通过自适应调整最小竞争窗口最大化IEEE 802.11 DCF的饱和吞吐量

最大化802.11DCF的饱和吞吐量对充分利用无线局域网宝贵的带宽资源具有重要意义。该文在分析802.11DCF的饱和吞吐量与最小竞争窗口、最大回退等级、网络中竞争信道的节点数的关系的基础上,推导了根据网络中竞争信道的节点数,计算最小竞争窗口的最佳值的简单公式。给出了估计竞争信道的节点数并据此动态调整最小竞争窗口的最佳值的自适应算法。同时,该文对估计竞争节点数的算法的准确性和计算最小竞争窗口最佳值的公式的准确性进行了仿真分析,并比较了改进后的802.11DCF的饱和吞吐量与原802.11DCF的饱和吞吐量的大小。仿真结果证明了上述公式、算法是准确和有效的。

非饱和状态下IEEE 802.11 DCF的性能分析

在非饱和状态下,针对具有多业务支持能力的IEEE 802.11分布式协调功能,提出了一种简单有效的性能分析模型.该模型中引入了“虚拟时隙”以及“虚拟时隙状态”的概念,近似地将无线终端的行为在时间上离散化.以此为基础用二维Markov链对系统的性能进行了建模,利用该模型得到了平均分组传输延迟的近似闭合解,并提出了控制所有通信业务的平均分组传输延迟方法,有助于进一步研究如何对系统性能进行预测与优化.

IEEE 802.11 DCF协议的非同步退避建模与分析

在IEEE 802.11分布式协调功能(DCF)协议的单跳无线局域网环境中,数据包冲突会在网络节点间产生非同步退避现象.以固定长度的物理层时隙为状态转换的单位时间,考虑节点冻结期经历的状态,提出一个新的三维马尔可夫链模型以分析非同步退避现象对协议吞吐量的影响.由该分析模型得出的结果在IEEE 802.11 DCF协议的两种数据包传输机制下都表现出与仿真结果较好的一致性,并且随着网络节点数增加,与已有参考模型相比也具有较高的准确性.

基于效用最大化的IEEE 802.11 DCF性能分析及改进

针对802.11DCF在系统负载较大时不能有效利用带宽资源的缺点,该文提出一种基于效用函数的DCF优化机制(U-DCF)。通过设置站点吞吐量的对数效用函数,将带宽资源的有效利用问题建模为系统效用最大化问题;应用最优化理论将此系统问题等效为可分布式求解的用户问题,即各站点只须独立选择最大化其净效用的竞争参数(CWmin),则系统整体效用也获得最大化。仿真结果表明:与标准DCF相比,U-DCF通过预估系统的当前平均分组长度和竞争站点数来调整竞争参数CWmin,能够显著提高系统的饱和吞吐量,减小分组发送时延和丢帧率。

IEEE 802.11 DCF延迟性能分析

通过二维马尔可夫链模型分析了IEEE802.11DCF在饱和状态下的延迟特性,提出了二进制回退算法中平均回退窗的计算方法,并在此基础上给出了分布式协调功能(DCF)中接入延迟的理论分析方法,通过仿真验证了计算方法的有效性,为研究在无线局域网传输实时业务提供了理论依据.该计算方法还适合于IEEE802.11eEDCF在饱和状态下的延迟分析.

IEEE 802.11 DCF中带优先级的退避算法

该文针对IEEE802.11DCF提出一个带优先级的退避算法。算法的基本思想是网络中的节点在侦听信道的同时,搜集其他节点发送数据的统计信息,并在本地维护一个关于节点已发送数据量的统计表。当节点有数据需要发送时,将根据表巾的统计数据以及本节点的优先级来计算竞争窗口。计算机仿真证明,该算法能很好地完成网络的信道容量在不同优先级的节点之间按一定的比例分配,同时还可提高整个网络的吞吐率。

IEEE802.11 DCF发送过程的能耗分析

该文通过数学模型分析网络处于饱和状态时,终端采用DCF的基本方式和RTS/CTS方式发送一个固定长度的数据包所需要消耗的能量.进而,得到数据包载荷长度在给定的区间上服从一定的分布条件下,RTS门限和终端发送一个数据包所需消耗能量的平均值之间的关系。研究发现,存在一个使终端发送的平均能耗最小的最佳RTS门限,给出了最佳RTS门限的求解方法.计算机仿真结果很好地验证了理论分析的正确性。

一种自适应的802.11 DCF竞争窗调节策略

针对最优IEEE802.11分布式协调功能改进协议的竞争节点个数估计算法存在计算复杂、精度较低的问题,提出一种自适应竞争窗调节策略SACWA。证明在碰撞概率保持不变的情况下网络饱和吞吐量与竞争节点个数的近似无关性,以此作为该协议设计的理论基础。仿真结果证明,该协议在节点数稳定和迅速变化的情况下都能达到近乎最优的饱和吞吐量。

IEEE 802.11 DCF机制下的异构网络业务分析模型

在众多的IEE E802.11 DCF机制分析模型中,集中分析了同质业务(例如数据包到达速率相同)网络的性能,仅有少量的文献聚焦于异构混合业务(饱和与非饱和工作模式同时存在)网络,而在目前的研究中,对网络的不饱和性及退避时隙冻结等问题归纳分析得并不准确.结合M/G/1排队模型,考虑了DCF机制的退避冻结状态及有限的重传次数等问题,提出了一种全新的改进二维Markov链路模型,用于分析异构混合业务成分下的DCF机制的性能.通过对模型的稳态求解,提出的模型能够分析并计算协议中的3个重要的参数:系统吞吐量、传输时延和传输丢包率.理论仿真与分析结果表明,该模型不仅能够更为准确地分析同质业务下DCF机制的性能,同时充分考虑到了实际应用中的业务情况,还能够更准确、更完善地分析异构混合业务成分下的DCF机制的性能.

