基于流量感知自适应的MAC技术研究

论文摘要

IEEE 802.11是当前应用最广泛的无线局域网协议,其MAC层协议采用基于载波监听/冲突避免的分布式协调功能机制,实现无线介质访问控制。本文的研究目的是通过对DCF的优化,使终端在分布式环境下高效、公平地共享有限的信道资源,从而优化IEEE 802.11介质访问控制协议的整体性能。分析研究了一种基于竞争信道终端数目估计的自适应性能优化算法。该算法根据估计竞争信道的终端个数,计算最小竞争窗口的最佳值,并以此自适应优化IEEE 802.11 DCF协议的性能。实验结果表明该算法优于标准IEEE 802.11 DCF。提出了一种基于信道接入流量感知的自适应优化算法,SOTA（Self-adaptiveOptimization on Access Traffic Awareness）。该算法首次综合考虑了终端的信道接入流量与信道接入状态及信道接入程度的关系,并根据感知到的信道接入流量自适应的调整IEEE 802.11 DCF的接入参数,改善协议的整体性能。本文给出了这一机制的具体工作方式、模型以及计算机仿真的验证。仿真结果证明了SOTA算法是有效可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 论文的主要研究内容
• 1.3 论文的组织与安排
• 第二章 IEEE 802.11的介质访问控制子层协议及分析
• 2.1 介质访问控制子层的功能与分类
• 2.2 IEEE 802.11介质访问控制子层协议
• 2.2.1 基本特点和主要工作方式
• 2.2.2 DCF接入模式
• 2.2.3 PCF接入模式
• 2.3 IEEE 802.11介质访问控制子层的相关研究进展的综述和分析
• 2.3.1 IEEE 802.11的主要性能指标
• 2.3.2 主要的IEEE 802.11性能模型
• 2.3.3 IEEE 802.11性能优化的研究
• 2.3.4 目前 IEEE 802.11性能优化研究中的一些不足
• 2.4 WLAN的仿真建模与性能测试
• 2.4.1 OPNET中WLAN模型简介
• 2.4.2 IEEE 802.11的MAC输入接口参数和业务模型
• 2.4.3 IEEE 802.11 DCF实验仿真和性能测试
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于竞争信道终端数目估计的自适应性能优化
• 3.1 研究背景
• 3.1.1 IEEE 802.11 DCF性能与竞争终端个数的关系
• 3.1.2 相关研究介绍
• 3.1.3 新的方法
• 3.2 IEEE 802.11 DCF协议分析
• 3.3 基于竞争信道终端数目估计的自适应优化算法
• 3.3.1 根据终端个数n计算CWmin的最佳值（Wopt）的公式推导
• 3.3.2 竞争信道的终端个数n的估计算法
• 3.4 基于竞争信道终端数目估计的自适应优化算法的实现
• 3.4.1 竞争信道的终端个数估计算法的实现
• 3.4.2 计算最佳最小竞争窗口和优化协议性能
• 3.5 性能仿真分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于信道接入流量感知的自适应性能优化
• 4.1 研究分析
• 4.1.1 已有研究介绍
• 4.1.2 新的思路
• 4.2 终端的信道接入状态和信道接入程度的表示
• 4.3 基于信道接入流量感知的自适应优化算法
• 4.3.1 信道接入流量的感知算法
• 4.3.2 最小竞争窗口Wmin的调整算法
• 4.4 基于接入流量感知的自适应优化算法的实现和仿真分析
• 4.4.1 基于信道接入流量感知的自适应优化算法的实现
• 4.4.2 实验仿真和性能分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果