基于CFB模式的802.11e EDCA网络研究

IEEE 802.11 DCF作为无线局域网介质访问层基本协议未考虑优先级,而IEEE 802.11e EDCA协议在数据竞争接入信道时引入了优先级的概念,不同级别的业务流可采用不同的信道接入参数.EDCA机制允许采用CFB(竞争空闲突发)模式,即站点在整个TXOP持续时间内都能对媒体进行控制,可减少竞争信道的时间.不同的业务流在以上三种MAC接入机制是否能得到服务质量保证是本文要解决的问题.本文比较复杂拓扑结构下DCF,EDCA和EDCA+ CFB三种模式系统的性能,仿真结果证明EDCA+ CFB模式能进一步提高多优先级业务流的服务质量,保证高优先级业务流的吞吐量和丢包率、延迟等性能.     

基于QoS的超高速无线局域网信道绑定机制

相对于高速无线局域网标准IEEE802.11n,超高速无线局域网标准(草案)IEEE802.11ac主要是在吞吐量性能上有显著提高,而提高吞吐量的关键技术之一是利用信道绑定扩展信道带宽,使用拓宽的信道进行数据传输.但是这种方法并不能解决无线局域网中业务量大时业务冲突的问题.该文提出的信道绑定机制基于服务质量,根据业务优先级的不同,有选择地绑定不同数量的信道进行多信道数据传输.仿真实验表明:这种机制不仅保证了服务质量,还减轻了网络拥塞,比传统的信道绑定机制更加符合超高速无线局域网的要求.     

编队协同中的Ad Hoc网络MAC协议

大量研究分析表明,退避机制和竞争窗口的优化设计能够改善IEEE 802.11 DCF MAC协议的性能.结合无人机编队和卫星编队自组织分布协同应用场景,给出了基于IEEE 802.11 DCF MAC协议的优化改进机制:DCF/CCW.该机制改变IEEE 802.11 DCF MAC协议中根据MAC帧的多次碰撞以确定竞争窗口值的方法,通过监控信道获得系统中竞争节点数目,使用最优常数竞争窗口,从而减少碰撞机率,获得网络性能的提高.该机制具有一定的拓扑适应性,当网络结构发生变化时,监控信道获得的系统竞争节点数随之变化,从而可动态调整最优常数竞争窗口.对该机制下的系统吞吐量和接入时延的分析结果显示:网络规模一定时,系统吞吐量受竞争窗口大小的影响较大,而系统平均接入时延的影响较小.该机制对提高和完善编队协同网络的通信性能具有一定的意义.     

IEEE802.11 DCF及其改进方案性能分析与比较

为进一步改进无线局域网媒体访问控制机制,提高大规模无线局域网的性能,深入研究了IEEE802.11标准的分布式协调功能及两种典型改进方案.与分布式协调功能相比,快速冲突分解机制大幅提高了网络的吞吐量,但网络的时延抖动和公平性却更加恶化;新型自适应DCF机制显著改善了网络的时延抖动和公平性,对网络吞吐量也有所提升.因此,新型自适应DCF机制经进一步完善后,更适用于大规模无线局域网传输多媒体信息.     

一种中小型无线自组网信道接入协议设计

阐述了目前主流的无线自组网信道接入协议,并针对目前工程应用环境提出了一种改进的无线自组网信道接入协议——信道预约多址接入(CAMA)协议。CAMA协议基于IEEE802.11DCF协议思想,通过对物理信道的动态划分,将控制信道与业务信道相分离,实现了业务数据在业务信道的无冲突发送,改善了网络的信道利用率和传输的可靠性。     

一种新型IEEE802.11无线局域网自适应协议模型

文章介绍一种新的IEEE802.11无线局域网自适应协议模型即信噪比-波功率自适应(SNR-WPA)模型,它基于无线信道信噪比仿真技术来动态调节和扩频无线通信波形和发射功率。SNR-WPA通过离散方式改变功率与每一个802.11数据波速度相匹配,在最小MAC层争夺中能够获得最大的网络吞吐量,且不会产生附加的路由负载。     

最新WLAN协议IEEE802.11g物理层性能分析

新制定的IEEE802.11g协议标准是最有发展潜力的无线局域网标准.在全面介绍了IEEE802.11g物理层的各项参数后,分析了IEEE802.11g系统性能和吞吐量性能,并给出了相应的系统性能仿真结果,其结论对今后的IEEE802.11g系统的深入研究具有重要参考作用.     

