无线局域网接入协议研究

摘要

由于成本低、易配置以及灵活性等优点,无线局域网在近十几年得到迅速的发展,已经成为我们生活中接入Internet的重要途径之一。目前无线局域网中应用最为广泛的标准就是 IEEE802.11系列标准,该标准主要是对媒体接入控制(Medium Access Control, MAC)层和物理层的操作进行了规定。而在无线网络中, MAC协议对网络性能的影响非常大。因此,对基于IEEE802.11无线局域网的MAC协议进行分析和研究就具有非常重要的意义和价值。
　　IEEE802.11标准中分布式协调功能(Distributed Coordination Function, DCF)使用的退避机制是二进制指数退避机制,该机制在成功传输后就将竞争窗口值设置为标准中规定的最小竞争窗口值,这样导致不公平性问题和加重网络拥塞情况的存在。
　　本文针对这个问题提出一个动态设置最小竞争窗口值的算法,该算法主要是基于数据重传的次数来动态设置最小竞争窗口值。在对该算法的性能进行分析时,我们使用二维Markov模型对其进行理论分析,得出平均时延。另外,还使用了NS-2仿真工具进行仿真验证。仿真结果和理论分析结果是一致的,并且都证明了本算法能显著提高网络性能。
　　为了满足人们日益增加的高带宽和高速率的需求,多天线技术被应用到无线局域网的物理层。随着多天线技术的应用,传统的MAC协议不能很好的利用这些无线资源,反而制约了网络性能的提高。因此,本文对物理层使用多天线技术时原来MAC层协议存在的问题进行了分析和详细描述,并提出了相应的解决办法。并且提出了相应的MAC协议来适应多天线场景。本文使用MATLAB工具对本算法进行了仿真验证,仿真结果表明在多天线场景下使用该协议可以提高网络吞吐量。

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第一章绪论

1.1研究背景及研究意义

1.2无线局域网研究现状

1.3论文研究的内容与各章节安排

第二章IEEE 802.11 MAC协议及其性能分析简介

2.1IEEE 802.11 MAC协议简介

2.2多用户MIMO技术及数据包聚合技术简介

2.3 IEEE 802.11 DCF性能分析

2.4理论分析中的性能评估参数

2.5本章小结

第三章动态调节最小竞争窗口值

3.1二进制指数退避工作机制

3.2关于二进制指数退避机制的改进

3.3根据重传次数动态调节最小竞争窗口值算法

3.4理论分析建模

3.5数值结果及分析

3.6本章小结

第四章多用户MIMO接入控制协议研究

4.1多用户MIMO MAC协议简介

4.2多用户MIMO应用场景和MAC协议设计

4.3具体方案

4.4仿真结果及性能分析

4.5本章小结

第五章总结和展望

致谢

参考文献

在读期间的研究成果