无线局域网中一种自适应RTS门限调整算法

媒体访问控制是无线局域网的重要部分,决定了具有受限通信带宽的无线信道的共享效率.IEEE 802.11系列标准基于现有以太网技术,具有良好的操作性和兼容性,已发展成为WLAN的主要标准.IEEE 802.11 DCF中有两种接入方式:基本方式和RTS/CTS方式.RTS/CTS方式是IEEE 802.11无线网络的可选握手过程,用于减小碰撞的可能性.决定使用RTS/CTS握手方式的RTS门限值是研究的重要参数,不同的取值对数据传送会产生不同的性能特点.文章通过分析IEEE 802.11 DCF分组发送成功和碰撞的持续时间,获得了RTS和基本方式下分组传输时间开销与分组长度的关系.给出了以最小化分组传输时间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冲突概率的预测实现了最优RTS门限的计算;给出了一个具体的RTS门限自适应调整算法,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RTS门限自适应调整算法明显减小了分组传送时收发器发送单位比特数据的时间开销.     

基于IEEE802.11的无线Ad Hoc网络的接入性能研究及算法改进

在研究IEEE802.11标准的基础上,查阅了Ad Hoc网络信道接入的相关资料,分析了IEEE 802.11信道接入协议的优缺点,提出了对IEEE 802.11DCF工作模式的改进建议,以提高整个系统的性能.本文所作的主要工作包括以下几个方面:1.对IEEE802.11所采用的BEB退避机制,在分析了其缺点的基础上,参照了相关的改进算法,如MILD、LMILD、EIED等,提出了基于信道状况,根据信道忙闲程度的不同来设定相应的竟争窗口的退避机制,缓解了信道接入时发生的不公平性,提高了系统吞吐量.2.对DCF的工作机制进行了改动,在延迟阶段对信道进行探测,以避免出现错误的阻塞,同时,根据节点收发RTS/CTS的情况,探测信道的状况,来确定是否可以并行传送数据,以提高吞吐量.3.对原有的IEEE8 02.11中RTS/CTS和DATA报文的重传门限进行了改进,引入了一种自适应机制来进行门限值得设定,以减少报文被丢弃的可能性,从而达到减少触发TCP拥塞控制机制可能性的目的,从而提高系统的吞吐量.4.使用网络仿真器NS2对相关的改进进行了模拟仿真,仿真结果表明,与原有的接入方案相比,改进后的方案在网络性能方面有所提高.本文针对IEEE802.11的缺陷,提出了一些改进,为Ad Hoc网络的研究,提供了一些参考,具有一定的参考价值和借鉴意义.     

无线IEEE 802.11网络多信道MAC性能建模与分析

IEEE 802.11动态频谱接入网络是当前协议和模型在无线网络研究中一直受到广泛的关注.虽然它的物理层支持多信道,但其MAC层对多信道的支持仍面临挑战.目前的多信道MAC研究大多基于仿真实验,缺乏性能分析模型.本文设计了一种简单通用的信道切换机制,将IEEE802.11MAC扩展成为一种多信道MAC.本文提出了三维马尔可夫链分析模型描述多信道MAC性能,刻画单信道内重传次数和多信道间切换对性能的影响,支持基本和RTS/CTS两种接入方式.仿真结果表明,该多信道MAC模型能够很好地预测系统的饱和吞吐量,系统性能随着重传次数的增加能得到提高,而切换信道数量的增加并不能总是带来性能的提高.     

一种基于跳变预约的多信道自组网MAC协议

文章提出了一种新的基于跳变预约的AdHoc网络多信道媒体接入协议(NHRMC),它综合了基于ATIM窗口的同步机制和基于等级的信道预约算法,有效地解决了多跳网络环境下隐终端问题。吞吐量性能分析和仿真实验结果表明,与IEEE802.11DCF的RTS/CTS机制相比,在一定假设条件下,网络的性能得到了明显的改善。     

