本文關(guān)鍵詞：802.11無(wú)線局域網(wǎng)的自適應(yīng)鏈路控制研究

  更多相關(guān)文章： 無(wú)線局域網(wǎng) 自適應(yīng)鏈路控制 頻譜感知 調(diào)制解調(diào)方案 傳輸機(jī)會(huì) 保護(hù)間隔模式 競(jìng)爭(zhēng)窗長(zhǎng)

【摘要】：近年來(lái),IEEE802.11無(wú)線局域網(wǎng)已逐漸成為解決大中型企業(yè)辦公、密集城區(qū)熱點(diǎn)等規(guī)模部署場(chǎng)景的重要方法。由于無(wú)線局域網(wǎng)使用了非授權(quán)頻譜,在規(guī)模部署中容易受到來(lái)自其他無(wú)線設(shè)備、通信系統(tǒng)的干擾;且無(wú)線局域網(wǎng)是時(shí)分通信系統(tǒng),而802.11協(xié)議在鏈路控制上沒(méi)有統(tǒng)一的實(shí)施技術(shù)規(guī)范,多用戶并發(fā)的碰撞和干擾對(duì)系統(tǒng)性能的影響十分突出。因此,如何在規(guī)模部署場(chǎng)景下降低干擾和提高系統(tǒng)性能成為無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展面臨的主要問(wèn)題之一。論文結(jié)合作者所在單位工程項(xiàng)目需要,系統(tǒng)地闡述了802.11鏈路控制技術(shù)的框架,建立了無(wú)線局域網(wǎng)的鏈路數(shù)學(xué)模型,圍繞物理層速率、傳輸誤碼率和有效傳輸時(shí)間占比三個(gè)鏈路要素,開展自適應(yīng)控制技術(shù)研究。針對(duì)非授權(quán)頻譜帶來(lái)的系統(tǒng)外干擾問(wèn)題,研究傳輸信道控制,以避免干擾,降低傳輸誤碼率;針對(duì)鏈路狀態(tài)的時(shí)變特征,研究傳輸方案控制,探索提升物理層傳輸速率及進(jìn)一步降低誤碼率的方案;針對(duì)多用戶間碰撞及干擾帶來(lái)的系統(tǒng)性能下降問(wèn)題,研究傳輸時(shí)機(jī)控制,以延長(zhǎng)有效傳輸時(shí)間,減少碰撞概率,提高信道利用率。主要的研究?jī)?nèi)容和成果包括:1.提出了一個(gè)基于頻譜感知網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線局域網(wǎng)傳輸信道優(yōu)選模型,利用感知網(wǎng)絡(luò)分布計(jì)算、系統(tǒng)綜合的特點(diǎn),提升整個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)的頻譜感知能力。該模型設(shè)計(jì)了感知節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn),定義了節(jié)點(diǎn)之間的通信流程;將感知結(jié)果匯聚到中心控制節(jié)點(diǎn)后,利用著色理論和模擬退火算法對(duì)匯聚的感知結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合計(jì)算,得到傳輸信道組合的最優(yōu)解,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)優(yōu)機(jī)制,對(duì)整個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)的信道組合進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。實(shí)驗(yàn)證明,相對(duì)無(wú)頻譜感知能力和僅AP(Access Point)具備頻譜感知能力的信道優(yōu)選方法,該模型具備更準(zhǔn)確的頻譜感知能力和自適應(yīng)調(diào)整能力,能夠減少無(wú)線局域網(wǎng)的系統(tǒng)外干擾,降低傳輸誤碼率,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能的提升。2.提出了一種基于Minstrel算法的自適傳輸方案選擇方法,主要包括①SNR(Signal to Noise Ratio)校準(zhǔn)機(jī)制,利用周期性探測(cè)算法,實(shí)現(xiàn)對(duì)下行SNR的更為準(zhǔn)確的估計(jì),提升MCS選擇的合理性。②MCS(MCS,Modulation and Coding Scheme)保護(hù)機(jī)制,通過(guò)定義MCS選擇經(jīng)驗(yàn)表,利用MCS選擇的先驗(yàn)信息并設(shè)計(jì)相應(yīng)的映射算法,解決MCS選擇中常見(jiàn)的誤調(diào)和掉底問(wèn)題,保護(hù)物理層速率。③多空間流自適應(yīng)MCS選擇機(jī)制,通過(guò)Multi-Armed Bandit學(xué)習(xí)方法,自適應(yīng)的選擇調(diào)制解調(diào)及多流傳輸方案,解決多空間流下MCS選擇不合理的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)證明,該方法能夠在規(guī)模部署,干擾、碰撞頻繁的場(chǎng)景下,改善MCS選擇的合理性,提升網(wǎng)絡(luò)的整體性能。3.提出了一系列傳輸時(shí)機(jī)相關(guān)MAC層參數(shù)自適應(yīng)技術(shù),主要包括:①自適應(yīng)TXOP(Transmission Opportunity)選擇技術(shù),根據(jù)各種業(yè)務(wù)組合場(chǎng)景下TXOP值的最優(yōu)解理論,基于數(shù)據(jù)發(fā)送隊(duì)列長(zhǎng)度,自適應(yīng)的選擇TXOP Limit參數(shù),使高優(yōu)先的用戶或業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)隊(duì)列能夠獲得更為及時(shí)的調(diào)度,提升無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的Qos保證能力,提高空口資源的利用率。②自適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)窗長(zhǎng)選擇技術(shù),根據(jù)不同競(jìng)爭(zhēng)窗長(zhǎng)參數(shù)在不同并發(fā)用戶規(guī)模下表現(xiàn)的差異化,聯(lián)立虛擬碰撞概率和信道利用率,自適應(yīng)的進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)窗長(zhǎng)參數(shù)選擇,實(shí)現(xiàn)預(yù)期吞吐率最優(yōu),有效提升網(wǎng)絡(luò)在規(guī)模部署、多用戶并發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的性能。