IEEE802.11n MAC层动态聚合帧长机制研究

摘要

随着科技的飞速发展，计算机技术和无线通信技术也越来越成熟。无线网络开始越来越广泛的应用在人们的日常生活中。与传统的有线网络相比，因为没有了网线的限制，无线网络更加灵活，便捷，在无线信号覆盖区域内的任意位置都能够接入网络，无线网络的安装、规划和调整更加方便，可扩展性也得到了很大的提升。但是，无线网络的传输速率一直受到信道质量状况的影响，本文的主要研究目的就是减少信道质量变化状况对数据传输数率的影响。
　　 IEEE802.11n标准从提出到最终定稿共提出了9份草案，历时7年。在此期间，产生了许多对802.11n的研究，但是大多集中在物理层，对802.11n MAC层的研究相对较少。本文对802.11n协议的MAC层技术进行了详细的分析，在原802.11n协议中固定帧长的帧聚合技术的基础上，提出了基于分级的动态最大聚合帧长机制，此机制是根据当前链路状态的不同，动态调整最大聚合帧的长度，以提升网络在信道误比特率发生变化的情况下的吞吐量，提高系统效率。
　　 基于信道状态分级的动态聚合帧长机制，首先是根据误比特率对信道状态分级，每级对应一定的帧长度，利用当前信道的分组丢失率来表征当前的误比特率；当信道的误比特率不变时，此时与原协议相同；当误比特率上升达到了一定程度时，信道级别下降，对应的最大聚合帧的长度随之减小；反之，当误比特率下降达到了一定程度时，信道级别上升，对应的最大聚合帧的长度随之增加。
　　 最后使用网络仿真软件对使用基于信道状况分级的动态最大聚合帧长机制的802.11n协议和原802.11n协议在不同的场景下进行比较分析。仿真结果表明，与原协议相比较，新协议通过动态的改变聚合帧的长度，优化了原协议，在信道误比特率变化时，与原协议的固定聚合帧长相比，动态最大聚合帧长机制可以有效提升网络吞吐量。在信道质量变得很差时，动态最大聚合帧长机制使得系统仍然有着较小的丢包率，吞吐量与原协议相比也有着较大的提升。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、缩略语表

声明

第一章绪论

1.1课题背景及研究意义

1.2 国内外的研究现状

1.3课题研究的内容与目标

1.4论文内容组织

第二章802.11协议族概述

2.1 IEEE 802.11协议体系

2.2 802.11协议关键技术研究

2.2.1 CSMA/CA

2.2.2 RTS/CTS

2.2.3分布式协调功能

2.2.4集中式协调功能

2.3 802.11n协议简介

2.3.1 聚合

2.3.2反向传输

2.3.3功率节省多用户轮询

2.3.4多阶段PSMP

2.3.5链路自适应

2.3.6块确认机制

2.3.7预约时间

2.4本章小结

第三章802.11n动态聚合帧长技术

3.1 概述

3.1.2 目的

3.1.3假设的背景条件

3.2 帧聚合机制

3.2.1 A-MSDU聚合

3.2.2 A-MPDU聚合

3.2.3两次聚合

3.2.4分片-聚合

3.3协议的关键问题

3.3.1系统的分组丢失率

3.3.2协议等级转化

3.4分级的动态最大聚合帧长协议流程

3.4.1初始化阶段

3.4.2链路等级变化阶段

3.4.3 帧的聚合发送阶段

3.4.4稳定工作阶段

3.5 二级聚合协议流程

3.5.1二级聚合

3.5.2分片-聚合

3.6场景设计分析

3.7小结

第四章改进的MAC层增强协议的仿真与性能分析

4.1仿真软件简介

4.2 NS2 对 802.11n MAC层协议的实现

4.3改进后的802.11n动态最大聚合帧长技术的仿真实现

4.3.1通信建立阶段节点初始化设计

4.3.2链路等级改变设计

4.3.3帧的聚合发送阶段

4.3.4　二级聚合协议仿真实现

4.4仿真数学模型和参数设置

4.5仿真场景设置和数据分析

4.5.1仿真场景设置

4.5.2评价协议性能优劣的依据

4.5.3仿真结果分析

4.6本章小结

第五章总结与展望

5.1论文工作的总结

5.2 对后续工作的展望

致谢

参考文献

攻硕期间的研究成果