基于IEEE802.11MAC层协议优化与实现

摘要

随着移动终端的普及，基于IEEE802.11标准的无线局域网取得了大幅度发展，因其拥有灵活、便捷、易于扩展和低成本等优点，已经被广泛应用在人们的工作和日常生活中。与传统的有线网络相比，无线局域网络在性能和服务质量方面仍存在着很大的差距，其中除了无线局域网固有的物理介质缺陷外，网络性能也与其实现介质共享的 MAC层协议的优劣有很大关系。因此为使无线局域网能更好地满足现代通信网络的要求，对基于IEEE802.11无线局域网的MAC协议的性能分析和协议优化有着相当重要的研究意义和应用价值。
　　深入探讨基于IEEE802.11标准无线局域网的MAC层协议的主要内容，由此分别从退避算法和端到端的传输时延这两个研究方向提出了改进方法。针对传统二进制指数退避算法及其他退避算法存在的缺陷，提出了一种新的改进退避算法，该算法利用一个反映网络状态的参数值，分别为不同网络负载状态实现各自的窗口变化方式。利用NS2仿真实验，结果表明改进后的算法在提高网络吞吐量和站点接入信道的公平性、降低网络延时方面有显著作用。在处理端到端的传输时延问题，通过采用基于分段式的网络分配矢量(N AV)，减少过多的等待时间，同时也可以避免无效阻塞的问题。仿真实验表明，基于分段式的NAV可以显著提高信道的利用率和网络吞吐量。在对MAC层协议进行需求分析后，将MAC层协议分为七个功能模块。并通过给出代码实现的设计框架，以及对改进算法的实现部分所做的详细描述，从而最终得出MAC层协议的软件设计方案。
　　从退避算法和传输延时两个角度改进 MAC层协议，可以有效提高信道利用率和网络吞吐量。并且针对改进算法的软件设计方案也为打造性能优越的无线网络终端设备奠定了良好的基础。

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第一章 绪论

1.1选题背景和意义

1.2 IEEE802.11MAC层的研究现状

1.3 论文主要内容及结构安排

第二章 IEEE 802.11MAC层协议

2.1 IEEE 802.11协议簇

2.2 IEEE 802.11MAC层

2.3 MAC协议的性能分析与数学模型

2. 4本章小结

第三章 退避算法的分析与优化

3.1退避算法的研究

3.2一种改进的退避算法

3.3仿真实验与分析

3.4本章小结

第四章 基于分段式的网络分配矢量

4.1改进NAV的方法概述

4.2 基于分段式的NAV

4.3仿真结果分析

4.4本章小结

第五章 MAC层协议的软件设计及实现

5.1需求分析

5.2 MAC层协议的模块化设计

5.3 MAC层协议的实现

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1研究工作总结

6.2研究展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间参与的项目

致谢