WiFi密集用户场景下接入控制方法研究

发布时间：2017-07-30 14:04

  本文关键词：WiFi密集用户场景下接入控制方法研究

  更多相关文章： IEEE 802.11 WLAN MAC 密集用户 DCF二进制退避算法 MU-MIMO

【摘要】：WiFi网络由于具有低成本、高速率、可移动性、易安装、易维护等方面的优势,使其得到了广泛应用,成为人们接入移动互联网的主要方式。因此,WiFi网络的覆盖范围不断扩大,用户数量急剧增长。WiFi在空口上采用的是CSMA/CA竞争机制,只支持单用户传输,即同一时刻只允许一个站点接入信道进行通信。在密集用户场景下,由于存在激烈的信道竞争,会出现用户接入困难、站点发送数据频繁冲突的现象,WiFi的系统性能随之严重降低。本论文主要针对单个接入点中,终端设备高度密集的场景,首先详细分析了WiFi网络在密集场景下出现用户接入困难、吞吐量下降等问题的原因,指出现有的DCF(Distributed Coordination Function)二进制指数退避算法的不足之处,并在此基础之上研究了解决该问题的两种方法：1、基于现有的802.11协议,对DCF二进制指数退避算法进行改进。基于信道占空比的改进退避算法根据信道占空比这一参数,估计信道拥塞状况,然后自适应更新竞争窗口大小。二阶退避方法通过引入两轮竞争机制,通过控制直接参与信道竞争的节点规模,使信道竞争有序化,达到减小节点碰撞概率的目的。2、采用MU-MIMO技术,研究了一种同时支持上行链路和下行链路多用户传输的MAC层接入方案——UDL-MU-MIMO接入方案。该方案充分利用空间复用增益,能够实现在上行和下行链路均支持多用户同时传输。本文详细描述了多用户接入的过程,以及MAC层控制帧的改进,并且进行了理论分析和验证。结果表明,该方案能有效提升系统的传输效率,适合于超密集用户场景下的传输。
【关键词】：IEEE 802.11 WLAN MAC 密集用户 DCF二进制退避算法 MU-MIMO
【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】：TN92
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究背景和意义10-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.3 论文主要内容和结构安排15-17
• 第2章 WiFi密集用户场景性能问题分析17-29
• 2.1 IEEE802.11协议概述17-19
• 2.2 MAC层接入机制19-22
• 2.2.1 DCF基本接入模式20-21
• 2.2.2 RTS/CTS接入模式21-22
• 2.3 现有802.11协议应用于密集场景下问题分析22-28
• 2.3.1 WiFi密集场景22-23
• 2.3.2 WiFi密集场景下系统性能23-25
• 2.3.3 WiFi密集场景下性能下降原因分析25-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 适用于密集场景下的DCF改进退避算法29-45
• 3.1 基于信道占空比的CW动态调整退避算法29-33
• 3.1.1 基于信道占空比的CW动态调整退避算法描述29-30
• 3.1.2 仿真结果及分析30-33
• 3.2 二阶退避方案33-44
• 3.2.1 二阶退避方案描述33-39
• 3.2.2 仿真结果及分析39-44
• 3.3 本章小结44-45
• 第4章 密集用户场景下的多用户接入方案45-68
• 4.1 多用户接入45-47
• 4.2 UDL-MU-MIMO接入方案设计47-53
• 4.2.1 上行链路多用户传输48-50
• 4.2.2 下行链路多用户传输50-51
• 4.2.3 MAC层控制帧改进51-53
• 4.3 理论分析53-58
• 4.3.1 数据包发送概率54-56
• 4.3.2 吞吐量56-58
• 4.3.3 接入时延58
• 4.4 性能分析58-61
• 4.5 仿真结果及分析61-66
• 4.6 本章小结66-68
• 结论68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-75
• 攻读硕士期间发表的论文及科研成果75

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本文编号：594542