基于WLAN的Mesh网络接入点MAC协议研究

论文摘要

无线Mesh网络（Wireless Mesh Network，WMN）是一种高容量高速率的新型网络结构，它融合了WLAN（Wireless Local AreaNetwork）和Ad hoc网络特点，具有很高的可靠性和灵活性。近年来随着WMN研究的深入及在商业应用的进展，在WMN上提供必要的服务质量（Quality of Service，QoS）保证显得越来越重要。但由于WMN自身的特点，比如其多跳性、分布性、自组性以及移动性，导致在这种网络下信道利用率降低，网络容量下降，不能提供更有效的QoS保证。媒体接入控制（Media Access Control，MAC）协议是WMN确定共享无线信道带宽效率的主要技术，IEEE 802．11e标准主要是解决基于IEEE 802．11面临的QoS问题。本文着重研究接入点如何在WMN的环境和有限的带宽情况下提供QoS保证的问题。以支持多媒体业务及区分本地业务和转发业务为目标，对基于IEEE 802．11的媒体接入QoS机制进行了性能分析，系统地研究了WMN的接入点的多信道MAC协议，并提出了一些新的改进方案。首先，详细介绍了WMN的结构，与其它通信网络的区别，应用方案以及网络优势。详尽分析了WMN的MAC层协议，针对WMN的多信道MAC方案进行了研究。接着，介绍了802．11e EDCA（Enhanced Di stributed ChannelAccess）机制，并在EDCA机制的基础上提出了针对WMN AP的D-EDCA机制，定义了新的优先级类别映射方法，增加了区分本地业务和转发业务的功能。最后，对WMN上采用D-EDCA机制进行了性能分析。通过仿真比较发现，D-EDCA机制在性能上优于EDCA。同时提出了通过限制实时性业务重传时间来改进D-EDCA机制的初步方案，并对该方案进行了仿真与分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文背景与国内外研究现状
• 1.2 论文研究内容与组织结构
• 第二章 无线 MESH网络相关背景及应用
• 2.1 无线 Mesh网络的结构
• 2.2 无线 Mesh网络与其它通信网络的区别
• 2.2.1 与蜂窝移动通信系统的区别
• 2.2.2 与Ad hoc网络的区别
• 2.2.3 与WLAN的区别
• 2.3 无线 Mesh网的优势
• 2.4 无线 Mesh网络的应用
• 第三章 无线 MESH网 MAC层协议分析与研究
• 3.1 基于单信道的 MAC协议
• 3.1.1 改进现有的 MAC协议
• 3.1.2 跨层设计
• 3.1.3 研究新的MAC协议
• 3.2 多信道 MAC协议的需求
• 3.3 多信道 MAC协议面临的问题
• 3.3.1 多信道隐藏终端问题
• 3.3.2 接收端忙问题
• 3.3.3 广播消息问题
• 3.4 多信道 MAC协议研究现状
• 3.4.1 多信道单收发器 MAC协议
• 3.4.2 多信道多收发器 MAC协议
• 3.4.3 多频率MAC协议
• 第四章 EDCA与 D-EDCA信道介入协议
• 4.1 802.11e EDCA协议
• 4.2 改进与扩展的 EDCA（D-EDCA）协议
• 4.2.1 E-EDCA协议研究背景
• 4.2.2 D-EDCA协议基本原理
• 第五章 改进与扩展的 EDCA（D-EDCA）协议的仿真与分析
• 5.1 系统参数对 D-EDCA性能的影响
• 5.1.1 AIFS参数对 EDCA性能的影响
• 5.1.2 CWmin参数对 D-EDCA性能的影响
• 5.1.3 网络性能随 PF变化的仿真研究
• 5.1.4 网络性能随站点数变化的仿真研究
• 5.1.5 小结
• 5.2 EDCA与 D-EDCA的性能比较
• 5.2.1 仿真拓扑与仿真参数
• 5.2.2 仿真结果分析
• 5.2.3 小结
• 5.3 限制重传的 D-EDCA性能仿真与分析
• 5.3.1 仿真参数设置
• 5.3.2 仿真结果及分析
• 5.3.3 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 第七章 参考文献