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IEEE802.11无线网络DCF协议性能分析与改进

作　者: 郑一
导　师: 宁帆
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 无线局域网(WLAN) MAC DCF Markov VolP
分类号: TN925.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

对于DCF性能的分析,自IEEE802.11标准制定以来,一直是研究的热点。实时精确的估算出IEEE802.11网络中竞争节点数n具有重大意义。根据n值自动设置最佳退避窗口,设置DCF协议中基本模式和RTS/CTS切换门限可以极大的优化网络性能,同时,实时估算出不同小区中的活动节点数有利于资源的合理配置。本论文讨论了IEEE802.11网络DCF协议条件下对竞争节点数目的估算。通过对Markov模型的改进,得到碰撞概率p和节点数目n的关系,并使用扩展的卡尔曼滤波器对节点数进行跟踪,实时估算网络中节点数目。从仿真分析可以看出,该模型对于网络中竞争节点数的估算精确,对于提升负载均衡、提高资源利用率具有重大意义。同时本论文分析了IEEE 802.11无线局域网环境下不同话音编码器的VoIP成帧效率、802.11网络物理层及MAC层成帧效率和饱和条件下DCF协议效率,得到系统在基本接入模式及RTS/CTS模式下VoWLAN容量。通过NS-2仿真验证,与理论计算结果相符。并从增大成帧周期、压缩报头及改进上下行数据流公平性三方面提出了未来802.11网络VoWLAN容量提升的研究方向。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-21
  1.1 IEEE 802.11系列标准概述  10-14
    1.1.1 已经发布的标准、修正案和操作规程建议  10-11
    1.1.2 制定过程中的修正案和操作规程建议  11-12
    1.1.3 几种常见的IEEE 802.11标准  12-14
  1.2 WLAN的拓扑结构  14-17
  1.3 IEEE802.11无线网络MAC层协议  17-18
  1.4 论文中主要创新点  18-19
  1.5 论文内容安排  19-21
第2章饱和条件下IEEE 802.11性能分析  21-45
  2.1 DCF协议简介  21-23
  2.2 DCF协议性能分析  23-32
    2.2.1 无线局域网MAC层性能分析方法及相关研究  24-26
    2.2.2 改进Markov模型  26-30
    2.2.3 DCF协议效率  30
    2.2.4 IEEE 802.11介质访问延迟  30-32
  2.3 和条件下系统归一化吞吐量  32-41
    2.3.1 IEEE 802.11a饱和吞吐量性能分析  32-38
    2.3.2 IEEE 802.11b饱和吞吐量性能分析  38-41
  2.4 IEEE802.11协议饱和状态MAC层接入时延  41-44
    2.4.1 IEEE802.11a饱和状态MAC层接入时延  41-43
    2.4.2 IEEE802.11b饱和状态MAC层接入时延  43-44
  2.5 本章小结  44-45
第3章活动节点数目n估算  45-53
  3.1 无线局域网中节点估算意义  45-47
  3.2 IEEE802.11竞争节点数估算方法  47
  3.3 卡尔曼滤波器  47-51
    3.3.1 卡尔曼滤波器简介  47-49
    3.3.2 扩展的卡尔曼滤波器  49-51
  3.4 仿真分析  51-52
  3.5 本章小结  52-53
第4章基于改进Markov模型的VoWLAN容量分析  53-61
  4.1 VoWLAN系统归一化吞吐率  53-55
  4.2 容量分析  55-57
  4.3 仿真验证  57-58
  4.4 VoWLAN容量提升  58-59
  4.5 本章小结  59-61
第5章结束语  61-63
  5.1 研究工作小节  61
  5.2 进一步工作展望  61-63
附录Ⅰ 符号及缩略语说明  63-65
参考文献  65-67
攻读硕士期间发表论文  67-69
致谢  69

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