無線Mesh網(wǎng)絡(luò)QoS保證MAC協(xié)議的研究.pdf

1、在無線通信技術(shù)的發(fā)展過程中，一種新興無線組網(wǎng)技術(shù)-無線Mesh網(wǎng)絡(luò)(WMN)越來越受到人們的關(guān)注。WMN不需要固定的基礎(chǔ)設(shè)施，具有快速部署、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)，有著很高的應(yīng)用價(jià)值與廣闊的應(yīng)用前景。在支持多媒體業(yè)務(wù)的WMN網(wǎng)絡(luò)中，提供QoS保證的媒體接入控制(MAC,Medium Access Control)機(jī)制，對(duì)支持QoS保證的區(qū)分服務(wù)以及提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量起到了關(guān)鍵作用。研究QoS保證的MAC協(xié)議，對(duì)用戶提供滿意的服務(wù)質(zhì)量和提高WMN網(wǎng)絡(luò)

2、使用效率，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　首先介紹了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)及其MAC協(xié)議，包括網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、特點(diǎn)、應(yīng)用與研究現(xiàn)狀等?？偨Y(jié)了全文的研究?jī)?nèi)容，包括MAC協(xié)議的功能，數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的支持，MAC功能機(jī)制及其參數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響，參數(shù)優(yōu)化方法等。搭建了實(shí)現(xiàn)MAC協(xié)議的WMN系統(tǒng)仿真平臺(tái)。
　　研究了MAC協(xié)議的信道競(jìng)爭(zhēng)接入機(jī)制，分析了協(xié)議參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，并且實(shí)現(xiàn)區(qū)分優(yōu)先級(jí)的競(jìng)爭(zhēng)接入(PCA)方式的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，給出功能

3、模塊的實(shí)現(xiàn)架構(gòu)與應(yīng)用接口。針對(duì)多種WMN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景，仿真了PCA工作方式和協(xié)議參數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響，包括網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)目、MAC幀長(zhǎng)度與PCA參數(shù)。仿真結(jié)果表明RTS/CTS工作方式適用于傳輸幀長(zhǎng)度較大以及節(jié)點(diǎn)數(shù)目較多的情況，得到了節(jié)點(diǎn)數(shù)目與工作方式切換的閾值?；贏IFS與CW參數(shù)的飽和點(diǎn)，AIFS與CW值設(shè)置的越小，優(yōu)先級(jí)越高，最先獲得傳輸機(jī)會(huì)越大，相應(yīng)吞吐性能也越好。通過調(diào)整AIFS與CW參數(shù)可以使得某一種特定業(yè)務(wù)優(yōu)先競(jìng)爭(zhēng)得到傳輸機(jī)

4、會(huì)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)區(qū)分服務(wù)，改善特定業(yè)務(wù)的性能。
　　研究了MAC協(xié)議的確認(rèn)重傳機(jī)制，分析三種機(jī)制對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響與差異，得到不同信道環(huán)境下對(duì)應(yīng)最佳傳輸幀長(zhǎng)與啟動(dòng)塊確認(rèn)機(jī)制的最佳幀數(shù)目。仿真結(jié)果表明，無確認(rèn)機(jī)制吞吐與時(shí)延性能最好，但無法提供可靠的保證;立即確認(rèn)機(jī)制可以為用戶業(yè)務(wù)提供可靠性，但也導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能下降;塊確認(rèn)機(jī)制改善了立即確認(rèn)機(jī)制的缺陷，在滿足可靠性的前提下提高了網(wǎng)絡(luò)性能，但需要有足夠的緩存空間。得到了業(yè)務(wù)QoS的需求與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模

5、下的最合適確認(rèn)重傳方式的選擇方法，提高了網(wǎng)絡(luò)性能。
　　研究了MAC協(xié)議的自適應(yīng)技術(shù)，分析調(diào)制方式與信道模型，信道狀態(tài)（如信噪比）與最佳速率選擇對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響。分析表明基于信道狀態(tài)信息，選擇合適的的調(diào)制方式與傳輸幀長(zhǎng)，可以提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐性能。分別針對(duì)AWGN和Nakagami-m信道模型，仿真了速率自適應(yīng)機(jī)制與8種固定速率傳輸機(jī)制下的網(wǎng)絡(luò)吞吐性能，結(jié)果表明速率自適應(yīng)機(jī)制在兩種信道下都可以改善固定速率機(jī)制的性能，在AWGN信道下速