一种基于双簇头的大规模无人机网络媒体访问控制（DCHMAC）方案。在DCHMAC协议中，选择两个CH来协同管理资源分配和数据转发。具体地，两个CH在不同的信道上工作。CH中的一个用于簇内通信，另一个用于簇间通信。一个马尔可夫链模型来分析网络的吞吐量。仿真结果表明，与FM-MAC（flying ad hoc networks multi-channel MAC，FM-MAC）协议相比，DCHMAC协议的吞吐量提高了约20%~ 50%，网络生存时间缩短了约40%。
2023-02-26 cs.NI cs.SY eess.SY
Access Points Placement as a Discrete Optimization Problem
在这项工作中，我们考虑的方法搜索的方向的无线网络的发展（新的接入点或基站等的地方）。利用重要区域的覆盖和设备和附加所需基础设施的最小成本的标准进行优化，其不需要执行特殊的现场测试和确定RF传播介质的元件的精确几何形状及其RF吸收特性，而是考虑从无线硬件的内置测量仪器获得的最小可访问信息和介质元件形状的近似数据。增长网络中基础设施单元的配置和类型的搜索问题被表示为一个多目标离散约束优化问题，可以用变概率方法[1]求解。介质RF传播特性建模的问题也制定和解决作为一个离散的优化任务。
2012-08-31 cs.DM cs.NI
A Cross-Layer Approach for Minimizing Interference and Latency of Medium Access in Wireless Sensor Networks
在低功耗无线传感器网络中，MAC协议通常采用周期性的睡眠/唤醒调度来减少空闲侦听时间。尽管这种机制简单有效，但它导致高端的-端延迟和低吞吐量。另一方面，先前提出的基于CSMA/CA的MAC协议试图以增加延迟和降低网络容量为代价来减少节点间干扰。在本文中，我们提出了IAMAC，CSMA/CA睡眠/唤醒MAC协议，最大限度地减少节点间的干扰，同时也减少了每跳延迟，通过跨层的交互与网络层。此外，我们表明，IAMAC可以集成到SP架构，以执行其层间交互。通过模拟，我们已经广泛地评估了IAMAC的性能在不同的性能指标。仿真结果表明，IAMAC降低了每个节点的能量消耗，导致更高的网络寿命相比，S-MAC和自适应S-MAC，同时它也提供了更低的延迟比S-MAC。在整个评估过程中，我们考虑了IAMAC与两种错误恢复方法的结合，即，ARQ和Seda。结果表明，使用Seda作为错误恢复机制的IAMAC结果在更高的吞吐量和生命周期相比，ARQ。
2010-08-17 cs.NI
Distributed Multiple Access with A General Link Layer Channel
研究了有限个同构用户未知的时隙无线多址网络中的分布式媒体接入控制问题。假设每个用户具有单个传输选项。在每个时隙中，用户选择空闲或发送分组。在一般信道模型下，提出了一种分布式介质访问控制框架，以适应所有用户的传输概率的值，最大化任意选择的对称网络效用。该算法中每个用户的概率目标是基于一个信道竞争度量来计算的，该信道竞争度量被定义为一个虚拟分组的成功概率。结果表明，该算法属于经典的随机逼近框架，保证收敛时，竞争措施可以直接从接收机。另一方面，当竞争度量不能直接获得时，计算机模拟表明，修改的媒体访问控制算法仍然可以帮助系统收敛到相同的设计均衡。
2018-11-27 cs.IT cs.NI math.IT
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
A Token-Based MAC Solution for WiLD Point-To-Multipoint Links
IEEE802.11标准的基本接入方法的低效率是多个长距离和故障链路竞争共享介质的场景中的众所周知的问题。在文献中发现的替代方案大多集中在点对点，很少在远程链接。目前，还没有针对海上场景优化的解决方案，其中点对多点链路可以达到几十公里，同时由于恶劣的环境而遭受降级。本文提出了一种新的MAC协议，使用显式信令消息来控制访问介质的中心节点。在此解决方案中，此角色由发送令牌消息到每个关联站的接入点扮演，该接入点被授予对介质的独占访问并被分配一定数量的信用;在发送其自己的分组（如果有的话）之后，站必须释放对令牌的控制。仿真结果表明，该机制在点到多点、长距离和故障链路中具有优越的性能，能够公平、高效地利用节点间的共享资源。
2019-11-13 cs.NI
Managing Interference Correlation Through Random Medium Access
无线网络的容量从根本上受到干扰的限制。然而，很少有研究集中在干扰相关性，这可能会大大增加本地延迟（即节点成功发送数据包所需的时隙数）。本文重点研究了在MAC中增加随机性是否有助于减少干扰相关性的影响，如跳频多址（FHMA）和ALOHA。我们推导出封闭形式的结果的平均值和方差的本地延迟的两个MAC协议和评估的最佳参数，最小化的平均本地延迟。基于最优参数，我们提出了两种工作区的定义：相关限制区和带宽限制区。结果表明，当p=1/N时，忽略热噪声，N个子带FHMA和发送概率为p的ALOHA的平均局部时延相同，但方差之间存在显著差异。最后，我们评估了平均延迟抖动权衡和本地延迟的尾部概率的界限，这对系统设计有重要意义。
