无线局域网分布式信道访问机制的研究

论文摘要

本文以无线局域网分布式竞争型信道访问机制为主要研究内容。首先介绍了802.11无线局域网的发展历史和基础知识,以及协议目前的最新进展。随后详细介绍了802.11和802.11e提供的多种无线信道访问机制,突出说明了无线局域网的特有性质和信道访问方式,重点阐述了其中的分布式竞争型信道访问机制。在此基础上本文分析了分布式竞争型信道访问机制与集中控制非竞争型信道访问机制的各自特点和应用领域,得出了分布式竞争型信道访问机制是未来发展趋势的结论。随后软件实现了MAC层的DCF与EDCA机制,并且使用其对这种机制进行了软件仿真,分析了DCF和EDCA的性能差异,给出了多种业务环境下的网络时延和丢包率曲线图。同时本文结合已有的资料,分析了目前分布式竞争型信道访问机制所存在的缺陷和影响,给出了针对这些问题的解决方案,并通过软件仿真的方式进行了验证,给出了相应的仿真结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 IEEE 802.11 系列标准简介
• 1.1.1 802.11 物理层特性
• 1.1.2 802.11 网络结构
• 1.1.3 802.11 协议族介绍
• 1.2 研究的目的和本人所做的工作
• 1.3 论文的主要内容
• 第二章 802.11 的MAC层信道访问机制
• 2.1 802.11 MAC层基础
• 2.1.1 帧和帧间隙
• 2.1.2 MAC层体系结构
• 2.2 分布式协调功能（DCF）
• 2.2.1 一般信道访问流程
• 2.2.2 虚侦听机制
• 2.2.3 随机退避
• 2.2.4 隐藏终端和RTS/CTS机制
• 2.2.5 保护机制和CTS-to-Self
• 2.2.6 分片和重组
• 2.3 点协调功能（PCF）
• 2.3.1 PCF超帧结构
• 2.3.2 CFP期间的轮询交互
• 2.3.3 CFP期间的非轮询交互
• 2.3.4 CFP的终结
• 2.4 本章小结
• 第三章 802.11e的MAC层信道访问机制
• 3.1 802.11e MAC层体系结构
• 3.2 增强分布式信道访问机制（EDCA）
• 3.2.1 EDCA的优先级分配
• 3.2.2 帧间隙的改变
• 3.2.3 竞争窗和随机退避
• 3.3 HCF控制信道访问机制（HCCA）
• 3.3.1 HCCA的超帧
• 3.3.2 HCCA机制的问询和传输机会
• 3.3.3 强制受控访问（ACM）
• 3.4 本章小结
• 第四章 分布式信道访问机制性能的研究
• 4.1 集中控制非竞争信道访问机制的缺点
• 4.2 仿真范围、方法和环境
• 4.3 仿真结果和分析
• 4.3.1 轻负载网络的仿真
• 4.3.2 重负载网络的仿真
• 4.4 本章小结
• 第五章 分布式信道访问机制的改进和验证
• 5.1 当前机制的问题和影响
• 5.1.1 多播广播帧传输可靠性低
• 5.1.2 BSS内上下行数据量不均
• 5.1.3 缺少用户优先级的区分
• 5.2 针对协议缺陷的改进方案
• 5.2.1 广播帧的二次退避
• 5.2.2 一次竞争多次突发
• 5.2.3 自动弃权
• 5.3 改进方案的仿真验证
• 5.3.1 二次退避的仿真
• 5.3.2 多次突发的仿真
• 5.3.3 自动弃权的仿真
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果