支持QoS的IEEE 802.11的分布协调功能(DCF)算法

IEEE802．11是一种无线局域网标准，它采用CSMA／CA算法，有两种工作模式——DCF和PCF。当无线站点工作于DCF模式时，可以方便地构建自组网络.DCF模式是一种随机的无线信道共享方式，不能保障语音、视频等实时业务。本文按照各种业务的服务需求，在DCF中引入并行优先级队列，使这些队列接入信道的参数DIFS和CW与各种类型应用相对应，从而在MAC层中实现服务区分。     

基于IEEE802.11e EDCA的接纳控制方案

随着无线局域网的快速发展,人们对服务质量提出了迫切的要求,IEEE 802．11e协议应运而生,为QoS的实施提供了参考标准。EDCA是802．11e中实现QoS的分布式机制,本文基于EDCA,提出了一整套接纳控制方案和EDCA参数调节机制。本方案QoS参数考虑全面,实现简单,而且能够运用在全分布的ad hoc网络中。     

IEEE802．11MAC层性能分析及改进方案

IEEE802．11作为无线局域网的MAC层规范而被广泛研究。介绍了IEEES02．11MAC协议中最基本的功能-DCF（分布式协调功能）的访问机制。在DCF研究的基础上对MAC层的性能进行了研究和分析,并针对802．11DCF的退避机制问题提出改进方案。     

基于802.11e EDCA的无线网络传输性能仿真与分析

首先从理论上对比分析了IEEE 802.11 DCF和IEEE 802.11e EDCA这两种MAC接入机制;然后运用NS2网络模拟软件,仿真网络中视频、FTP和背景流在不同MAC协议网络中的性能表现,证实了IEEE 802.11e EDCA能提供QoS支持,提升无线网络传输性能。     

IEEE 802.11e EDCA机制的一种参数调节策略

研究了IEEE 802.11e EDCA机制的原理和无线信道利用模型,阐明了EDCA参数设置对其性能的重要性。在此基础上,提出了一种简单有效的参数调节策略。仿真结果表明,该参数调节机制在保证实时业务要求的同时,可以显著提高数据流的吞吐率,优化了EDCA机制的运行性能。     

WLAN基于竞争的信道接入机制分析研究

在文中,首先介绍了IEEE802.11 MAC层采用的DCF接入机制,然后介绍了IEEE802.11e MAC层采用的EDCA机制。对比分析DCF和EDCA接入机制,指出优点和不足,提出了下一步的研究方向。     

有效的无线局域网接纳控制机制

针对IEEE802．11e混合协调功能框架没有给出实现接纳控制决策和具体计算接入时间方法的缺陷,提出一种支持实时业务的自适应接纳控制机制AAC。该机制考虑实时业务的突发特性与网络负载等因素,在保证系统现有业务丢包率与时延要求的前提下,通过动态分配发送机会提高系统的吞吐量。仿真实验以及与IEEE802．11e参考接纳控制机制的比较表明,该机制可以有效地降低实时业务的时延与丢包率,提高系统的吞吐量。     

802.11e无线局域网QoS技术研究

本文分析了IEEE802.11中DCF、PCF和IEEE802.11e中的EDCF、HCF四种接入机制。研究了这四种机制对实时业务的QoS支持能力。通过NS-2软件仿真得出,相比于802.11中的DCF、PCF,802.11e中的EDCF、HCF机制提高了实时业务的QoS。对当前WLAN网络中实时业务的传输有着重要的指导意义。     

802.11e无线局域网QoS技术研究

本文分析了IEEE 802.11中DCF、PCF和IEEE 802.11e中的EDCF、HCF四种接入机制.研究了这四种机制对实时业务的QoS支持能力.通过NS-2软件仿真得出,相比于802.11中的DCF、PCF,802.11e中的EDCF、HCF机制提高了实时业务的QoS.对当前WLAN网络中实时业务的传输有着重要的指导意义.     

IEEE802．11无线局域网非饱和吞吐量分析

当前关于IEEE802．11无线局域网DCF性能分析研究通常假设网络工作在饱和条件下，但是对于实际的IEEES02．11局域网而言，非饱和工作状态更为普遍。本文针对非饱和条件下的IEEE802．11无线局域网，提出了一种基于二维马尔可夫链的分析模型，推导得到吞吐量与网络非饱和程度之间的定量数学表达式。结果表明，非饱和吞吐量可以超过饱和吞吐量，在一定的非饱和程度下，网络吞吐量可以最大化，在多数情况下RTS／CTS接入机制优于基本接入机制。     

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,IEEE 802.11工作组在IEEE 802.11 DCF(distributed coordination function)的基础上推出了支持QoS的IEEE 802.11 EDCA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.     