2013-11-14 cs.IT cs.NI math.IT
Medium Access Control for Dynamic Spectrum Sharing in Cognitive Radio Networks
在过去十年中，无线服务和应用的激增导致了对无线频谱的快速增长的需求。因此，我们一直面对严重的频谱短缺问题，尽管多项测量结果显示，大部分持牌无线电频谱的使用率极低。这些事实促使了动态频谱接入（DSA）和认知无线电技术的发展，以提高频谱利用的效率和灵活性。在这篇论文中，我们研究的设计，分析和优化问题的联合频谱感知和认知媒体接入控制（CMAC）协议工程的认知无线电网络（CRN）。联合频谱感知和CMAC的设计被认为是在交织频谱共享范式和不同的通信设置。我们的研究成果主要有四个方面，即并行频谱感知的CMAC协议设计、顺序感知的CMAC协议设计、协作感知的CMAC协议设计和异步全双工认知MAC协议设计。我们开发了各种分析模型，我们提出的CMAC协议设计的吞吐量性能分析。基于这些分析模型，我们开发了不同的有效算法来配置CMAC协议，包括信道分配，感知时间，发送功率，竞争窗口，以最大化次级网络的总吞吐量。此外，广泛的数值结果，以获得进一步的见解，并评估我们的CMAC协议设计的性能。数值和仿真结果证实，我们提出的CMAC协议可以实现有效的频谱利用率和显着的性能增益相比，现有的和未优化的设计。
2016-01-19 cs.IT cs.NI math.IT
A Theory of Goal-Oriented Medium Access: Protocol Design and Distributed Bandit Learning
针对多节点分布式场景中面向目标的多址接入（GoMA）问题，提出分布式GoMA分析与优化理论框架，证明问题非凸且存在多个纳什均衡，提出的优化方法性能优于集中式方法达100%，还设计了有限反馈下的分布式学习算法。
2025-08-26 cs.NI math.OC
Optimizing Channel Access for Event-Driven Wireless Sensor Networks: Analysis and Enhancements
研究了事件驱动的无线传感器网络中的媒体访问控制问题。在这种无线传感器网络中，传感器节点只在监测区域内发生事件时才向汇聚节点发送数据。在这种无线传感器网络中的节点遇到相关的流量作为一个子集的节点开始发送数据，同时感测一个共同的事件。我们希望重新考虑这种类型的流量特性的介质访问控制（MAC）。对于无线传感器网络，现有的MAC协议利用基本的CSMA/CA策略，如IEEE 802.11二进制指数退避（BEB）算法来处理数据包之间的冲突时，多个节点需要访问信道。我们发现，这种BEB算法不工作，而不会招致访问延迟或性能下降，由于增加了冲突和重传的节点遇到相关的流量时，数量。基于上述观察，我们提出了一种自适应随机退避（ARB）算法，能够减轻相关流量的影响，并能够最大限度地减少碰撞的机会。ARB基于BEB的微小修改。我们使用数值分析表明，我们的建议，提高了信道接入的延迟，吞吐量和帧丢失概率相比，IEEE 802.11 DCF。利用NS-2网络仿真器进行了仿真，以验证分析结果。
2012-05-20 cs.NI
Statistical Verification of Medium-Access Parameterization for Power-Grid Edge Ad Hoc Sensor Networks
The University of Western Australia（西澳大学）
本文提出一种结合随机时序混合自动机与统计模型检验的验证框架，用于评估CSMA/CA参数在电网工作负载下的可靠性与效率，通过认证纳什均衡策略提升系统性能。
2026-08-07 cs.NI
A Distributed Ledger-Enabled Interworking Model for the Wireless Air Interface
虽然频谱的直接分配和演进的介质访问协议为无处不在的无线连接提供了基础，但是现有的TCP/IP和OSI模型是为有线网络设计的，并且不解决空中接口的开放互连。在没有用于空中接口的互连模型的情况下，现有网络设计继续将无线介质接入与回程提供商的无线介质接入绑定以获得接入的所有权和身份信任，从而导致对功能和覆盖的限制。在本文中，我们提出了一种新的解决方案，通过扩展TCP网络标准，我们提出了一个新的模型，名为TCP-Air，它直接在空中接口集成了分布式账本技术。此外，我们提出了TCP-空气模型的两个用例，展示了在现有许可接入网络设计下不可行的应用。
2020-04-26 cs.NI cs.SY eess.SY
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