面向多跳无线网络的无冲突MAC协议

多跳无线网络中隐藏节点导致节点之间的冲突频繁、数据重传率高、网络吞吐量下降.而802.11 DCF 中的RTS/CTS(ready-to-send/clear-to-send)机制不能有效地防止隐藏节点,特别是随着网络中节点通信速率的提高,由 于节点的信噪比要求也相应提高,接收节点受到更大范围内隐藏节点的干涉,RTS/CTS 机制防止隐藏节点的效率急剧降低.首先,在考虑网络积累干涉以及环境噪音的情况下分析了多跳无线网络中的隐藏节点问题.然后,提出一种双信道无冲突MAC(media access control)协议DCCFMA(double channel collision free media access).DCCFMA 协议采用双信道结构,接收节点根据数据信道中发送节点的信号强度动态调节控制信道的发射功率,以完全覆盖接收节点周围所有的隐藏节点,保证接收节点在接收过程中不受干涉.DCCFMA 协议能够有效地解决多跳无线网络中的隐藏节点问题.仿真结果表明,与802.11DCF 相比,DCCFMA 机制下的平均网络吞吐量增加了24%.     

非理想信道下无线局域网的性能分析

提出了一种在非理想信道下分析IEEE 802.11无线局域网的饱和吞吐量的方法。分析的过程中考虑到信道“捕获”和退避“冻结”的问题，采用条件概率建立了数学模型。在IEEE 802.11b无线局域网定义的不同数据速率下，利用该方法对基本访问机制和RTS/CTS访问机制进行了分析。仿真表明，分析结果与DCF模式下的饱和吞吐量是吻合的。     

一种基于移动自组网的联合检测MAC协议性能分析

在ad hoc移动自组网中,隐藏终端和暴露终端问题严重影响着MAC层的网络吞吐量性能。为了更好的解决隐藏／暴露终端问题,文献[3,4]提出了一种信道接入方法,即联合检测法。论文对此算法进行了改进,对RTS／CTS控制分组采用了载波侦听／冲突检测（CSMA／CD）策略,而对数据分组采用了基于发射端的码分配法。通过理论分析和仿真,表明提出的信道接入策略可获得较大吞吐量增益。     

支持多速率自适应的IEEE 802.11网络性能分析

针对基于自动速率回退(ARF)算法的多速率IEEE 802.11网络,给出了ARF算法分析的一种离散时间Markov链模型.模型的建立,考虑了节点在发送过程中,通过Basic与RTS/CTS模式的选择,对是否因为信道传输误码导致的失败进行的区分.利用算法模型,分析了节点在以随机概率选择不同发送模式的方式下,其采用各个传输速率的稳态概率分布,并在此基础上结合协议退避机制的研究,给出了多速率网络系统吞吐量性能的计算方法.通过大量的仿真实验,验证了模型分析方法具有很好的准确性,并讨论了算法以及MAC协议参数设置对网络性能的影响.     

802.11协议中RTS/CTS机制的安全漏洞分析

802.11协议中的RTS/CTS机制可以解决隐藏节点问题,通过分析RTS/CTS机制中的安全漏洞,发现由于RTS/CTS握手过程中没有认证机制,攻击者可以通过连续发送设定足够大网络分配矢量值的伪造RTS/CTS帧,以达到拒绝服务攻击的目的。在理论分析的基础上,使用aircrack-ng的软件开发包,在真实的无线网络环境中进行了实验,实验结果显示,RTS/CTS机制确实存在着被拒绝服务攻击的安全漏洞,可随时被攻击者利用,需引起充分重视。     

802.11g保护机制对网络性能影响的仿真与分析

在探讨IEEE802.11g保护机制工作模式的基础上,构建OPNET仿真网络以测试保护机制对WEAN网络性能的影响.实验结果表明,保护机制的引入可显著地降低WLAN网络吞吐率.纯802.11g模式下,网络平均吞吐率最大可达23.95 Mb/s;启用CTS-to-self保护机制的802.11b/g混合模式下,网络平均吞吐率仅为11.45 Mb/s,约为前者的50%;启用RTS/CTS保护机制时,网络平均吞吐率只有7 Mb/s,减少到前者的30%,且此时单个802.11g站点仅获得约7.5 Mb/s的TCP传输速率.为更好地规划和部署802.11无线网络提供了较准确的数据分析依据.