IEEE802.11ax MAC层接入技术研究

发布时间：2017-10-09 20:13

  本文关键词：IEEE802.11ax MAC层接入技术研究

  更多相关文章： WLAN IEEE802.11ax CSMA/CA 密集场景 模式切换

【摘要】：随着互联网和移动互联网的快速发展,无线局域网由于具有高吞吐率、低成本优势迅速得到广泛的应用。作为WLAN的技术基础——IEEE802.11系列标准已演进至IEEE802.11ac,其单链路吞吐量的理论值已接近7Gbit/s。然而随着高性能智能终端和无线设备数量的迅猛增长,共享同一AP的用户越来越多,导致接入效率急剧下降,使WLAN的服务质量和用户体验每况愈下。现如今,低效率的MAC层接入机制已成为限制IEEE802.11技术演进的关键瓶颈,所以研究适应下一代无线局域网——IEEE802.11ax的MAC层接入技术对于WLAN的标准发展具有重要意义。本文首先介绍了标准中基于DCF的CSMA/CA接入机制,并对其吞吐量和碰撞概率进行仿真,分析其在密集场景下应用的不足。接着针对密集场景提出了基于业务类别及SNR选择的接入方案,在降低碰撞概率的同时,保证了用户的QoS。对于密集场景下竞争窗口重置引起碰撞增加的问题,分析了现有的窗口最优化方案和SD方案,并在SD基础上提出了竞争窗口下降系数动态调整的接入方案,该方案根据网络的拥堵情况,改变竞争窗口下降的快慢,性能仿真结果证明本方案相比于CSMA/CA接入机制和SD方案可以有效提高系统吞吐量,降低碰撞概率。对于空闲场景或网络拥堵快速下降的场景,传统计数器逐步减1的退避方式,难以充分利用空闲信道,为此提出退避计数器下降步长自调整的快速接入方式,有效地提高了系统的接入效率,降低了用户的接入时延。最后,针对IEEE802.11ax的各种场景,结合文中提出的改进接入方案,提出接入模式动态切换的思想,即AP根据网络的拥堵情况,指示用户选择合适的接入方案,并通过搭建平台仿真分析,验证了接入模式动态切换方案的碰撞率和吞吐量性能。
【关键词】：WLAN IEEE802.11ax CSMA/CA 密集场景 模式切换
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN925.93
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 缩略语10-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1. 研究背景及意义11-12
• 1.2. 国内外研究现状12-14
• 1.3. 论文主要内容及安排14-16
• 第2章 IEEE 802.11 MAC层接入机制概述16-26
• 2.1. 接入控制帧格式16-17
• 2.2. DCF接入机制17-23
• 2.2.1 帧间间隔17-18
• 2.2.2 基本接入机制18-19
• 2.2.3 RTS/CTS四次握手接入机制19-21
• 2.2.4 增强分布式信道接入21-23
• 2.3. PCF接入机制23-25
• 2.3.1 CFP建立23-24
• 2.3.2 CFP期间的数据传输24-25
• 2.3.3 PCF的局限25
• 2.4. 本章小结25-26
• 第3章 改进的DCF接入方案及性能分析26-40
• 3.1. CSMA/CA仿真平台及性能分析26-28
• 3.1.1 CSMA/CA(RTS/CTS)仿真平台搭建26
• 3.1.2 标准CSMA/CA(RTS/CTS)性能仿真分析26-28
• 3.1.3 标准CSMA/CA(RTS/CTS)应用瓶颈分析28
• 3.2. 基于接入用户选择的CSMA/CA方案设计及性能分析28-32
• 3.2.1 基于AC选择的CSMA/CA方案设计及性能分析28-29
• 3.2.2 基于AC选择的CSMA/CA方案设计29
• 3.2.3 基于AC选择的CSMA/CA方案性能仿真分析29-31
• 3.2.4 基于SNR选择的CSMA/CA方案设计及性能31-32
• 3.3. 竞争窗口动态调整的CSMA/CA接入方案设计及性能分析32-39
• 3.3.1 最优化竞争窗口调整方案性能仿真分析32-36
• 3.3.2 SD方案性能仿真分析36-37
• 3.3.3 竞争窗口下降系数动态调整方案设计37
• 3.3.4 竞争窗口下降系数动态调整方案性能仿真分析37-39
• 3.4. 本章小结39-40
• 第4章 接入模式动态切换CSMA/CA接入方案及性能分析40-54
• 4.1. 基于SNR选择的竞争窗口系数调整方案40-43
• 4.1.1 基于SNR选择的竞争窗口系数调整方案设计40-41
• 4.1.2 性能仿真分析41-43
• 4.2. 退避计数器下降步长自调整的快速接入方案设计及性能分析43-50
• 4.2.1. 自适应公平信道分配(AFCA)性能仿真分析43-46
• 4.2.2. 退避计数器下降步长自调整方案设计46-47
• 4.2.3. 退避计数器下降步长自调整方案性能仿真分析47-50
• 4.3. 接入模式切换方案设计与性能仿真分析50-53
• 4.3.1. 接入模式切换方案50
• 4.3.2. 仿真流程50-51
• 4.3.3. 模式切换接入仿真分析51-53
• 4.4. 本章小结53-54
• 总结与展望54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-61
• 攻读硕士期间发表的论文及科研成果61

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本文编号：1002172