本文關(guān)鍵詞：IEEE802.11 MAC協(xié)議及其多業(yè)務(wù)性能分析

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【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的高速發(fā)展,無線局域網(wǎng)作為移動通信的一個重要分支已經(jīng)充分融入進當今社會生活中,極大地改善了人們的生活方式。MAC層是實現(xiàn)無線局域網(wǎng)數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)幕A(chǔ),對整個網(wǎng)絡(luò)性能起著決定性的影響。因此,對無線局域網(wǎng)MAC層協(xié)議性能的分析以及不同的業(yè)務(wù)傳輸協(xié)議對MAC層性能的影響一直是計算機與通信領(lǐng)域研究的熱點之一。此外,由于無線局域網(wǎng)共享信道的工作方式,當多個WLAN共存時,單個WLAN的性能勢必會受到同一空間下其他WLAN的影響。在多WLAN共存場景下,無線局域網(wǎng)的干擾分析成為無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用過程中不可避免的研究問題之一 WLAN的物理層和MAC協(xié)議均采用IEEE802.11系列標準。網(wǎng)絡(luò)中的無線終端采用競爭的方式獲得信道的使用權(quán),在MAC層數(shù)據(jù)傳輸主要依據(jù)DCF協(xié)議規(guī)范。本文對DCF協(xié)議實現(xiàn)過程進行理論分析建模,考慮到實際網(wǎng)絡(luò)并不總是處于飽和狀態(tài),本文提出了一種改進型的數(shù)學模型。該模型增加對了終端業(yè)務(wù)數(shù)量和MAC層隊列長度的分析,并考慮了退避計時器凍結(jié)和重傳次數(shù)有限的情況�；伤岢鰜淼母倪M模型,分析了無線局域網(wǎng)的吞吐量,時延和丟包率性能。通過MATLAB和OPNET對無線局域網(wǎng)DCF進行理論和實際仿真,驗證了模型的正確性。隨后,在此模型的基礎(chǔ)上,考慮實際網(wǎng)絡(luò)傳輸層業(yè)務(wù)的多樣性,將UDP和TCP兩種傳輸層協(xié)議的實現(xiàn)流程與MAC層DCF過程結(jié)合起來,提出了基于UDP傳輸和TCP傳輸下的網(wǎng)絡(luò)理論分析模型,并通過仿真比較了兩種協(xié)議在MAC層上的性能表現(xiàn)。最后,將WLAN應(yīng)用于CBTC數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中,分析了CBTC系統(tǒng)采用WLAN的可行性和網(wǎng)絡(luò)性能；并對地鐵上乘客使用Wi-Fi上網(wǎng)活動對CBTC系統(tǒng)的干擾情況進行仿真,結(jié)果表明當Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)達到一定規(guī)模時CBTC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能明顯下降,造成地鐵無法正常運行。
【關(guān)鍵詞】：無線局域網(wǎng) 802.11 DCF CBTC
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 無線局域網(wǎng)概述9-11
• 1.1.1 無線局域網(wǎng)定義及傳輸方式9-10
• 1.1.2 無線局域網(wǎng)組網(wǎng)方式10-11
• 1.1.3 無線組網(wǎng)優(yōu)點11
• 1.2 IEEE802.11標準11-13
• 1.2.1 IEEE802.11體系結(jié)構(gòu)11-13
• 1.2.2 IEEE802.11物理層13
• 1.3 802.11MAC子層協(xié)議13-18
• 1.3.1 載波偵聽多址訪問/碰撞回避(CSMA/CA)機制14-15
• 1.3.2 幀間間隔15-16
• 1.3.3 隨機退避機制16
• 1.3.4 分布式協(xié)調(diào)功能(DCF)16-18
• 1.4 CBTC車地通信系統(tǒng)18-20
• 1.5 論文的研究內(nèi)容和工作安排20-23
• 第二章 IEEE802.11 DCF協(xié)議性能分析建模23-39
• 2.1 802.11bDCF協(xié)議分析模型24-28
• 2.1.1 三維Markov模型24-27
• 2.1.2 Markov鏈路穩(wěn)態(tài)概率求解27-28
• 2.2 性能分析模型28-32
• 2.2.1 IEEE802.11b數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)分析28-30
• 2.2.2 IEEE802.11bDCF歸一化吞吐量分析30-31
• 2.2.3 IEEE802.11b介質(zhì)訪問延遲分析31-32
• 2.2.4 MAC層丟包率分析32
• 2.3 模型驗證與仿真結(jié)果分析32-37
• 2.3.1 仿真工具簡介32-33
• 2.3.2 仿真結(jié)果分析33-37
• 2.4 本章小結(jié)37-39
• 第三章 基于WLAN的地鐵CBTC系統(tǒng)業(yè)務(wù)仿真39-51
• 3.1 CBTC無線傳輸可靠性分析39-41
• 3.1.1 CBTC無線傳輸衰落模型39-40
• 3.1.2 CBTC無線鏈路預(yù)算估計40-41
• 3.2 CBTC無線傳輸協(xié)議分析41-42
• 3.3 基于UDP協(xié)議的單CBTC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能分析42-45
• 3.3.1 飽和吞吐量分析42-43
• 3.3.2 連續(xù)丟包分析43
• 3.3.3 仿真結(jié)果分析43-45
• 3.4 基于TCP協(xié)議的單CBTC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能分析45-50
• 3.4.1 無線TCP協(xié)議原理45-46
• 3.4.2 基于DCF下TCP性能分析46-49
• 3.4.3 仿真結(jié)果分析49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第四章 CBTC與Wi-Fi干擾共存分析51-59
• 4.1 同信道干擾產(chǎn)生原理51-53
• 4.1.1 單信道響應(yīng)51-53
• 4.1.2 同信道干擾53
• 4.2 CBTC與Wi-Fi共存干擾建模53-56
• 4.2.1 CBTC與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)模型簡化53-55
• 4.2.2 CBTC飽和吞吐量分析55-56
• 4.3 仿真結(jié)果分析56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 參考文獻61-63
• 附錄 縮略語表63-65
• 致謝65-66
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文66

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 高峰;高澤華;文柳;張兵;徐大雄;;IEEE 802.11a DCF協(xié)議吞吐量與時延性能分析[J];北京郵電大學學報;2010年06期

2 茹強;戎蒙恬;;802.11b無線局域網(wǎng)信道間干擾的研究[J];信息技術(shù);2007年12期

3 伍俊洪,楊洋,李惠杰,林孝康;網(wǎng)絡(luò)仿真方法和OPNET仿真技術(shù)[J];計算機工程;2004年05期

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本文編號：1028052