论文题目: 无线局域网和自组织网在干扰环境下的性能分析及相关策略的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 环境科学
作者: 杨光松
导师: 陈辉煌,肖明波
关键词: 无线局域网,自组织网,干扰
文献来源: 厦门大学
发表年度: 2005
论文摘要: 现代无线通信要求业务多、移动性强、传输速率高、覆盖范围广,下一代移动通信系统将综合WLAN、WPAN及MANET等各种不同类型的无线网络,在全IP的核心网上高速实现声音、多媒体和数据等多种业务。WLAN和自组织网具有广泛的应用前景。但有限的频率带宽会导致系统间或者系统内的相互干扰,降低网络性能。本论文以WLAN和自组织网为对象,对其性能进行分析,并探讨了减轻干扰的策略。首先讨论了ISM频段无线设备的干扰机理,分析了WLAN在外部干扰下的性能。在蓝牙干扰存在的情况下,用物理层基带模型对WLAN的误码率性能进行了仿真;结合时间-频率冲突分析,对干扰环境下影响WLAN性能的各种因素进行了比较,提出了一个自适应调节WLAN分组长度的方案,以提高WLAN系统的吞吐量性能。其次讨论了WLAN内部具有多个无线服务运营商的热点接入环境中提高容量的机制,从理论上对热点区域AP信号重叠时产生的冲突影响进行建模,证明它们有严格的度量界限,并研究了信道条件、节点密度、信道分配策略以及MAC协议对吞吐率和公平性的影响。基于虚接入点(VAP)的概念,提出了一个多运营商共享物理AP的结构,在VAP上利用无线信道的时变特性,进行合适的调度来提高系统吞吐量。最后分析了自组织网的干扰性能以及用路径选择来避免干扰的方法。在对多速率机制下Ad hoc网络延迟参数进行分析的基础上,利用跨层设计的思想,综合考虑物理层和MAC层参数,提出了一种路由度量,根据这种度量,可以充分利用多速率机制选择高速链路,同时能够避开干扰和冲突,减少冲突竞争及排队延迟。通过仿真证明该方案能提高系统的吞吐量,减少延迟,从而提高网络的总体性能。
论文目录:
摘 要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究的目的及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 WLAN 及短距离无线通信的主流技术
1.2.2 无线网络中干扰分析策略和克服干扰的技术手段
1.2.3 Ad hoc 网络及抗干扰机制
1.3 论文结构和内容
第2章 无线通信系统的抗干扰及速率自适应机制
2.1 无线通信中的干扰类型
2.2 无线网络中克服干扰的原理和方法
2.2.1 物理层传输技术
2.2.2 MAC 层协议
2.2.3 网络层抗扰技术
2.3 IEEE802.11 标准简述
2.3.1 物理层
2.3.2 MAC 层
2.3.3 CSMA/CA 机制的马尔科夫(Markov)模型
2.4 无线网络中WLAN 中的速率自适应机制
2.4.1 自适应传输技术
2.4.2 WLAN 多速率机制下的吞吐量分析
2.4.3 MAC 层速率自适应协议
2.5 本章小结
第3章 ISM(2.4GHz)频段无线设备对 WLAN 的干扰分析
3.1 ISM 频段及无线设备
3.2 蓝牙对WLAN 的干扰分析
3.2.1 频率干扰分析
3.2.2 时间频率冲突分析
3.3 自适应调整分组长度的方案
3.4 本章小结
第4章 WLAN 的热点接入区域的干扰分析
4.1 同信道干扰模型
4.1.1 单信道响应
4.1.2 同信道干扰
4.2 信道分配策略的比较与分析
4.2.1 信道分配策略及性能参数
4.2.2 单区域及多区域仿真
4.3 信道间干扰对 MAC 层影响的建模及仿真
4.4 热点性能增强策略
4.4.1 虚接入点
4.4.2 VAP 中的MOAR 协议与应用
4.5 本章小结
第5章 多速率机制下干扰拥塞识别的 Ad hoc 跨层路由协议
5.1 Ad hoc 网络
5.1.1 Ad Hoc 网络及特点
5.1.2 Ad hoc 网络中的路由算法及度量
5.1.3 Ad hoc 网络中路由协议
5.2 Ad hoc 网络的性能影响因素
5.2.1 跳数和链路带宽的影响
5.2.2 干扰及拥塞的影响
5.3 Ad hoc 网络的跨层自适应设计
5.3.1 跨层设计概念
5.3.2 跨层设计原则
5.4 干扰和拥塞识别的跨层路由设计
5.4.1 延迟分析
5.4.2 跨层路由实现
5.4.3 仿真及分析
5.5 本章小结
第6章 总结和展望
6.1 本论文工作总结
6.2 论文创新之处
6.3 下一步的研究方向
附录A 缩约语
附录B 相关程序及分析代码（部分）
附录C 路由协议开发流程图
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的论文及所做工作
发布时间: 2006-12-11
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