WLAN中随机自适应MAC参数调节方法研究

摘要

随着多媒体应用技术的流行，对数据网络支持此类应用的要求也不断增多。多媒体应用有它特有的服务质量(QoS)要求，而现在广泛应用的IEEE802.11MAC层协议不能对多媒体流提供足够的服务质量(QoS)支持。因此IEEE标准委员会建议了一种新的辅助标准IEEE802.11E，其中饱含了对服务质量的支持。IEEE802.11E标准打算通过区分不同流的优先级的方法来满足服务质量的需求。区分优先级是通过将不同的流划分到不同的优先访问类别来实现的，其中每个访问类别都被分配了一组独立的MAC层参数，主要包括竞争窗口、专用的帧间间隔和发送时隙。所有站点上的优先级访问类别通常会选用一组相同的MAC层参数。因此，随着站点数量的增加，不同站点上的两个访问类别选择相同参数值的机会也会增加，这必然会导致冲突。 在本文中我们为IEEE 802.11e MAC层的服务质量提出一种新的通信质量级别区分机制RAMPS。RAMPS通过使用自适应随机CW和AIFS值来提供同级别接入区分，以此来扩展EDCA机制，从而减少网络冲突率提高吞吐量。该机制能够保证在任何给定的时间内，具有相同优先级别的若干流具有不同的MAC层参数，从而能够在不同的时间接入信道。 在该方法中随机偏移量的大小取决于竞争窗口的大小和每个节点中对应的AC丢包率。每个AC的丢包率用放映网络状况的CW值来调整，而用在一定时间段内由丢包的数量比上AC发包的数量来计算。采用丢包率是因为它能显示应用程序的请求速率和网络服务速率之间的差距，同时它也能清楚的反应每种级别的通信流对于网络服务质量的感知情况。 在基于竞争窗口的AC间的区分机制的基础上，RAMPS加入AIFS机制进一步扩展在不同的QSTA上相同AC内的区分。该方法主要用于保证两个具有相同优先级别的AC在选择了相同的退避值的情况下仍能够通过使用AIFS来进行优先级别的区分。 使用NS2来进行RAMPS和EDCA的性能比较，从仿真结果可以得出在不同的通信负载下，RAMPS相对EDCA能得到更高的吞吐量和更小的端到端的延迟。

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文摘

英文文摘

论文说明：INDEX OF FIGURES AND TABLES

声明

CHAPTER 1 INTRODUCTION

1.1. IEEE802.11 DCF

1.2. IEEE802.11E

1.2.1. IEEE802.11E Enhanced distributed Coordination Access (EDCA)

1.3. Motivations and Problem statement

1.3.1. Motivation

1.3.2. Detailed Problem Description

1.4. Thesis Overview

1.5. Chapter Summary

CHAPTER 2 LITERATURE SURVEY

2.1. Adaptive EDCF (AEDCF)

2.2. Modified EDCF

2.3. Adaptive Fair Channel Allocation (AFEDCA)

2.4. Adaptive MAC Parameters (AMPA)

2.5. Random Inter Frame Spacing

2.6. Chapter Summary

CHAPTER 3 RANDOM ADAPTIVE MAC PARAMETER SCHEME (RAMPS)

3.1. RAMPS

3.1.1. Modifying the Backoff procedure using Contention Window based Random Adaptive offset values

3.1.2. Random AIFS based algorithm description

3.2. Chapter Summary

CHAPTER 4 IMPLEMENTATION OF RAMPS

4.1. TKN EDCA Implementation Model

4.1.1. The Queues

4.1.2. Medium Access Control Timers

4.2. RAMPS Implementation

4.2.1. Code changes to the Queues

4.2.2. Code changes to the MAC functionality

4.2.3. AIFSN offset based Algorithm Implementation

4.3. Chapter Summary

CHAPTER 5 SIMULATION AND RESULTS EVALUATION

5.1. Simulation Model and Setup

5.2. Results

5.2.1. RAMPS Performance Evaluation with Varying Number of Stations

5.2.2. The Performance evaluation or RAMPS in achieving Intra-Access Category differentiation

5.3. Chapter Summary

CHAPTER 6 CONCLUSIONS AND FUTURE WORKS

6.1. Summary and Conclusions

6.2. Future Work

REFERENCES

Acknowledgements

Publications