分布式无线局域网的自适应MAC技术研究

论文题目: 分布式无线局域网的自适应MAC技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 通信与信息系统

作者: 严少虎

导师: 吴诗其

关键词: 分布式无线局域网,媒质接入控制,自适应算法,传输效率,能量消耗,吞吐率,公平性

文献来源: 电子科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 近年来飞速发展的分布式无线局域网是一种便捷、自由的通信方式,具有组网灵活、迅速的优点。如何在分布式环境下,使终端高效、公平地共享有限的信道资源,是分布式无线局域网媒质接入控制(MAC)协议需要首先解决的核心问题。在分布式的复杂环境下,常规的MAC机制难以保证较好的性能。因此,研究对网络环境有一定适应能力的自适应MAC技术具有重要的意义。本文基于系统性能分析与优化,对分布式无线局域网的多种自适应MAC技术进行了较深入的研究。 第一章为绪论,首先介绍了无线局域网的特点及相关协议标准,然后介绍无线局域网MAC技术的研究情况,包括技术目标、研究历史、现有协议标准中的MAC机制以及该领域的研究现状,最后分析了分布式无线局域网MAC技术研究的意义与难点。 第二章讨论分布式无线局域网MAC协议的吞吐率性能以及优化算法,并以IEEE 802.11 DCF为目标进行了深入研究。通过分析混合方式网络的行为,找到一次成功发送持续的平均时间和一次碰撞持续的平均时间,进而给出了混合方式网络的饱和吞吐率和RTS门限的关系。分析显示,存在一个最佳的RTS门限,使得网络的饱和吞吐率最大。从最小化一次发送过程的平均时间出发,本章给出了计算最佳RTS门限的数值计算方法,并在此基础上,提出了一种优化吞吐率的RTS门限自适应调整算法(ARTA-OC)。终端可以根据统计数据计算出当前的最佳RTS门限,并做相应调整,从而使得整个网络的饱和吞吐率最大。仿真结果表明,该算法具有较好的性能。 第三章研究分布式无线局域网的自适应退避机制,提出了带优先级的退避算法(PBA)。PBA的基本思想是让终端在侦听信道的同时,统计其它终端成功的数据发送。当终端有数据需要发送时,可根据统计数据和自身的优先级来计算一个合适的竞争窗口。竞争窗口的计算是基于这样的原则:已发送数据量高于网络平均水平的终端,选择较大的竞争窗口;反之,选择较小的竞争窗口。如此操作,终端在选择竞争窗口时有一定的自适应能力,不仅可以减少碰撞的概率,提高网络的性能,还可以实现信道容量在不同终端间按优先级的比例进行分配。仿真实验表明,PBA具有很好的性能。

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

图目录

缩略语表

第一章 绪论

1.1 无线局域网概述

1.1.1 无线局域网的优点与拓扑结构

1.1.2 无线局域网的相关标准

1.2 无线局域网的MAC技术研究

1.2.1 MAC技术的目标

1.2.2 研究历史

1.2.3 现有协议的MAC机制

1.2.4 研究现状

1.3 本文的创新点

1.4 全文内容安排

第二章 分布式无线局域网的吞吐率分析与优化

2.1 引言

2.2 IEEE 802.11DCF的性能分析模型

2.3 IEEE 802.11 DCF发送过程的时间分析

2.3.1 一次成功发送的持续时间

2.3.2 一次失败发送的持续时间

2.4 IEEE 802.11 DCF的饱和吞吐率

2.5 混合方式网络的最佳RTS门限

2.6 优化吞吐率的RTS门限自适应调整算法(ARTA-OC)

2.6.1 竞争终端数的估计算法

2.6.2 RTS门限的自适应调整算法

2.7 仿真分析

2.7.1 饱和吞吐率模型仿真验证

2.7.2 ARTA-OC算法的仿真结果

2.8 小结

第三章 分布式无线局域网的自适应退避机制

3.1 引言

3.2 带优先级的退避算法基本思想

3.3 带优先级退避算法的具体实现

3.3.1 侦听及更新本地统计数据

3.3.2 发送前计算竞争窗口

3.4 仿真结果及性能分析

3.4.1 网络的饱和吞吐率

3.4.2 不同优先级终端的比较

3.5 小结

第四章 分布式无线局域网的分段传输机制

4.1 引言

4.2 IEEE 802.11的分段与重组机制

4.2.1 分段

4.2.2 重组

4.3 多分段传输效率分析

4.3.1 多分段传输过程中的状态及状态转移

4.3.2 传输效率的定义

4.3.3 多分段传输的效率分析

4.4 仿真分析

4.4.1 多分段传输的概率分析及验证

4.4.2 多分段传输的效率分析及验证

4.4.3 多分段传输效率的进一步分析

4.5 小结

第五章 分布式无线局域网发送过程的能耗分析与优化

5.1 引言

5.2 DCF终端发送过程的能耗分析

5.2.1 基本方式和RTS／CTS方式下终端发送固定长度数据包的能耗

5.2.2 RTS门限对终端发送平均能耗的影响

5.2.3 关于发送能耗的仿真结果与分析

5.3 优化能耗的RTS门限自适应调整算法(ARTA-OE)

5.3.1 对终端发送平均能耗的进一步分析

5.3.2 ARTA-OE算法描述

5.3.3 ARTA-OE算法的性能分析

5.4 小结

第六章 全文总结

参考文献

致谢

个人简历

作者在攻读博士学位期间已发表、已录用、已投出论文

作者在攻读博士学位期间参加的科研项目

发布时间: 2005-09-23

参考文献

• [1].IEEE 802.11无线局域网媒质接入控制技术研究[D]. 刘吉龙.西安电子科技大学2016
• [2].大规模无线局域网性能优化的关键技术研究[D]. 王浩.武汉大学2013
• [3].公用无线局域网关键技术的研究[D]. 赵力强.西安电子科技大学2003
• [4].低密度校验码与无线局域网研究[D]. 徐志江.浙江大学2004
• [5].无线局域网MAC层的准入控制与调度机制的研究[D]. 宣孝英.华中科技大学2005
• [6].无线局域网多址接入技术研究[D]. 李长乐.西安电子科技大学2005
• [7].无线局域网中妥善安排传输的多址接入协议的研究[D]. 刘静.西安电子科技大学2005
• [8].无线局域网多址技术的研究[D]. 何宏.西安电子科技大学2006
• [9].IEEE 802.11无线局域网业务流特性研究及预报[D]. 冯慧芳.天津大学2006
• [10].IEEE 802.11无线网络DCF协议改进及性能分析[D]. 张亮.天津大学2006

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• [3].IEEE 802.11无线局域网MAC层性能及服务质量研究[D]. 汪广洪.天津大学2004
• [4].无线Ad Hoc网络MAC机制研究[D]. 李云.电子科技大学2004
• [5].Ad Hoc网络中基于局部拓扑信息的MAC协议与路由算法研究[D]. 姚忠邦.清华大学2004
• [6].基于负载均衡的无线自组网关键技术与算法研究[D]. 郑相全.电子科技大学2005
• [7].无线接入网系统优化与接入算法研究[D]. 凌翔.电子科技大学2004
• [8].无线多媒体网络服务质量关键技术研究[D]. 苟定勇.电子科技大学2004
• [9].无线局域网MAC层的准入控制与调度机制的研究[D]. 宣孝英.华中科技大学2005
• [10].IEEE 802.11系列无线局域网MAC层的研究[D]. 康凯.清华大学2007

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