基于随机网络演算的802.11协议性能分析

摘要

无线网络近年来迅速发展的网络技术之一。IEEE802.11协议是无线局域网的标准协议。为了提供服务质量保证,需要分析802.11网络的延迟等其他性能参数。网络演算是近年来发展的一种可以对网络中的流量问题,特别是服务质量保障进行深入分析和研究的一种方法。和传统的排队论不同,网络演算提供了一种描述到达和服务过程的更普遍的方式。由于许多网络的到达过程和服务过程具有随机性,网络演算从确定性网络演算发展至随机网络演算。随机网络演算更适合于只提供随机服务保障的网络,采用随机到达曲线和随机服务曲线为工具,可以对网络的延迟和积压等性能的边界进行更加准确的分析。
　　本文研究了随机网络演算的理论基础和随机网络理论在无线网络性能分析中的作用。深入分析了基于随机网络演算的随机服务模型,并用该模型对802.11协议的服务建模。深入研究了v.b.c随机到达曲线,在此基础上得到了自相似流量fBm和泊松流量的到达曲线。基于以上分析和随机网络演算的理论,得到了802.11无线节点的随机延迟和积压边界,解决了以往的排队论和确定性网络演算只能分析延迟性能的最大值和平均值的不足。本结果可以分析网络流量的参数和802.11协议的参数设置对于网络性能的影响。本文采用matlab分析理论结果,采用NS2对实际网络情况进行仿真,证实理论分析结果的准确性。本成果能够准确地描述802.11无线节点的随机延迟和积压边界,从而对网络性能的预测和网络的设计有重要的参考意义。

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1. 绪论

1.1研究背景与意义

1.2课题研究现状

1.3论文课题来源与内容安排

2. 网络演算理论基础

2.1网络演算数学基础

2.2确定性网络演算

2.3随机网络演算

2.4本章小结

3. IEEE 802.11协议服务模型研究

3.1 IEEE 802.11的 MAC协议

3.2 IEEE 802.11协议服务曲线

3.3本章小结

4. IEEE 802.11协议性能边界分析

4.1 fBm流量模型下的性能边界推导

4.2 fBm流量模型下的性能边界分析及仿真

4.3泊松流量模型下的性能边界推导

4.4泊松流量模型下的性能边界分析及仿真

4.5本章小结

5. 总结和展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文