分布式無線局域網(wǎng)競爭終端數(shù)估計(jì)與分段傳輸技術(shù)研究.pdf

1、分布式無線局域網(wǎng)技術(shù)近年來得到飛速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，它具有通信快捷高效，組網(wǎng)迅速靈活等特點(diǎn)。因此，它也對(duì)傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作出必要的補(bǔ)充。如何在分布式環(huán)境下，使終端高效、公平地共享有限的信道資源，是分布式無線局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制(MAC)協(xié)議需要首先解決的核心問題。IEEE802.11無線局域網(wǎng)傳輸控制協(xié)議是目前應(yīng)用最為廣泛的無線局域網(wǎng)物理和MAC層技術(shù)規(guī)范協(xié)議，但在分布式的復(fù)雜環(huán)境下，采用常規(guī)的MAC機(jī)制，難以保證較好的網(wǎng)絡(luò)傳輸性能

2、。因此，本文基于系統(tǒng)性能分析與優(yōu)化，對(duì)IEEE802.11 MAC協(xié)議中關(guān)于網(wǎng)絡(luò)中競爭終端數(shù)估計(jì)與分段重組技術(shù)進(jìn)行了較深入的研究。 第一章為緒論，首先介紹了無線局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、優(yōu)點(diǎn)及相關(guān)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，然后介紹無線局域網(wǎng)MAC技術(shù)的研究情況，包括技術(shù)目標(biāo)、現(xiàn)有協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中的MAC機(jī)制以及該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，最后介紹了本文的主要內(nèi)容。 第二章討論了IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)中競爭終端數(shù)的估計(jì)問題。IEEE 802.11的MAC協(xié)議采用

3、基于CSMA/CA和二進(jìn)制指數(shù)退避(BEB)的DCF，研究發(fā)現(xiàn)IEEE802.11 DCF的性能與無線網(wǎng)絡(luò)中競爭終端數(shù)量有密切關(guān)系，競爭終端數(shù)的精確估計(jì)對(duì)實(shí)時(shí)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，如競爭窗寬，RTS門限等，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能具有重要意義。帶狀態(tài)突變檢測(cè)的擴(kuò)展卡爾曼濾波器(EKF)是可選方法之一，但它具有嚴(yán)格的使用條件。本文針對(duì)EKF的使用限制與弊端，提出采用帶遺忘因子的擴(kuò)展遞推最小二乘(EFRLS)濾波器來實(shí)時(shí)估計(jì)競爭終端個(gè)數(shù)，并給出兩種可選擇的方法

4、來確定EFRLS中遺忘因子使濾波器滿足不同的估計(jì)精度和突變響應(yīng)速度。最后，實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果驗(yàn)證了新方法的可行性，使用EFRLS克服了使用EKF算法較復(fù)雜，參數(shù)難以設(shè)置的缺點(diǎn)，通過比較還發(fā)現(xiàn)EFRLS比EKF更加適用于多種不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。 第三章對(duì)IEEE 802.11協(xié)議中的分段傳輸機(jī)制進(jìn)行了研究。首先介紹了差錯(cuò)信道下進(jìn)行分段傳輸?shù)谋匾裕约癐EEE 802.11的分段與重組機(jī)制。協(xié)議.中將分段門限固定的做法不能充分發(fā)揮分段傳輸?shù)?/p>

5、作用，不利于分段傳輸技術(shù)應(yīng)用的推廣。在無線通信中，數(shù)據(jù)比特錯(cuò)誤是數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤的直接體現(xiàn)，而網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)時(shí)改變使網(wǎng)絡(luò)中的誤比特率也動(dòng)態(tài)變化，因此，數(shù)據(jù)包的分段門限選擇應(yīng)該考慮誤比特率的變化。通過描述終端在分段傳輸過程中所經(jīng)歷的狀態(tài)及狀態(tài)間的轉(zhuǎn)移的數(shù)學(xué)模型，得到了一個(gè)數(shù)據(jù)包在多次傳輸失敗后而被丟棄的概率，以及平均重傳次數(shù)。通過同時(shí)優(yōu)化這兩個(gè)指標(biāo)來提高數(shù)據(jù)包傳輸?shù)男?。本章提出了通過適應(yīng)誤比特率變化，并使每個(gè)數(shù)據(jù)包傳輸效率都得到提高的動(dòng)態(tài)門限