无线Ad Hoc网络的MAC层拥塞控制算法

为解决无线Ad Hoc网络中拥塞主要由节点在MAC（媒体访问控制）层竞争无线信道而引起的问题,提出了一种基于无线环境监测的拥塞控制（EACC）算法.该算法通过监测IEEE 802.11的二进制指数退避过程判断MAC层拥塞状态,节点据此自适应调整数据分组的丢弃概率,通过丢包达到缓解拥塞的目的.利用IEEE 802.11DCF的信道接入机制,推导出MAC拥塞信息和吞吐量的关系方程,证明了该拥塞信息的正确性.仿真结果表明：EACC算法能够准确测量节点的拥塞程度,显著提高网络的吞吐量,从而有效地缓解网络拥塞.     

基于IEEE802.11MAC协议的性能分析与仿真

IEEE802.11MAC协议是无线局域网标准的关键部分,它在很大程度上决定网络的性能.本文在分析IEEE802.11MAC协议基础上.采用网络仿真软件NS-2对无线局域网的吞吐率、包丢失率和端到端时延等性能进行了仿真,结果表明网络性能指标与网络中的站点有很大的关系.     

IEEE802.11功耗分析

为得到IEEE 802.11DCF在全互连网络饱和情况下的功耗,采用"盒子-球"模型对报文碰撞问题进行了研究.通过将发送结点的状态变化看作一个状态有限的一维马尔可夫过程,运用一种基于虚发送周期和平均竞争窗口概念的方法分析了IEEE 802.11DCF的功耗性能.结果表明,报文长度、信道速率等因素对协议功耗性能只有微弱影响;结点数达到一定程度之后,协议功耗主要由接收功耗决定,与发送功耗关系不大.     

一种结合快速碰撞解决（FCR）算法的改进

在研究IEEE802.11DCF的基础上,分析了FCR算法并结合其算法提出了一种新的改进算法IFCR来调整IEEE802.11 DCF中的竞争窗口的大小。另外根据新算法还提出了一种新的马尔可夫（Markov）链模型来分析系统的吞吐性能。分析和仿真表明IFCR算法在吞吐量和公平性等方面比FCR算法有所改进。     

WPAN应用环境下IEEE 802.11b最优包长

为了提高WPAN应用环境下IEEE 802.11b的吞吐量,首先分析IEEE 802.11b DCF协议应用时的数据包传输时序,得到IEEE 802.11b系统的吞吐量性能与包长及包错误概率的关系,然后对WPAN干扰网络存在时包错误概率与PLCP服务数据单元(PSDU, PLCP service data unit)值之间的关系进行建模.在理论上证明了在一定的WPAN干扰强度下,IEEE 802.11b系统存在一个最佳的数据包长度,可以使得系统的吞吐量最大.在此基础上提出了WPAN干扰网络存在时的自适应包长方案.仿真结果表明,所提方案可以有效地提高网络吞吐量.     

IEEE 802.11n系统最优包长和聚合个数调节算法

为了在非理想信道和给定时延约束下提高IEEE 802.11n系统的吞吐量,推导了有传输差错条件下采用聚合后一次成功发送的平均数据量;将该数据量代入描述理想信道DCF系统的Markov模型的饱和吞吐量表达式,得到非理想信道下DCF系统的饱和吞吐量计算式;分析DCF机制下采用数据包聚合方案的平均时延及各退避阶的平均时延,将业务的时延约束转化为对平均时延的限制;在平均时延限制下,提出一种根据信道状态和所得计算式动态调节包长和聚合个数的算法,使系统的饱和吞吐量最大.仿真结果证实采用最优数据包长和聚合个数调节算法的系统饱和吞吐量明显高于用固定包长和聚合个数的方案.     

