无线分组网络中MAC层协议的分析与设计

摘要

无线分组网络是当今通信业的发展热点。以IEEE802.11协议为基础的AdHoc网络，无线局域网等网络形式被工程领域和研究领域学者所广泛关注。本文主要研究无线分组网络中MAC层协议的分析和设计，并针对AdHoc网络，无线局域网提出了一系列新的协议。本文的主要成果为： 1.针对多跳AdHoc网络，提出了一种联合路由层信息设计的MAC层协议。该协议结合了由发送端发起握手(sender-inititated)和由接收端发起握手(receiver-initiated)两种类型MAC的优点，通过节点传递路由信息，有效的减少了握手帧的开销。同时，天线转换时间等网络开销得到有效遏制。仿真表明此MAC机制最高可提升16％的系统吞吐量。 2.在联合路由层信息设计的MAC协议基础之上，我们针对车载环境提出一种新的优先级区分机制。受IEEE802.11协议帧突发机制的启发，本协议在收发节点间按照最短帧间隙SIFS(ShortInterFrameSpace)进行节点间的帧传递，此操作被命名为“帧接力”。通过路由层信息和业务优先级，中间节点被人为引入“接力中断”操作，从而实现优先级区分机制。此机制可与其他QoS机制如IEEE802.11e进行协作。仿真表明此机制的有效性。 3。IEEE802.11无线局域网已经开始支持物理层多速率能力，并由此带来一些性能问题：如大量小数据包引起信道利用率降低、慢节点的存在使得各种速率节点产生相同的吞吐量。针对上述问题，我们提出动态帧封装算法(DynamicFrameAggregation，DFA)。此算法重定义了各速率条件下的最大节点帧长度，提出双向帧封装机制用于非饱和场景和TCP业务的性能提升，并引入“比例因子”进行上下行链路的业务协商。通过理论分析和仿真证明，此机制避免了慢节点带来的系统不规则(PerformanceAnomaly)现象。在各种负载情况下，系统吞吐量得到显著提升，尤其针对TCP业务而言，此算法较其他算法有明显的性能改进。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图索引、表索引

独创性（或创新性）声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

第2章单信道MAC协议综述

第3章一种联合路由层设计的MAC协议

第4章车载环境下MAC层QoS增强机制

第5章多速率条件下WLAN性能改进

结束语

致谢

附录：在攻博期间发表、录用的文章