本文關(guān)鍵詞：802.11無(wú)線(xiàn)MAC協(xié)議中關(guān)鍵技術(shù)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)如今WLAN已經(jīng)隨處可用并融入到我們的生活,學(xué)習(xí),工作與娛樂(lè)當(dāng)中。而IEEE 802.11媒體控制接入?yún)f(xié)議作為被廣泛應(yīng)用于WLAN中的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)也順其自然地成為了研究學(xué)者的研究熱點(diǎn)。媒體控制接入?yún)f(xié)議主要作用是控制設(shè)備以共享的方式訪問(wèn)介質(zhì)。為了滿(mǎn)足用戶(hù)的需求,如更快的速度,更穩(wěn)定的使用以及低延遲等等,原802.11MAC協(xié)議提出的虛擬載波監(jiān)聽(tīng)和二進(jìn)制指數(shù)退避機(jī)制可以緩解網(wǎng)絡(luò)中頻繁碰撞的問(wèn)題并保障穩(wěn)定的傳輸。但是,對(duì)于各種應(yīng)用場(chǎng)景下的WLAN而言這兩個(gè)機(jī)制并不能使網(wǎng)絡(luò)獲得最優(yōu)的性能表現(xiàn),尤其是該協(xié)議在碰撞和吞吐量方面還有很大的提升空間。所以如何在理解802.11MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)優(yōu)化也具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文在802.11MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上做了相關(guān)改進(jìn),設(shè)計(jì)的協(xié)議主要是通過(guò)減少碰撞以提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量,本文中具體的研究和創(chuàng)新內(nèi)容為:研究了分布式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中結(jié)合CSMA/CA機(jī)制與TDMA思想的混合式MAC協(xié)議。提出了一種壓縮時(shí)隙碰撞避免的MAC協(xié)議,通過(guò)壓縮TDMA周期中空閑時(shí)隙和免碰撞的方式提高網(wǎng)絡(luò)的信道利用率和吞吐量。而退避機(jī)制也與傳統(tǒng)的二進(jìn)制指數(shù)退避計(jì)時(shí)完全不同,是提供節(jié)點(diǎn)固定的時(shí)隙槽來(lái)競(jìng)爭(zhēng)信道,當(dāng)所有節(jié)點(diǎn)都能選取到一個(gè)獨(dú)占的時(shí)隙槽時(shí)可以實(shí)現(xiàn)免碰撞狀態(tài)。本文通過(guò)理論分析驗(yàn)證了單跳網(wǎng)絡(luò)中必然能夠?qū)崿F(xiàn)免碰撞狀態(tài),也得出了網(wǎng)絡(luò)從初始狀態(tài)到實(shí)現(xiàn)免碰撞狀態(tài)所需的TDMA周期數(shù)目。同時(shí)也與最新的此類(lèi)MAC協(xié)議做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)仿真對(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明設(shè)計(jì)的協(xié)議無(wú)論在滿(mǎn)載模式還是輕載模式均表現(xiàn)出最好的性能。了解并研究了使用多個(gè)接口的節(jié)點(diǎn)在多信道網(wǎng)絡(luò)中的MAC協(xié)議基本工作原理,改進(jìn)了原802.11MAC協(xié)議以適應(yīng)具備多個(gè)接口的節(jié)點(diǎn),提出了一種多接口以協(xié)作方式工作的MAC協(xié)議。該協(xié)議可利用單個(gè)接口的成功握手信息同時(shí)建立起多個(gè)接口之間的傳輸關(guān)系,通過(guò)這種協(xié)同工作方式可以提高多接口的利用效率。并且,所有接口采用同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)信道的方式,可以有效降低節(jié)點(diǎn)之間建立傳輸關(guān)系的時(shí)間并獲得高吞吐量。另外,成功傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)選取當(dāng)前信道作為下次傳輸?shù)臎Q策信道,可有效降低隱藏終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,比此類(lèi)MAC協(xié)議的吞吐量以及碰撞方面都有很大改善,性能優(yōu)異。
【關(guān)鍵詞】：WLAN MAC協(xié)議 CSMA/CA 吞吐量 碰撞
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN915.04
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-19
• 1.1 研究的背景和意義9-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 基于競(jìng)爭(zhēng)的MAC協(xié)議13-14
• 1.2.2 免競(jìng)爭(zhēng)的MAC協(xié)議14-15
• 1.2.3 混合式的MAC協(xié)議15-16
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)16-17
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)安排17-19
• 第2章 相關(guān)工作19-27
• 2.1 802.11MAC工作方式20-24
• 2.1.1 CSMA/CA機(jī)制20-22
• 2.1.2 BEB機(jī)制22
• 2.1.3 DATA/ACK方式22-23
• 2.1.4 RTS/CTS方式23-24
• 2.2 802.11MAC協(xié)議的馬爾科夫模型24-27
• 第3章 WLAN中一種吞吐量?jī)?yōu)先的免碰撞MAC協(xié)議27-43
• 3.1 相關(guān)研究27-28
• 3.2 協(xié)議設(shè)計(jì)28-32
• 3.2.1 自適應(yīng)虛擬TDMA周期28-29
• 3.2.2 CSCF-MAC的工作過(guò)程29-31
• 3.2.3 節(jié)點(diǎn)的加入和退出31-32
• 3.3 收斂時(shí)間理論分析32-35
• 3.3.1 收斂的必然性32-33
• 3.3.2 收斂周期數(shù)33-35
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果35-42
• 3.4.1 滿(mǎn)載模式36-39
• 3.4.2 輕載模式39-41
• 3.4.3 NC值優(yōu)化41-42
• 3.5 小結(jié)42-43
• 第4章 一種多接口協(xié)作的高吞吐MAC協(xié)議43-58
• 4.1 相關(guān)研究43-48
• 4.1.1 節(jié)點(diǎn)多接口模型43-45
• 4.1.2 MIMC網(wǎng)絡(luò)中的隱藏終端45-46
• 4.1.3 MIMC網(wǎng)絡(luò)中的盲效應(yīng)46-47
• 4.1.4 研究現(xiàn)狀47-48
• 4.2 協(xié)議設(shè)計(jì)48-50
• 4.2.2 多接口協(xié)作的握手機(jī)制48-49
• 4.2.3 信道決策49-50
• 4.3 吞吐量理論分析50-52
• 4.4 仿真結(jié)果52-56
• 4.4.1 不同接口數(shù)目的網(wǎng)絡(luò)性能對(duì)比52-53
• 4.4.2 單跳網(wǎng)絡(luò)性能分析53-55
• 4.4.3 多跳網(wǎng)絡(luò)性能分析55-56
• 4.5 小結(jié)56-58
• 第5章 總結(jié)與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 致謝65-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文和科研成果66

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