Ad Hoc网络中IEEE 802.11 DCF的改进

分析了在AdHoc网络的IEEE802.11DCF中扩展帧间隔EIFS的作用,指出DCF存在不公平性问题。给出了一个简单的改进方案——MDCF。通过仿真验证MDCF可以显著改善不公平性问题。

IEEE 802.11 DCF机制非饱和态的吞吐量模型

当前,为评价IEEE 802.11的DCF非饱和性能,大多采用二维马尔可夫链进行数学建模.根据DCF机制对竞争节点的公平服务特征,推导出节点工作在非饱和态下的传输周期,进而得到吞吐量的数学表达式.与已有模型相比,该模型更为简单,同时能够真实地反映DCF的工作机制.仿真结果与理论结果的吻合证实了模型的有效性.

IEEE802.11 DCF协议研究与实现

针对无线局域网无可比拟的接入优点,研究了IEEE 802.11 MAC层DCF协议的主要功能,提出了一种实用的、可扩展的DCF协议的设计方案,为进一步研究无线局域网的接入协议提供保障,实现了以太网与无线局域网的互联互通。该文阐述了设计方案主要模块单元的功能,介绍了FPGA内部设计的主要思想和数据流程。

有限负载下802.11 DCF的性能分析及优化

利用三维马尔可夫链和M/G/1/K队列建立了有限负载下DCF机制的性能模型,分析了终端数量、传输负载、二进制指数回退机制及MAC层有限队列对系统性能的影响.基于该模型,推导了有限负载下最大化吞吐量的最优最小竞争窗口的闭式解.仿真结果表明,模型能够有效地预测有限负载下DCF的性能,根据传输负载调整最小竞争窗口大小能够获得最大化吞吐量.

基于冲突感知的IEEE 802.11 DCF性能分析模型

对IEEE 802.11 DCF机制的核心算法二进制指数退避算法提出一种基于冲突感知的分析模型:基于平均竞争窗口与冲突概率之间的关系,得到在饱和条件下系统的延时和吞吐量分析模型,并得出基本接入模式与RTS/CTS接入模式的切换门限值。该模型简化了BEB算法,降低了计算复杂度,但能很好地反映算法特性。通过理论分析与OPNET仿真,验证了模型的正确性,同时为预测和优化无线网络系统的性能提供理论依据。

IEEE 802.11 DCF协议性能分析模型

提出了一种改进的二维Markov链模型用于分析IEEE 802.11 DCF协议.该模型不仅考虑实际应用中饱和业务量和非饱和业务量的情况,而且考虑DCF协议的退避计时器的冻结状态和有限的重传次数.通过对该Markov链模型稳定状态的求解并结合M/M/1/K排队模型,导出了DCF系统性能的理论模型.仿真结果表明,该理论模型能够精确地预测广义IEEE 802.11 DCF协议的系统性能.

802.11 DCF中的自适应RTS门限调整算法

通过分析IEEE 802.11 DCF的分组发送过程,获得了RTS和基本方式下分组传输的时间开销。给出了以最小化传输时间开销代价为优化目标的最优RTS门限的计算公式。通过对当前信道分组发送的成功概率Ps的预测,实现了最优RTS门限的计算,并给出了一个具体的自适应RTS门限调整算法,使终端能自动调整其RTS门限以达到或接近最优值。仿真表明自适应RTS门限调整算法有效减小了MAC分组传送的时间开销,提高了信道的传输效率。

移动ad hoc网络802.11 DCF性能分析

分析了移动ad hoc网络相关衰落信道下的802.11 DCF的吞吐量以及帧长度对吞吐量的影响。研究表明移动速度越高,吞吐量越低;在一定的移动速度下存在最优的帧长使得系统吞吐量最大,并且该最优值与发送节点的数目无关。

IEEE802.11 DCF退避机制的一种改进方法

针对DCF机制在工作站增多的情况下出现的服务质量下降的问题,通过对各站点发送数据帧时的竞争窗口值以及发生碰撞时采取的退避方式进行改进,优化了DCF方式下无线局域网的服务性能。OP-NET仿真结果表明,系统的吞吐量性能得到提高、延迟减小。

IEEE 802.11 DCF的一种优化退避算法

为了提升无线网络的整体性能,通过IEEE 802.11MAC(媒体访问控制)层DCF(分布式协调功能)在基本工作模式下所使用的二进制退避算法和CW(竞争窗口)的大小对网络整体性能的影响进行了分析。采用了增大初始CW、取消信道从忙碌变为空闲后继续退避需要等待的DIFS(分布式帧间间隔)和设置一个中间值作为阀值使得节点发送失败或成功后采用不同的退避算法进行退避这3种措施来优化DCF方式下的退避机制。经OPNET仿真验证,改进算法能够有效地降低网络接入时延并能提高网络吞吐量。

优化802.11 DCF分组传输时间的自适应RTS门限调整算法

通过分析IEEE802.11DCF的分组发送过程,分别获得了RTS和基本方式下分组传输的时间开销,通过对当前信道分组发送的成功概率Ps的预测,给出了最优RTS门限的计算公式和具体的自适应RTS门限调整算法,使终端能自动调整其RTS门限以达到或接近最优值。仿真表明自适应RTS门限调整算法有效减小了MAC分组传送的时间开销,提高了信道的传输效率。