③自適應(yīng)保護(hù)間隔(GI,Guard Interval)模式選擇機(jī)制,提供了一種可以根據(jù)信道相關(guān)性自適應(yīng)選擇Short GI和LongGI的算法流程,實(shí)現(xiàn)GI模式的動(dòng)態(tài)選擇,延長(zhǎng)有效傳輸時(shí)間,改善系統(tǒng)性能。論文所提出的主要技術(shù)方案已在作者所在單位的商用系統(tǒng)中使用,并成功應(yīng)用于規(guī)模部署場(chǎng)景。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線局域網(wǎng) 自適應(yīng)鏈路控制 頻譜感知 調(diào)制解調(diào)方案 傳輸機(jī)會(huì) 保護(hù)間隔模式 競(jìng)爭(zhēng)窗長(zhǎng)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN925.93
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 802.11無(wú)線局域網(wǎng)概況11-12
• 1.2 無(wú)線局域網(wǎng)在規(guī)模部署中面臨的挑戰(zhàn)12-15
• 1.2.1 規(guī)模部署及特點(diǎn)12-13
• 1.2.2 規(guī)模部署面臨的問(wèn)題13-15
• 1.3 無(wú)線局域網(wǎng)的鏈路控制技術(shù)研究現(xiàn)狀15-19
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)及內(nèi)容安排19-21
• 2 無(wú)線局域網(wǎng)鏈路控制技術(shù)分析21-47
• 2.1 802.11協(xié)議基礎(chǔ)22-35
• 2.1.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)22-24
• 2.1.2 物理層24-25
• 2.1.3 MAC層25-30
• 2.1.4 MAC層增強(qiáng)技術(shù)30-35
• 2.2 無(wú)線局域網(wǎng)鏈路控制技術(shù)35-45
• 2.2.1 技術(shù)框架35-36
• 2.2.2 鏈路控制技術(shù)的目的及理論依據(jù)36-40
• 2.2.3 鏈路控制技術(shù)的協(xié)議實(shí)現(xiàn)40-45
• 2.3 小結(jié)45-47
• 3 基于頻譜感知網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)信道選擇研究47-65
• 3.1 引言47-48
• 3.2 系統(tǒng)拓?fù)?/span>48-49
• 3.3 基于頻譜感知網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)信道選擇方案49-58
• 3.3.1 協(xié)同頻譜感知49-51
• 3.3.2 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)51-54
• 3.3.3 節(jié)點(diǎn)通信流程54-55
• 3.3.4 網(wǎng)絡(luò)調(diào)優(yōu)55-58
• 3.4 性能分析58-63
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景58-60
• 3.4.2 頻譜感知能力對(duì)比60
• 3.4.3 系統(tǒng)性能評(píng)估60-63
• 3.5 小結(jié)63-65
• 4 基于Minstrel的自適應(yīng)傳輸方案控制研究65-87
• 4.1 引言65-67
• 4.2 增強(qiáng)AMC方案67-79
• 4.2.1 Minstrel算法67-70
• 4.2.2 SNR校準(zhǔn)機(jī)制70-72
• 4.2.3 MCS保護(hù)機(jī)制72-75
• 4.2.4 多空間流自適應(yīng)MCS選擇機(jī)制75-79
• 4.3 性能評(píng)估79-86
• 4.3.1 隱藏節(jié)點(diǎn)碰撞場(chǎng)景評(píng)估80-82
• 4.3.2 多用戶碰撞場(chǎng)景評(píng)估82-84
• 4.3.3 多流自適應(yīng)的仿真評(píng)估84
• 4.3.4 實(shí)際部署評(píng)估84-86
• 4.4 小結(jié)86-87
• 5 MAC層傳輸時(shí)機(jī)自適應(yīng)控制研究87-111
• 5.1 引言87-88
• 5.2 基于隊(duì)列長(zhǎng)度的自適應(yīng)TXOP技術(shù)88-98
• 5.2.1 TXOP對(duì)WLAN系統(tǒng)性能的影響評(píng)估88-92
• 5.2.2 自適應(yīng)TXOP方案92-96
• 5.2.3 性能評(píng)估96-98
• 5.3 基于虛擬碰撞概率的自適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)窗長(zhǎng)技術(shù)98-103
• 5.3.1 競(jìng)爭(zhēng)窗長(zhǎng)對(duì)WLAN系統(tǒng)性能的影響評(píng)估98-100
• 5.3.2 競(jìng)爭(zhēng)窗長(zhǎng)自適應(yīng)方案100-102
• 5.3.3 性能評(píng)估102-103
• 5.4 基于信道相關(guān)性探測(cè)的自適應(yīng)GI技術(shù)103-109
• 5.4.1 GI參數(shù)選擇對(duì)WLAN系統(tǒng)性能的影響評(píng)估103-104
• 5.4.2 自適應(yīng)GI方案104-107
• 5.4.3 性能評(píng)估107-109
• 5.5 小結(jié)109-111
• 6 結(jié)論及未來(lái)展望111-115
• 6.1 結(jié)論111-112
• 6.2 研究展望112-115
• 致謝115-117
• 參考文獻(xiàn)117-125
• 附錄125
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表及錄用的論文目錄125
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目125

