基于无线Mesh网络通信协议的研究

论文摘要

近年来,随着WMN研究的深入及在商业应用的拓展,特别是实时视频业务大量出现的情况下,传统的IEEE 802.11e接入控制协议不能保证网络各业务服务质量QoS（Quality of Service）和公平传输的要求。为此,媒体接入控制MAC（Media Access Control）协议是WMN确定共享无线信道带宽效率的主要技术,研究基于接入公平性的802.11e策略就显得尤为必要了。本文着重研究MAC层接入控制协议如何在WMN带宽有限的情况下为各类业务提供QoS保证的问题。以支持多媒体业务及区分本地业务和转发业务为目标,对基于IEEE 802.11的媒体接入QoS机制进行了性能分析,详细地分析了WMN的智能接入点多信道MAC协议,介绍了802.11e EDCA （ Enhanced Distributed Channel Access）机制,并在EDCA机制的基础上提出了针对WMN AP的L-EDCA机制,定义了新的优先级类别映射方法,通过仿真实验分析,L-EDCA机制在吞吐量上优于EDCA。提出了基于动态队列调度的公平性接入策略和基于业务感知的公平性接入策略,并对该策略进行了详细的描述和仿真分析,所得仿真结果与802.11eEDCA进行分析,在一定程度上缓解了网络高负荷情况下竞争开销,提高了整个网络的吞吐量,并且解决了802.11eEDCA在网络高负荷时低优先级业务的无法得到传输机会的问题,保证了各业务在竞争传输中的公平性。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 无线 Mesh 网络概念及结构
• 1.1.2 无线Mesh 网络与其他通信网络的区别
• 1.1.3 无线Mesh 网络的优势与应用
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的贡献
• 1.4 论文组织结构
• 第2章 无线 Mesh 网络 Mac 协议的分析与研究
• 2.1 单信道的MAC 协议
• 2.1.1 跨层设计方法
• 2.1.2 MAC 协议的改进方法
• 2.1.3 拓展MAC 协议方法
• 2.2 多信道的MAC 协议
• 2.2.1 多信道MAC 协议的需求
• 2.2.2 多信道MAC 协议面临的问题
• 2.2.3 多信道MAC 协议研究现状
• 2.3 802.11e EDCA 协议概述
• 2.4 仿真平台
• 2.4.1 NS2 仿真器概述
• 2.4.2 NS2 基本结构
• 2.5 本章小结
• 第3章 L-EDCA 协议的设计与实现
• 3.1 L-EDCA 协议的研究背景
• 3.2 L-EDCA 协议中算法的设计与实现
• 3.2.1 算法描述
• 3.2.2 主要的结构体与函数功能
• 3.2.3 L-EDCA 算法工作流程图
• 3.3 L-EDCA 协议的仿真与分析
• 3.3.1 系统参数对L-EDCA 性能的影响
• 3.3.2 EDCA与L-EDCA的性能比较
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于EDCA 的公平性接入策略
• 4.1 基于动态队列调度的公平性接入策略
• 4.1.1 针对 EDCA 协议的分析与改进
• 4.1.2 Mac 层饱和性能分析
• 4.1.3 动态队列调度策略算法的设计与实现
• 4.1.4 策略仿真分析
• 4.2 基于业务感知的公平性接入策略
• 4.2.1 VBR视频业务概述
• 4.2.2 业务感知策略算法的设计与实现
• 4.2.3 策略仿真分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