OFDM架构下的无线局域网MAC跨层优化关键技术研究

摘要

IEEE802.11无线局域网络的使用越来越广泛，其物理层数据传输速率随着技术的发展不断提高，而信道利用率却没有成比例增长。主要原因是传统的接入控制机制（MAC）引入了太多控制信息，并且这些控制信息的信道占用时间并没有随着数据传输速率的提高而减少。但是，越来越多用户接入无线局域网络，要求更高的网络速率和网络吞吐量。因此，优化接入控制机制，提高信道利用率进而提高网络吞吐量，成为一个很有意义的课题。
　　本文面向基于OFDM技术的无线局域网络，梳理并分析了现有的接入控制优化策略，选择利用跨层优化的方法（即结合物理层技术），对接入控制机制进行了一系列优化。首先提出了面向同步网络的跨层优化机制PACTON，利用少量的花销使得节点竞争与数据传输并行进行，更加充分地利用信道资源。然后进一步提出了异步无线局域网络中信道接入控制的优化机制DF-CD，包括延迟冻结和冲突检测两部分，前者利用物理信号将节点退避计数器的冻结过程尽可能的推迟，争取更低的竞争开销，后者将发送的冻结信号分散到不同子载波上进行实现对冲突的发现并避免。
　　本文对所提出的两种接入控制优化策略，分别进行了严谨的理论分析和充分的仿真测试。该两种协议，均有效降低了数据冲突率，提高了网络吞吐量。但是所提协议并没有实现在硬件设备上运行，硬件仿真将作为以后的主要工作。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 选题意义与研究现状

1.3 主要研究内容与创新点

1.4 论文结构安排

第二章 相关研究

2.1 IEEE 802.11无线网络MAC协议基础

2.2 IEEE 802.11无线网络MAC传统优化策略

2.3 IEEE 802.11无线网络MAC跨层优化策略

2.4 本章小结

第三章 一种面向同步网络的竞争传输并行化机制——PACTON

3.1 PACTON主要思想

3.2 PACTON性能分析

3.3 仿真过程、测试结果及其分析

3.4 本章小结

第四章 一种面向异步网络的延迟冻结与冲突检测机制——DF-CD

4.1 DF-CD主要思想

4.2 DF-CD性能分析

4.3 仿真过程、测试结果及其分析

4.4 本章小结

第五章 结束语

5.1 主要研究成果

5.2 后续工作展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果