Performance Analytical Model of IEEE 802.11 Distributed Coordination Function

IEEE 802.11 distributed coordination function （DCF） is a distributed medium access scheme based on carrier sense multiple access with collision avoidance （CSMA/CA） protocol. Many literatures have analyzed the performance of IEEE802.11 DCF. However, such literatures either used simulation methods or built the analytical models under the assumption that the saturation condition was satisfied. To overcome such a problem, in this paper, a hi-dimensional Markovian model has been introduced to depict the DCF mechanism. The proposed model introduced an idle stage and a discrete time M/G/1 queue to deduce the channel throughput under finite load traffic. Simulation results proved the accuracy of the proposed model.     

IEEE 802.11 WLAN多业务综合传输性能分析

研究了IEEE802．11标准中的多址接入协议(MAC)在数据、语音业务综合传输情况下的性能。数据业务由分布协调功能(DCF)传送,语音业务由点协调功能(PCF)传送。通过仿真,评估了协议参数对网络通过量和平均MAC协议数据单元(MPDU)时延的影响。确定在一定数据通过量前提下IEEE802．11能支持的最大语音用户个数。特别地,语音业务对时延抖动敏感,指出了影响其抖动性能的主要因素。数值结果表明,合理选择参数对性能至关重要,IEEE802．11性能必须在语音站点数量和数据业务通过量之间进行折衷。最后。通过理论推导验证了仿真结果的正确性。     

基于MIMO模式选择的IEEE802.11n节能算法

多入多出(multiple input multiple output,MIMO)是IEEE 802.11n的重要特征,其利用空分复用技术提升系统吞吐量,但同时也带来了新的问题,即MIMO技术的使用会大幅增加通信终端的能耗。IEEE 802.11n标准中增加了空分复用节能机制,但该机制只针对接收端的节能,对于发送端没做任何规定。针对这一问题,该文研究了IEEE 802.11n发送端的能耗问题,提出了一种基于MIMO模式选择的发送端节能算法。该算法以单位比特能耗为优化目标,根据聚合帧大小和已有速率自适应模块的统计信息预测每个MIMO模式的单位比特能耗,据此为每一个待发送的聚合帧动态地选择能效最优的MIMO模式,进而达到优化发送端能耗的效果。基于真实实验数据的数值分析结果表明:该算法能够很好地优化发送能耗,同时降低对系统吞吐量的影响。     

应用于IEEE 802.11 DCF中减小冲突的方法

为了提高IEEE 802.11 DCF(distributed coordination function)在网络繁忙时的性能,提出一种减小冲突的方法。该方法是将2个时隙组合起来构成一个超时隙。当一个站点在一个超时隙中发包时,它以q的概率选择第1个时隙发包,以(1-q)的概率选择第2时隙发包;因此,当多个站点同时在一个超时隙中发包时,一部分冲突就被转化为成功的发送或虚拟冲突。仿真结果表明:在存在100个站点的网络中应用该方法可以提高22.6%的吞吐量并将冲突所消耗的能量降低为原来的52.7%。这种方法简单易行,较大幅度提高了DCF的性能。     

基于Choquet模糊积分的WLAN性能化研究

用NS2仿真软件模拟无线局域网IEEE 802.11的MAC层协议,得到在不同MAC帧长、数据速率、最小竞争窗口大小和重传次数的情况下网络吞吐量的大小.利用基于Choquet积分的相关性模糊测度理论定量地测得帧长、数据速率、最小竞争窗口和重传次数以及它们的内在关系对网络吞吐量的影响程度,根据测度结果缩小参数集,并依此优化网络性能,仿真结果表明,只需调整参数集中的关键参数,就能有效提高网络的吞吐量.