IEEE 802.11e EDCA在Ad Hoc网络中应用仿真分析

IEEE 802.11e EDCA协议通过采用MAC层业务区分的方式,提供网络的QoS支持.分析并比较了802.11e EDCA对802.11 DCF的改进,并通过NS2仿真分析EDCA在Ad Hoc网络中的应用情况,进一步讨论并仿真实现了对EDCA协议参数的分析.仿真结果表明,EDCA在多跳Ad Hoc网络中仍保持了其有效性,实现业务区分并提高了网络的吞吐量等性能,同时协议参数的不同将极大的影响系统性能,通过优化设置参数可以进一步提高系统性能.     

Throughput analysis of IEEE 802.11e EDCA under heterogeneous traffic

The amended version of IEEE 802.11e defines the enhanced distributed channel access (EDCA) for quality of service (QoS) connections. EDCA provides a priority scheme to classify different traffic categories by the arbitration inter-frame space (AIFS), and the initial and maximum contention window sizes. Most previous Markov chain analyses of EDCA have concentrated on the effect of contention window size, they neglected the effect of AIFS. In this paper, we consider of AIFS events among each back-off procedure and evaluate the saturation throughput of the IEEE 802.11e EDCA under heterogeneous traffic scenarios. The analytical model is based on the differentiated AIFS and uses the discrete time slot to analyses the external collision time. We take advantage of extensive simulation studies to validate the accuracy of the proposed model. Our models accurately estimate the effects of varied back-off window size and AIFS under heterogeneous traffic.     

QoS 区分的自适应p-Persistent MAC 算法对信道利用率的动态优化

在无线局域网中提供服务质量(QoS)保证的MAC 算法应该满足业务区分服务的要求和系统性能的整体最优.以往的此类自适应MAC 算法依赖于对不同级别的竞争业务数目进行估计,计算过于复杂.提出一种基于QoS区分的自适应p-persistent MAC 算法,QDA-MAC(QoS differentiation based adaptive MAC scheme).该算法引入了新的参数-坚持因子(persistent factor),其优化值能够实时反映网络负载的变化情况,结合近似优化的自适应方法,每次发送尝试后,该算法不需要估计每类竞争业务的数目,利用坚持因子的优化值实时更新各类优先级业务的发送概率,调整相应的协议参数,系统的性能也能接近最优.仿真结果验证了该算法不仅能够根据竞争业务数目的变化对系统的性能进行整体优化,而且能够提供业务区分服务,在QoS区分的基础上可以为实时业务提供严格的QoS保证,尤其在信道利用率和时延等方面明显优于标准的IEEE 802.11 DCF 和IEEE 802.11e EDCA 机制.     

Nonsaturation throughput enhancement of IEEE 802.11b distributed coordination function for heterogeneous traffic under noisy environment

In this paper, we propose a mechanism named modified backoff (MB) mechanism to decrease the channel idle time in IEEE 802.11 distributed coordination function (DCF). In the noisy channel, when signal-to-noise ratio (SNR) is low, applying this mechanism in DCF greatly improves the throughput and lowers the channel idle time. This paper presents an analytical model for the performance study of IEEE 802.11 MB-DCF for nonsaturated heterogeneous traffic in the presence of transmission errors. First, we introduce the MB-DCF and compare its performance to IEEE 802.11 DCF with binary exponential backoff (BEB). The IEEE 802.11 DCF with BEB mechanism suffers from more channel idle time under low SNR. The MB-DCF ensures high throughput and low packet delay by reducing the channel idle time under the low traffic in the network. However, to the best of the authors' knowledge, there are no previous works that enhance the performance of the DCF under imperfect wireless channel. We show through analysis that the proposed mechanism greatly outperforms the original IEEE 802.11 DCF in the imperfect channel condition. The effectiveness of physical and link layer parameters on throughput performance is explored. We also present a throughput investigation of the heterogeneous traffic for different radio conditions.     

A cross-layer TCP enhancement in QoS-aware mobile ad hoc networks

With the increase of multimedia traffic over the Internet, current network protocols are largely concerned with the QoS requirements of delay-sensitive applications. In Mobile Ad-hoc Networks (MANETs), the majority of protocols developed to date provide QoS mechanisms by assigning high priority to delay-sensitive applications. While today’s Internet traffic is still dominated by TCP-based applications, the negative effects of the IEEE 802.11e service differentiation scheme on TCP performance in the presence of high priority traffic have not been adequately addressed in the literature. In this paper we first evaluate the performance of TCP in 802.11e MANETs when competing with high priority VoIP traffic. We then propose a novel TCP-friendly scheme, called IEDCA, to improve IEEE 802.11e EDCA mechanism. Our simulation-based performance study demonstrates that our proposed scheme IEDCA not only improves the performance of TCP significantly, it also facilitates the voice traffic transmission.     

无线Mesh网中具有QoS保障的MAC算法

(中南民族大学电子信息工程学院,武汉 430074)