下一代无线局域网EDCA关键技术研究

发布时间：2017-10-16 03:49

  本文关键词：下一代无线局域网EDCA关键技术研究

  更多相关文章： 下一代无线局域网 EDCA 区域吞吐量 服务质量 接入控制

【摘要】：随着智能无线终端的迅速普及以及实时类业务的新兴,如何保证时延敏感类业务的服务质量成为WLAN发展的关键。传统的无线局域网标准均以提升吞吐量为主要演进目标,在用户密集环境下,MAC层基于CSMA/CA的公平接入机制使得冲突加剧。随着下一代WLAN 802.11 ax标准项目的启动,标志着未来研究重点将放在如何改善小区平均区域吞吐量以及如何提供更好的用户体验上,而增强型分布式信道接入EDCA为保障业务服务质量提供了很好的解决方案,IEEE802.11ax标准工作组提案中已将EDCA作为关键技术应用在下一代无线局域网中。本论文依托国家科技重大专项“下一代WLAN关键技术研究、标准化与原型系统研发”,该项目的研究进程与国际标准IEEE 802.11ax的标准化进程同步,项目的研究目标是让我国在下一代无线局域网标准中形成具有自主知识产权的核心竞争力,引领国际标准的进展。本文的研究工作以及创新点如下:针对现有无线局域网MAC层多址接入协议存在的关键问题,分析了EDCA机制如何保障各类业务的服务质量以及低速率用户对小区性能的影响。综合考虑协议流程以及各项信道竞争参数的影响,基于三维马尔科夫链建立了EDCA性能分析模型,该模型可用于描述业务量变化时网络性能情况以及AIFS参数、竞争窗口参数对吞吐量等性能指标的影响。通过仿真验证了各项QoS参数在服务质量方面提供的保障,理论分析结果为EDCA机制在下一代无线局域网中的应用提供理论依据与指导。基于EDCA机制优势设计了限制低速率用户接入的自组织EDCA方案,当小区内有多个站点应用WLAN进行数据传输时,由于网络干扰环境以及路径损耗不同使得小区内存在低速率用户,本方案依据网络状况自适应配置不同速率站点的优先级参数,将小区性能维持在较高水平,仿真结果表明该方案改善了存在低速率站点时小区的平均区域吞吐量以及平均时延性能,有效保障用户良好体验。最后,基于EDK软件设计了限制低速率用户接入的MAC层协议方案,通过搭建WARP软硬件演示平台,实验验证了方案的有效性以及可行性。
【关键词】：下一代无线局域网 EDCA 区域吞吐量 服务质量 接入控制
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925.93
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 本文研究背景16
• 1.2 WLAN研究现状16-18
• 1.3 本文研究意义18-20
• 1.4 本文主要研究内容20-22
• 第二章 无线局域网QoS保障关键性问题分析与研究22-32
• 2.1 无线局域网QoS保障局限性分析22-25
• 2.1.1 无线局域网业务QoS概述22-23
• 2.1.2 传统WLAN QoS保障存在的问题23-25
• 2.2 802.11e提供可靠QoS保障分析25-29
• 2.2.1 IEEE802.11e标准协议介绍25-28
• 2.2.2 EDCA基于优先级的QoS保障研究28-29
• 2.3 WLAN低速率用户对整体性能影响分析29-31
• 2.3.1 WLAN多速率机制介绍29
• 2.3.2 WLAN小区存在低速率用户的影响29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 802.11e EDCA以及QoS参数性能分析32-50
• 3.1 马尔可夫链分析原理32-33
• 3.2 EDCA理论分析模型考虑因素33-36
• 3.2.1 动态变化的网络负荷33-34
• 3.2.2 AIFS参数以及最大重传上限参数34-35
• 3.2.3 退避挂起机制以及后退避机制35-36
• 3.3 EDCA三维马尔科夫链分析模型36-41
• 3.3.1 EDCA三维马尔科夫链模型介绍36-38
• 3.3.2 QoS参数对性能影响理论分析38-41
• 3.4 EDCA参数性能仿真及分析41-49
• 3.4.1 仿真软件以及流程介绍41-44
• 3.4.2 AIFS参数对协议性能影响的仿真分析44-46
• 3.4.3 竞争窗口对协议性能影响的仿真分析46-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 限制低速率用户接入的自组织EDCA方案50-68
• 4.1 限制低速率用户接入方案应用场景及实现50-53
• 4.1.1 接入方案应用场景介绍50-51
• 4.1.2 接入方案实现流程51-53
• 4.2 限制低速率用户接入方案协议性能仿真53-58
• 4.2.1 不同低速率站点个数以及不同速率值下小区性能仿真53-54
• 4.2.2 接入方案在不同低速率用户数下性能仿真54-56
• 4.2.3 接入方案在不同等级低速率值下性能仿真56-58
• 4.3 接入方案MAC层结构以及Beacon帧设计58-60
• 4.3.1 改进MAC层结构设计58-59
• 4.3.2 Beacon帧结构设计59-60
• 4.4 验证平台方案设计60-63
• 4.4.1 验证平台软硬件架构60-61
• 4.4.2 High_MAC模块功能及实现61-62
• 4.4.3 Low_MAC模块功能及实现62-63
• 4.5 验证接入控制方案可行性实验63-67
• 4.5.1 实验设备与环境介绍63-64
• 4.5.2 平台界面显示64-67
• 4.6 本章小结67-68
• 第五章 结论和展望68-70
• 5.1 研究总结68
• 5.2 工作展望68-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-76
• 作者简介76-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 吴吉义;李文娟;黄剑平;章剑林;陈德人;;移动互联网研究综述[J];中国科学:信息科学;2015年01期

，

本文编号：1040461