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/碰撞退避多址接人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.     

IEEE 802.11无线局域网的TCP性能分析和改进

在分析IEEE 802.11无线局域网媒体接入控制（MAC）协议和传输控制协议（TCP）性能的基础上,提出了改进的MAC协议：BDCF.IEEE 802.11分布式协调功能（DCF）只支持前向数据传输,即数据帧只能由发送方传送到接收方.BDCF利用IEEE 802.11点协调功能（PCF）提供的数据帧格式,可以实现信息的双向传输,即收发双方相互交换数据帧.因此BDCF更适合传输面向连接的TCP业务.BDCF与IEEE 802.11完全兼容.仿真结果表明：BDCF可以提高网络吞吐量和降低数据帧的时延,理论分析结果基本准确.     

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。     

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.     

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.     

最优常数竞争窗口对WLAN的性能优化研究*

在IEEE 802.11网络中可通过监控信道获得系统中竞争节点数目,而IEEE 802.11DCF协议的设计并没有利用这一参数。因此,首先分析了在IEEE 802.11DCF中使用常数竞争窗口的可行性,提出了DCF/CCW这一改进协议,并对其进行系统吞吐量和接入时延分析。在此基础上,提出根据网络中竞争节点数目来选择最优常数竞争窗口的optimal-DCF/CCW协议。在optimal-DCF/CCW中,各终端首先利用S-DCF算法估算网络中竞争节点的数目,据此选择所应采用的最优常数竞争窗口Wopt的值。仿     

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。     

一种新的IEEE80.11 DCF有限负载性能分析模型

IEEE802.11的MAC协议采用基于CSMA/CA的DCF机制,针对该协议的非饱和性能理论评估问题,为DCF机制建立一个闭合排队网络模型。基于该排队模型推导出有限负载条件下无线网络传输率与吞吐量的表达式,并通过该模型理论分析了站点数量、传输负载、数据包大小对网络性能的影响。通过实验仿真结果与模型分析数据对比,验证了该模型能够有效地分析DCF机制的非饱和传输性能。     

IEEE 802.11e EDCA协议吞吐率性能分析模型

对IEEE 802.11e增强的分布式控制接入协议进行了详细分析,对比分布式协调功能DCF与增强的分布式控制接入EDCA之间的差别,提出了一种四维马尔科夫链模型,该模型将饱和条件情况和非饱和条件情况进行统一.该模型不仅考虑了退避计时器冻结状态、发送冲突状态、最大重传次数,还充分考虑了不同接入优先级流的内部冲突和TXOP...     

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.     

基于NS2的网络负载自适应DCF实现及性能分析

根据网络负载自适应DCF机制的工作流程,对NS2网络仿真软件的IEEES02.11无线局域网仿真模块-Mac802.11类进行了修改和扩展,实现了NS2对网络负载自适应DCF机制的仿真.结果表明,与标准DCF机制相比,网络负载自适应DCF机制时IEEE802.11无线局域网的吞吐量、时延、时延抖动和公平性等方面的性能均有所提高.     

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 802.11DCF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。     

Throughput analysis of the IEEE 802.11 distributed coordination function considering erroneous channel and capture effects

This paper presents a performance study of the distributed coordination function (DCF) of 802.11 networks considering erroneous channel and capture effects under non-saturated traffic conditions employing a basic access method. The aggregate throughput of a practical wireless local area network (WLAN) strongly depends on the channel conditions. In a real radio environment, the received signal power at the access point from a station is subjected to deterministic path loss, shadowing, and fast multipath fading. The binary exponential backoff (BEB) mechanism of IEEE 802.11 DCF severely suffers from more channel idle time under high bit error rate (BER). To alleviate the low performance of IEEE 802.11 DCF, a new mechanism is introduced, which greatly outperforms the existing methods under a high BER. A multidimensional Markov chain model is used to characterize the behavior of DCF in order to account both non-ideal channel conditions and capture effects.     

基于竞争终端个数区间的IEEE 802.11性能优化

IEEE 802.11的MAC协议采用基于CSMA/CA的DCF机制,研究发现,上述协议的性能随无线局域网中竞争终端个数的增加而迅速恶化.当竞争终端个数在一定范围内变化时,使用相同的优化协议参数,系统的性能都能接近最优.因此,设计了一个基于状态检测与竞争终端个数区间的自适应性能优化机制,DOOR(dynamicootimization on range).根据相关性能模型的分析,先将竞争终端的个数分为若干区间,并分别计算出各区间的优化协议参数.当系统检测到竞争终端个数发生变化时,根据其所处的区间,对相关的参数进行动态调整,从而有效地改善了协议的整体性能.同时还给出了相关理论模型和计算的详细说明,并尝试给出了划分区间的基本原则与方法.最后,实验仿真结果验证了新的方法能够根据竞争终端个数的变化对系统性能进行整体优化,在吞吐量和延迟等方面明显优于标准的IEEE 802.11协议.     

IEEE802.11e中基于无确认策略的EDCA机制研究

本文分析了IEEE802．11中DCF和IEEE802．11e中EDCA两种信道接入机制，研究了无确认策略在两种机制下对语音等实时业务QoS的支持能力。通过opnet软件仿真得出，相比于DCF，基于无确认策略的EDCA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。     

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.     

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。