IEEE 802.11e EDCA机制的性能分析与研究

摘要

随着IEEE 802.11无线局域网技术的广泛应用，用户对网络功能和性能的要求也越来越高，其中一个非常迫切的要求就是对多媒体业务提供服务质量(Quality of Service，QoS)的支持。但原始的802.11标准主要是针对尽力而为(Best Effort，BE)的数据业务，因此，802.11工作组提出了802.11e草案，以支持多媒体业务的不同QoS需要。本文针对802.11 e中EDCA机制，研究EDCA参数的影响，给出在任意流量负载下802.11e EDCA机制的性能分析模型，在此基础上提出一种新的呼叫允许控制(Call Admission Control，CAC)算法，为多媒体业务提供更好的QoS保证。 首先研究了竞争接入，针对IEEE 802.11的分布式协调方式(Distributed　Coordination Function，DCF)和802.11e的增强型分布式接入方式(Enhanced　Distributed Channel Function，EDCF)，总结了DCF的特点，分析了它在QoS支持方面的局限性，提出一种EDCA机制的性能分析模型。该模型可用于信道条件非理想情况下，每个站点同时支持多种业务时的系统吞吐量、时延和丢包率性能分析。NS2仿真结果验证了该分析模型的精确性。 其次考虑到作为802.11e中基本的媒体接入控制机制，EDCA机制仅仅能够实现服务区分，不能提供QoS保证。介绍了QoS的定义、衡量指标及QoS保证机制的主要实现策略。概述了当前在无线局域网中对呼叫允许控制算法研究现状以及802.11e的参考算法。最后基于EDCA机制的性能分析结果，提出一种新的呼叫允许控制算法来支持已有流的QoS。实验结果验证了提出的呼叫允许控制算法的有效性。

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论文说明：图表目录

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致谢

第一章绪论

1.1研究背景

1.2研究目的和意义

1.3论文的主要工作

1.4论文的章节组织

第二章IEEE 802.11无线局域网

2.1 IEEE 802.11的网络结构

2.2 IEEE 802.11的层次模型

2.3 IEEE 802.11的PHY层

2.4 IEEE 802.11的MAC层

2.4.1信道接入

2.4.2网络连接

2.4.3认证和加密

2.5本章小结

第三章IEEE 802.11e EDCA性能分析

3.1 IEEE 802.11e及其EDCA机制

3.1.1 IEEE 802.11e概述

3.1.2 EDCA机制概述

3.2 IEEE 802.11e EDCA建模与分析

3.2.1 DCF和EDCA机制建模分析的研究现状

3.2.2建模

3.2.3性能分析

3.2.4实验结果分析

3.3本章小结

第四章一种新的呼叫允许控制算法

4.1 QoS概述

4.2呼叫允许控制算法的研究情况

4.2.1算法的研究现状

4.2.2标准中的参考算法

4.3 EDCA机制下呼叫允许控制算法的研究

4.4实验及分析

4.5本章小结

第五章总结和展望

参考文献

读研期间发表的论文