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;思科推出無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品[J];通信世界;2000年23期

2 李裕后;無(wú)線局域網(wǎng)的市場(chǎng)與實(shí)施方案[J];通訊世界;2000年05期

3 李裕后;無(wú)線局域網(wǎng)的新時(shí)代已經(jīng)到來(lái)[J];無(wú)線電工程;2000年04期

4 李裕后;無(wú)線局域網(wǎng)的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)[J];計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò);2000年07期

5 趙寧;劉一坤;;縱橫天地間 無(wú)線局域網(wǎng)漫談[J];中國(guó)電子商情;2001年32期

6 ;無(wú)線局域網(wǎng)顯著提高工作效率[J];電子科技;2001年13期

7 王 華;構(gòu)建無(wú)線局域網(wǎng)[J];計(jì)算機(jī)時(shí)代;2001年10期

8 宿建光;無(wú)線局域網(wǎng)開創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)新時(shí)代[J];通信世界;2001年32期

9 周明森,郭佳;擺脫束縛 放眼無(wú)線──3Com無(wú)線局域網(wǎng)在海關(guān)總署的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)周刊;2001年14期

10 汪海燕 ,楊龍祥;無(wú)線局域網(wǎng)的兩大主要標(biāo)準(zhǔn)[J];現(xiàn)代通信;2001年09期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 黃欣;;無(wú)線局域網(wǎng):3G的絆腳石?[A];2002’中國(guó)通信學(xué)會(huì)無(wú)線及移動(dòng)通信委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

2 石曉萍;;無(wú)線局域網(wǎng)的發(fā)展分析[A];2002’中國(guó)通信學(xué)會(huì)無(wú)線及移動(dòng)通信委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

