无线局域网中高效MAC层接入机制研究

发布时间：2020-12-21 16:51

　　近年来,无线局域网飞速发展,我们的日常生活越来越离不开无线网络。与此同时,随着无线接入设备的大量普及,无线局域网中的用户数量呈指数型增长。但是,现有的IEEE 802.11 MAC层接入协议并不是为密集用户场景而设计的,其缺陷随着无线用户数目的增多而日益明显。为了提高密集用户场景下无线局域网的系统吞吐量与效率,当前无线局域网的MAC层接入机制亟待优化。本文主要针对IEEE 802.11无线局域网中的MAC层接入协议展开研究,旨在提高无线局域网在密集场景下的MAC层接入效率与网络吞吐量,为无线用户提供更优质的服务。首先,本文对当前无线局域网中采用的MAC层接入方案进行深入研究。分析了在密集用户场景下,影响当前MAC层接入效率的关键因素。之后,提出了一种基于贪婪策略的竞争窗口启发式优化机制。在本文提出的优化机制中,初始竞争窗口值根据当前的网络状态被动态地调整至最优。仿真结果表明,本文提出的竞争窗口启发式优化机制可以显著地提高网络吞吐量。然后,本文对下一代无线局域网标准IEEE 802.11ax中即将采用的OFDMA技术以及基于OFDMA的MAC接入机制进行深入研究。提出了一种基于分组的支持... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２?ＩＥＥＥ?８０２．１１标准演变过程??机制

ＡＰ模式的网络结构中有一个中心站点，即接入点ＡＰ。该网络结构中的普通??站点只能４ＡＰ直接通信，普通站点之间不能直接通信，而是要通过ＡＰ进行中??继，如图２－２所示。该模式特别适用于接入网，是目前广泛应用的ＷＬＡＮ网络??结构。木文后续研究都基于该网络结构。??２．１．２?ＷＬＡＮ的ＭＡＣ层结构??在ＷＬＡＮ中，无线信道由同一个冲突域下的多个无线站点共享。对于每个??用户，其接入信道进行发送或接收数据的方式有很多种，但是为了数据的成功发??送或者接收，最重要的？点就是要避免多个用户之间发生碰撞，否则用户间的数??据就会相互干扰，导致接收者无法正确获取信息。而控制丨丨〗户接入无线信道的协??议就是ＷＬＡＮ中的ＭＡＣ协议。??７??

图２－２?ＡＰ网络模式示意图??ＩＥＥＥ?８０２．１１的ＭＡＣ层处于ＰＨＹ层之上，包含一个必选的ＤＣＦ功能和一??个可选的点协调功能（Ｐｏｉｎｔ?Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ＰＣＦ），如图２－３所示。??无争用服务（选用）??争用服务（必选）??点分布式协调功能ＰＣＦ??ＭＡＣ层??ａ?分布式协调功能ＤＣＦ??（ＣＳＭＡ／ＣＡ）??ＰＩＩＹ?层??图?２－３?ＩＥＥＥ?８０２．１１?ＷＬＡＮ?ＭＡＣ?层示意图??ＤＣＦ规定ＷＬＡＮ中的各站点需要通过竞争的方式来获取信道的使用权，竞??争成功者获得信道资源，进而占用信道进行数据传输。在传统的ＷＬＡＮ?（ＩＥＥＥ??８０２．１１ｎ，ＩＥＥＥ?８０２．１１ａＣ）中，各个站点采用一种分布式接入算法竞争信道，即??ＣＳＭＡ／ＣＡ，该机制非常适用于数据突发性网络。ＤＣＦ是ＩＥＥＥ?８０２．１１规定的ＭＡＣ??层必须要实现也是最主要的功能。ＰＣＦ是ＭＡＣ层可以选用的功能。根据ＰＣＦ的??规定，各站点不必争用信道，信道资源由接入点ＡＰ进行统一协调分配。可见，??与ＤＣＦ相反，ＰＣＦ是一种集中式接入方案。在ＰＣＦ中，信道资源由ＡＰ按照某??种特定的方式分配给各个站点，在这种模式中，不可能有碰撞的发生。??２．１．３?ＭＡＣ层常用的帧问间隔??ＩＥＥＥ?８０２．１］?ＷＬＡＮ的ＭＡＣ层规定

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于贪婪策略的智能红绿灯启发式算法研究[J]. 车春江,郝盛,赵璐,杨鹏程.  交通世界. 2018(26)
[2]基于贪婪算法成像侦察卫星调度方法研究[J]. 卢盼,徐培德.  计算机仿真. 2008(02)
[3]启发式算法及其在工程中的应用[J]. 段国林,查建中,徐安平,张满囤.  机械设计. 2000(06)

硕士论文
[1]多天线系统中多用户分集关键技术研究[D]. 邓超.华中科技大学 2008



本文编号：2930163