IEEE 802.11DCF的2种媒体访问控制模式间的公平性分析

IEEE802.11DCF是一种分布式的无线局域网MAC规范,提供了2种媒体访问控制模式,即基本模式和RTS/CTS模式,定义了评价2种模式间公平性的公平性索引参数,仿真分析了2种模式混合使用时网络的公平性,以及2种模式间的公平性。仿真结果表明,对不同网络规模和不同分组大小,2种模式混合使用时网络具有良好的公平性,2种模式间也具有良好的公平性。

IEEE 802.11DCF的不公平性及改进方法综述

首先介绍了几种关于公平性的定义,讨论了IEEE802.11标准中定义的分布式协调功能DCF产生不公平性现象的原因以及由此带来的不利后果;对当前已提出的各种主要的IEEE802.11公平性改进方法作了系统地介绍和评述,并对它们的特点进行了比较;最后,对公平性研究的发展趋势作了展望。

基于随机Petri网的IEEE 802.11DCF协议建模

本文首先提出了增强广义随机Petri网,增加了标识相关弧多样性和实施函数等特性,扩充了广义随机Petri网的模型功能,并给出了EGSPN的性能分析方法,建立了基于随机Petri网的802.11协议模型,并以RTS/CTS访问方式下协议性能计算及结果分析为例验证了该方法的有效性。

IEEE802.11DCF中基于能耗最小的RTS门限自适应调整算法

该文通过数学模型分析IEEE 802.11网络中，终端采用分布式协调功能(DCF)方式发送一个数据包消耗的平均能量。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，它与终端的平均重传次数直接相关。在此基础上，该文提出了一个RTS门限调整算法。计算机仿真结果证明该算法能使终端根据网络环境自适应地调整RTS门限到最佳值，从而减少发送过程中的能量消耗。

差错信道下IEEE802.11DCF最优帧长分析及信道自适应策略

分析了差错信道下IEEE 802.11 DCF在饱和状态下的吞吐量以及帧长度对吞吐量的影响。研究表明在一定的误码率(BER)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。在此基础上,提出了一种简单的基于BER区间划分的帧长控制的信道自适应发送策略。仿真表明,与固定帧长的发送策略相比较,使用该策略在差错信道下可以有效地提高吞吐量。

噪声环境下IEEE802.11DCF的性能仿真及算法改进

在对噪声环境下IEEE802.11DCF性能进行仿真分析的基础上,提出了一种适应于无线噪声环境的DCF改进算法,该算法通过接收端反馈消息来区分因冲突和误码产生的数据包传输失败,并在发送端针对不同的传输失败原因分别采取不同的退避算法。仿真结果表明改进算法的性能优于DCF,饱和吞吐量比DCF最多能够提高103%。

IEEE802.11DCF机制的三维Markov模型分析与仿真

IEEE802.11分布式协调机制(DCF)是颇具影响力的无线网络标准,协议基于载波检测/碰撞退避多址接入协议和时隙退避算法。针对IEEE802.11DCF饱和状态不能解决无线网络复杂的工作机制,提出三维Markov链(3M)模型,分析IEEE802.11DCF的非饱和性能,各站点在发送成功后随机产生新的数据分组,且到达率满足Poisson分布。三维Markov模型的仿真与理论分析吻合,这表明3M对系统的吞吐率、延迟性能、稳定性等参数有明显的提高与改善。

改进的非理想信道IEEE802.11DCF性能分析模型

为了提高分析的精确性,考虑发送成功的站点可能连续发送和重传次数限制的影响,给出了分析非理想信道下IEEE 802.11 DCF性能的改进二维马尔可夫链模型,用该模型对IEEE 802.11 DCF访问机制进行分析,求出饱和吞吐量和平均帧时延表达式。通过仿真进行了验证。

基于最佳竞争窗口的IEEE802.11DCF接入协议改进及性能分析

针对DCF协议的初始竞争窗口不能随着节点数变化选择其最佳值的不足,提出一个具有两级退避的接入协议(OCW-DCF),并用Markov模型分析了协议性能,确定其最佳竞争窗口值。仿真结果表明,OCW-DCF协议能有效减小信道接入延时,且采用基本接入模式的总体性能比RTS/CTS接入模式的好。

一种基于IEEE802.11DCF的VANET自适应退避算法

本文通过分析IEEE802.11DCF的二进制退避算法,提出了适用于VANET(车载自组网)的一种自适应退避算法。此方法通过统计发送节点处RTS、CTS和数据帧因冲突或者链路断开重发的次数来计算发送节点的拥塞系数,并依据发送节点拥塞情况的不同自适应性的改变节点退避时间的长短,从而在整体上很好的控制了整体网络拥塞。仿真结果表明,此算法一定程度上提高了信道利用率,增加了吞吐量,同时也缩短了节点抢占信道的时延,适合于大数据量的业务传输。

IEEE 802.11无线局域网标准研究

介绍了IEEE 802.11全系列标准,研究了IEEE 802.11系列各标准的发展轨迹和相互关系,建立了该系列标准的层次模型。研究并分析了IEEE 802.11、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g和IEEE 802.11n这几种常见标准,并对相应物理层和媒质访问控制层的关键技术作了重点分析。

基于IEEE 802.11高速无线局域网的速率自适应MAC协议研究

目前的IEEE 802.11标准在物理层提供了对多种发送速率的支持,然而在MAC层却没有规定速率自适应的方法。该文研究了高速IEEE 802.11无线局域网中的速率自适应方案。首先,提出了EACK协议,EACK使用基本速率发送MAC头,并在ACK帧中携带信道信息,因而能够较快速地响应信道的变化,同时具有少的开销;其次,在EACK基础上,提出了一种恒定发送时间(CEACK)的策略,CEACK能够克服传统IEEE 802.11DCFMAC协议的理论吞吐量上限,并且具有更好的时间公平性能,能够应用于高速的无线局域网。

基于IEEE 802.11的长距离无线Mesh网络

基于IEEE 802.11的长距离无线Mesh网络(LDmesh)的单跳链路长度在几十到上百公里,具有带宽高、成本低、覆盖广等优点,可广泛应用于偏远乡村或人口分布稀疏地区的无线宽带接入等.LDmesh网络是点到点的链路,链路的干扰特性和传输特性与传统无线Mesh网络有显著不同,原有的基于CSMA的MAC协议不再适用,进而影响到上层协议的设计.分析了LDmesh网络的研究进展,从链路性能、MAC协议、路由协议及网络管理等方面深入论述了LDmesh网络面临的挑战和进一步研究方向.