3 宋勇濤;;無(wú)線局域網(wǎng)安全淺析[A];2013年8月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2013年

4 孫杰;李卓;陸桑璐;陳道蓄;;基于802.11協(xié)議的無(wú)線局域網(wǎng)快速切換研究[A];2008年全國(guó)開放式分布與并行計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(下冊(cè))[C];2008年

5 劉芳;趙增華;舒炎泰;胡悅;;無(wú)線局域網(wǎng)性能仿真研究[A];'2002系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)論文集（第四卷）[C];2002年

6 唐文雄;;無(wú)線局域網(wǎng)與企業(yè)辦公信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)[A];海南省通信學(xué)會(huì)論文集（二○○一年）[C];2001年

7 王斌;;無(wú)線局域網(wǎng)公共接入的安全性分析[A];2002’中國(guó)通信學(xué)會(huì)無(wú)線及移動(dòng)通信委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

8 張波;;移動(dòng)無(wú)線局域網(wǎng)安全防護(hù)[A];中國(guó)通信學(xué)會(huì)信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)2003年年會(huì)論文集[C];2003年

9 黨梅梅;程強(qiáng);;公眾無(wú)線局域網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)分析[A];2003’中國(guó)通信學(xué)會(huì)無(wú)線及移動(dòng)通信委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2003年

10 洪琪;陳軍寧;柯導(dǎo)明;代月花;;無(wú)線局域網(wǎng)中802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的比較研究[A];全國(guó)第16屆計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉朝陽(yáng);提速中國(guó)無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)業(yè)[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2003年

2 孫燕飚;無(wú)線局域網(wǎng)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)完整版公布[N];第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào);2006年

3 本報(bào)記者　 趙曉輝;無(wú)線局域網(wǎng)安全性遭質(zhì)疑[N];經(jīng)濟(jì)參考報(bào);2006年

4 ;有害健康？英教師工會(huì)建議停建校園無(wú)線局域網(wǎng)[N];新華每日電訊;2008年

5 3Com公司市場(chǎng)部供稿;無(wú)線局域網(wǎng)——移動(dòng)過(guò)千年[N];中國(guó)電子報(bào);2001年

6 何小明 編譯;芯片廠商爭(zhēng)食WLAN市場(chǎng)[N];中國(guó)電子報(bào);2002年

7 本報(bào)記者 柯文;2002年“無(wú)線局域網(wǎng)年”？[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2001年

8 ;今年無(wú)線局域網(wǎng)市場(chǎng)將增長(zhǎng)73%[N];計(jì)算機(jī)世界;2002年

9 本報(bào)記者 霍皓迪;無(wú)線局域網(wǎng)進(jìn)入高速成長(zhǎng)期[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2002年

10 一波;無(wú)線局域網(wǎng)漸入主流[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2002年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 欒慎吉;IEEE 802.11無(wú)線局域網(wǎng)的電源管理策略[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

2 陳默;802.11無(wú)線局域網(wǎng)的自適應(yīng)鏈路控制研究[D];重慶大學(xué);2015年

3 趙力強(qiáng);公用無(wú)線局域網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2003年

4 何宏;無(wú)線局域網(wǎng)多址技術(shù)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2006年

5 曹春生;實(shí)時(shí)工業(yè)無(wú)線局域網(wǎng)介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議的研究[D];上海交通大學(xué);2007年

6 宋宇波;公共無(wú)線局域網(wǎng)安全體系研究及其可驗(yàn)安全性形式化分析[D];東南大學(xué);2005年

7 張浩軍;無(wú)線局域網(wǎng)認(rèn)證安全基礎(chǔ)架構(gòu)研究與設(shè)計(jì)[D];解放軍信息工程大學(xué);2006年

8 李長(zhǎng)樂(lè);無(wú)線局域網(wǎng)多址接入技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2005年

9 余雪崗;無(wú)線局域網(wǎng)中的移動(dòng)預(yù)測(cè)研究及應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2007年

10 劉靜;無(wú)線局域網(wǎng)中妥善安排傳輸?shù)亩嘀方尤雲(yún)f(xié)議的研究[D];西安電子科技大學(xué);2005年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李現(xiàn)勇;無(wú)線局域網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量分析與研究[D];南京理工大學(xué);2009年

2 易s，

本文編號(hào)：1021016