基于WLAN的VoIP服务质量的分析与研究

基于WLAN的VoIP服务质量的分析与研究

论文摘要

作为一种实时应用,基于IEEE 802.11无线局域网的VoIP电话技术有其特定的需求,延时、抖动和丢包率等仍然是影响VoIP通话质量的主要因素。IEEE 802.11 MAC层协议采用基于载波监听/冲突避免的分布式协调功能(DCF),实现无线介质访问控制。由于该协议对无线网络中传输VoIP等实时流量并未考虑,所以本文的目标是通过对DCF机制的优化,确保VoIP在无线网络中的实时传输。在IEEE 802.11的基础结构操作模式下,对于N路语音通话,AP的下行链路流量要远大于由每个站点出发的上行链路流量。然而,WLAN的传统DCF机制要求AP和其他站点公平竞争获得信道访问权。这意味着AP成为约束语音质量的瓶颈。尤其当AP的下行链路中存在数据流量时,语音质量进一步恶化。文中提出了一种DQ-DCF机制,通过在AP中使用具有不同优先级的队列,设置语音队列信道服务参数优先于数据队列,确保语音流量的实时传输。使用NS2工具进行仿真,结果表明在保证语音质量的前提下DQ-DCF机制能够提高语音通信容量。引用马尔可夫分析模型对DCF的吞吐量和介质访问延时进行了分析。通过分析得出:原始DCF协议中,由于没有活动节点的检测机制,分组传输概率τ无法根据网络负载状况自适应调整,因此无线网络性能不佳。本文引入了采用AP检测活动站点数目的模糊自适应DCF机制,AP实时监控活动站点数,对DCF的竞争窗口做出自适应调整。仿真实验结果显示:分组传输概率τ保持在最佳值附近变化,使得系统吞吐量和介质访问延时接近最优。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景和意义
  • 1.2 研究现状
  • 1.3 研究内容
  • 1.4 论文结构
  • 第二章 无线网络及IEEE 802.11 协议
  • 2.1 无线网络的分类
  • 2.2 IEEE 802.11 系列标准及网络拓扑结构
  • 2.3 IEEE 802.11MAC 协议
  • 2.3.1 MAC 层功能
  • 2.3.2 DFWMAC 的两种接入方式
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 VoIP 的服务质量分析
  • 3.1 应用层对VoIP QoS的支持
  • 3.1.1 服务质量的检测和控制
  • 3.1.2 语音参数的调节
  • 3.2 网络层对VoIP QoS的支持
  • 3.2.1 综合服务
  • 3.2.2 区分服务
  • 3.2.3 多协议标签交换技术
  • 3.3 基于IEEE 802.11 WLAN的QoS
  • 3.3.1 MAC 协议改进
  • 3.3.2 MAC 层与IP 层的交互设计
  • 3.3.3 漫游和切换性能改善
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 VoWLAN 中基于区分队列的容量增强新机制
  • 4.1 WLAN 中接入点瓶颈问题
  • 4.2 DQ-DCF 机制的提出
  • 4.3 DQ-DCF 机制的设计
  • 4.4 DQ-DCF 性能分析
  • 4.4.1 传输概率分析
  • 4.4.2 语音容量分析
  • 4.5 仿真结果分析
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 基于活动节点检测的DCF 改进机制
  • 5.1 研究现状
  • 5.2 理论模型和性能指标计算
  • 5.2.1 马尔可夫分析模型
  • 5.2.2 归一吞吐量计算
  • 5.2.3 平均介质访问延时计算
  • 5.2.4 新方法的提出
  • 5.3 基于AP 检测活动节点数的模糊自适应DCF 机制
  • 5.3.1 工作流程
  • 5.3.2 区间设置方法
  • 5.3.3 活动节点数目的估测
  • 5.4 仿真结果验证
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 论文的主要贡献
  • 6.2 对下一步工作的展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在学期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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