無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入算法及QoS分析研究.pdf

1、作為個(gè)人計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的一個(gè)重要的組成部分，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)掀起了移動(dòng)計(jì)算的新浪潮，在現(xiàn)實(shí)及未來(lái)的社會(huì)生活中將得到廣泛的應(yīng)用。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入算法及其QoS性能定量分析是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)研究與應(yīng)用的重要理論基礎(chǔ)和支撐技術(shù)，也是近年國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的歷史，就是一個(gè)創(chuàng)新的過(guò)程。隨著寬帶無(wú)線接入網(wǎng)以及第3代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(3G)技術(shù)的推進(jìn)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入?yún)f(xié)議、相關(guān)算法的理論基礎(chǔ)以及理論依據(jù)需要進(jìn)一步地研究、改進(jìn)和完善。

2、無(wú)線接入網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量的研究還處于開(kāi)始階段，最新標(biāo)準(zhǔn)中尚未提出可行、可靠的解決方案。另外對(duì)無(wú)線接入網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量性能的定量分析也是一個(gè)新的研究課題。 本論文主要對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入相關(guān)的退避算法、信道分配算法、AP負(fù)載均衡算法、控制策略接入算法及GPRS分組呼叫接入控制算法及QoS性能進(jìn)行系統(tǒng)分析和系統(tǒng)研究。 論文的主要研究工作包括以下5個(gè)方面： 1．基于IEEE 802.11DCF提出一種p'概率退避算法P_PBA，并對(duì)算

3、法進(jìn)行性能定量分析。P_PBA算法根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載信息來(lái)動(dòng)態(tài)地修改競(jìng)爭(zhēng)窗口值，有效降低碰撞概率，改進(jìn)完善了IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)CSMA/CA協(xié)議。仿真結(jié)果表明P_PBA算法在保持高吞吐量的同時(shí)維持較小接入時(shí)延，提高了網(wǎng)絡(luò)性能。 2．針對(duì)信道的不可靠性和用戶的移動(dòng)性，評(píng)估當(dāng)前使用信道的性能，采用信道“借用”分配技術(shù)，提出基于IEEE 802.11MAC協(xié)議的支持實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的信道分配算法和隊(duì)列緩存計(jì)算方法，并建模對(duì)新算法進(jìn)行QoS性

4、能分析。與IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，該算法性能更穩(wěn)定、高效。 3．提出在新終端接入過(guò)程中綜合考慮信號(hào)強(qiáng)度和APs的負(fù)載信息的負(fù)載均衡新算法。算法中借助鄰居圖，APs通過(guò)分布式系統(tǒng)交互信息，降低終端接入延遲。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本論文提出的算法由于同時(shí)考慮信號(hào)強(qiáng)度和AP的負(fù)載，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入的整體性能比標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)方法高。 4．以G/M/c/∞排隊(duì)系統(tǒng)為理論基礎(chǔ)建立新的系統(tǒng)模型，結(jié)合虛擬AP技術(shù)綜合考慮網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供

5、者的收益和用戶的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)，提出一種基于馬爾可夫決策的接入控制OPMAC算法，可作為IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的補(bǔ)充。通過(guò)示例定量計(jì)算、分析，驗(yàn)證了模型正確性。仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比表明，算法可以有效地為不同要求的業(yè)務(wù)提供不同的服務(wù)質(zhì)量。 5．在GPRS信道呼叫接入機(jī)制和信道建模的基礎(chǔ)上，提出基于ON/OFF狀態(tài)的吞吐量計(jì)算、帶寬分配系統(tǒng)分析模型和新的呼叫接入控制算法。給出馬爾可夫接入過(guò)程的解析分析和QoS定量計(jì)算，得到與實(shí)際吻合的