一种利用信道侦听的IEEE802.11自适应优化算法

提出一种适用于DCF(distributed coordination function)机制的自适应优化算法.该算法基于网络节点侦听信道得到的网络状态信息进行相关参数的自适应调整以获得最优的网络性能,称为CSB(channel sensing backoff)算法.算法采用了对节点的信道接入请求以概率参数P_T进行过滤的方法控制节点竞争接入信道的激烈程度.不同于已有的DCF机制优化方法,CSB算法的特点在于,在优化调整过程中不需要进行计算复杂的网络节点数量估计,并且可以在不同网络状态下始终围绕确定的优化目标进行参数优化调整.仿真实验结果表明,算法能够针对网络节点数量和分组大小改变等网络状态变化作出自适应的网络优化调整,并获得了系统吞吐量、碰撞概率、延迟、延迟抖动、公平性等多方面的性能改善.

支持QoS的IEEE 802.11 EDCA性能研究

随着无线网络应用的不断发展,为了适应网络中不同类型业务的区分服务需要,IEEE802.11工作组在IEEE802.11DCF(distributed coordination function)的基础上推出了支持QoS的IEEE802.11EDCA协议.针对EDCA(enhanced distributed channel access)协议的优先级区分信道接入特性,提出了一种基于Markov链的协议性能模型分析方法.与已有文献不同,该模型分析同时包含了EDCA主要的3个关键区分信道接入机制:Wmin/Wmax,AIFS(arbitration inter-frame space),TXOP(transmission opportunity).通过模型分析,获得了EDCA协议各优先级接入的传输吞吐量、信道接入延迟、数据丢失率等性能分析.不仅分析了饱和情形下的EDCA性能,而且还对非饱和情形下的EDCA性能进行了分析.仿真验证结果表明,模型分析结果和仿真结果取得了很好的一致性.利用给出的模型分析方法,提出了一种基于TXOP动态调整的D-TXOP(dynamic TXOP)接纳控制算法.算法根据网络中业务流的QoS要求,在动态调整各优先级的TXOP参数设置的基础上,对网络中新到业务流进行接纳控制,达到提高网络的业务承载能力的目的.

一种提高IEEE 802.11吞吐量和公平性的自适应优化算法

该文提出了一种针对IEEE 802.11 DCF网络增强其吞吐量和公平性性能的自适应优化算法,算法基于网络节点侦听信道得到的网络状态信息进行竞争发送的自适应调整以获得最优的网络性能,称之为CSCC(Channel Sensing Contention Control)算法。算法采用了对节点的信道接入请求以概率参数P_T进行过滤的方法控制节点竞争接入信道的激烈程度,其主要特点在于在优化调整过程中不需要进行计算复杂的网络节点数量估计,并且可以在不同网络状态下围绕始终确定的优化目标进行参数优化调整。仿真实验结果表明,算法能够适应不同节点数量和不同数据大小的网络进行自适应的网络优化调整,并获得了系统吞吐量、碰撞概率、延迟、延迟抖动、公平性等多方面的性能改善。

IEEE802.11移动自组织网络节点竞争窗口长度的概率分布

在基于IEEE 802.11的移动自组织网络中,MAC(Medium Access Control)层提供了DCF(Distributed Coordi-nate Function)以控制节点对无线信道的争用.DCF包括了BEB(Binary Exponential Backoff)算法.该文对BEB的重要参数——竞争窗口CW(Contention Window)进行研究,通过随机建模,导出了竞争窗口长度的概率分布,并进行数值分析.研究结果可应用于IEEE 802.11移动自组织网络.

IEEE 802.11无线网络的两步指数退避算法

IEEE 802.11标准引入二进制指数退避(Binary Exponential Backoff,BEB)算法以降低节点发送数据包碰撞的概率。然而,BEB存在着不足之处,当数据包碰撞概率较大时,节点的竞争窗口长度会出现振荡,即节点每次发送数据包之前,需要多次加倍扩大竞争窗口长度,而在发送成功之后又把竞争窗口长度缩小到最小值,这个过程反复出现。为了克服竞争窗口振荡问题以增加吞吐量,该文提出两步指数退避(Two-step BEB,TBEB)算法,利用2维马尔可夫链进行建模,导出TBEB算法中节点的退避状态概率分布、平均竞争窗口长度、平均退避次数、每发送一个数据帧所耗时间以及吞吐量等指标,并通过仿真进行验证。通过求解一个简单的优化问题,TBEB可以获得最优竞争窗口长度复位值,使吞吐量达到最优。

IEEE802.11无线局域网OPNET建模与性能测试

讨论了IEEE 802.11无线局域网的建模和性能问题。基于对IEEE 802.11协议和目前功能最强大的网络仿真工具OPNET[1]软件的研究,首先分析了无线局域网的各种行为,分别对这些行为单独建模后,通过有线状态机将它们集成而形成IEEE 802.11协议支持模块。给出了模型输入输出接口的详细说明,并对网络的性能进行了分析比较。

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.