快速冲突分解算法及其性能分析

介绍并分析了一种新的基于竞争的无线局域网MAC层冲突分解算法,称为快速冲突分解(FCR)算法。此算法可以使IEEE802.11无线局域网的MAC层在DCF竞争方式下更快地分解冲突,并且减少平均空闲退避时隙数,有效地提高IEEE802.11无线局域网的性能。     

IEEE 802.11无线局域网的一种新的加密机制

IEEE802.11无线局域网的加密采用RC4加密算法,RC4算法本质上是一个伪随机数生成算法,本身有缺陷,本文在对IEEE802.11无线局域网的加密机制进行分析的基础上,引入了一种新的伪随机数生成方法———Fastpacketkeying,并提出了改进方案.     

基于OFDMA面向QoS保障的新型多址接入协议

下一代无线局域网(wireless local area network,WLAN)IEEE 802.11ax标准委员会将高服务质量(quality of service,QoS)保障作为下一代WLAN的重要技术目标之一。由于无线业务种类繁多,因此对QoS的要求必然也是多种多样,然而现有的基于正交频分多址(orthogonal frequency division multiple access,OFDMA)的介质访问控制(media access control,MAC)协议均不能很好地支持QoS多样化且要求高的特点。针对这一问题,提出了一种面向QoS的下一代WLAN OFDMA多址接入协议。在该协议中,一方面考虑后向兼容性,沿用IEEE 802.11e的4种优先级业务;另一方面引入面向QoS的优先级调度算法以支持未来无线业务QoS多样化且要求高的特点。最后,通过仿真验证所提协议QoS-OFDMA MAC的系统有效吞吐量比顺序调度算法的OFDMA MAC和比例公平调度算法的OFDMA MAC分别提高了57.8%和59%。     

基于数据链路层的无线入侵检测

由于无线传输的固有特性及IEEE802.11标准的安全漏洞,无线网络很容易受到攻击,而传统的入侵检测系统在用于无线网络时具有很大的局限性。针对无线攻击的特殊性,提出并实现了一个无线入侵检测系统。该系统在LINUX操作系统下运行,对无线传输的原始数据进行捕获,并根据IEEE802.11MAC层的特性,对无线传输进行分析,从而对WARDRIVING入侵、非法AP、DOS攻击及MAC地址欺骗等攻击行为进行检测。测试结果表明,该系统对无线网络入侵能进行有效的检测和监控。采用该系统并加上其它安全策略,可对无线局域网的安全提供基本的保障。     

无线局域网中MAC层QoS算法

本文通过对IEEE802.11无线局域网的媒体接入控制（MAC：MediaAccessControl）层QoS（Quality of Service）支持技术进行研究,介绍了QoS参数,认识MAC接入机制DCF对提供QoS方面存在的局限性,提出了PCWA（Practical Contention Window Adjustment）算法,根据通信数据流状况模式（traffic pattern）,不断调整高优先级的最佳竞争窗口尺度,使整个系统实时业务获得最大的吞吐率和最小的等待时间。     

无线局域网中的介质访问控制技术的介绍

首先介绍了无线局域网中的介质访问控制(MAC)技术的基本概念以及MAC的作用,然后介绍了两种流行的无线局域网标准IEEE802.11和HiperLAN2中所采用的介质访问控制技术,并对比了这两种方式的优缺点。     

基于IEEE802．11无线Mesh网络的MAC层协议研究

通过分析802.11 MAC协议在支持无线 Mesh网络连接时,TCP层会产生不稳定、不公平、不共存问题,验证了IEEE802.11 MAC协议不能很好的支持无线多跳网络.     

无线局域网中会话型语音业务的实现及效率

为在无线局域网中支持高服务质量（QoS）要求的会话型语音业务，提出一种新的系统实现方案，给出了由无线终端、无线接入点、语音网关、因特网等组成的网络结构模型.无线局域网内部的协议栈自应用层到介质接入控制（MAC）层采用RTP/UDP/IP/LLC802.2/802.11e结构.在MAC层接入方面，提出一种基于IEEE 802.11e标准中混合协调方式（HCF）的改进型多点调度(Multipoll)方式.设计了调度帧结构和调度时序，推导了满足时延和带宽要求的准入协商、Multipoll和单点调度(Singlepoll)的调度效率公式.仿真结果表明，该方案可以实现会话型语音业务，保证其带宽、最大时延等QoS要求；Multipoll是比Singlepoll效率更高的调度方式.多用户条件下仿真所得的吞吐量与所推导公式的计算结果非常接近，表明推导的调度效率公式可用于系统吞吐量的精确估计.     

基于IEEE802.11a协议的频偏估计研究

研究了基于IEEE802.11a协议的无线局域网系统的频偏估计问题,介绍了IEEE802.11a系统中前导序列的特点和作用,阐述了传统频偏估计算法,并在此基础上给出改进算法.仿真结果表明改进的算法优于传统算法.     

UWB局域网络MAC中改进排外范围的算法

以Win-ScholtzUWB物理层为模型,针对IEEE802.11协议,在分析了多用户IR-UWB系统性能的基础上,对使UWB无线局域网利用率达到最大的MAC协议进行了改进。提出了在发射节点个数较少的情况下可取消排外范围的一种简化算法。该算法简化了协议的复杂性、减小了计算量、易实时实现。仿真结果表明:无排外范围的MAC协议在发射节点个数较少、信噪比较低时与采用最佳排外范围MAC协议的网络利用率接近,由此验证了该算法的有效性和优越性。     

基于IEEE802.11eEDCA模型吞吐量的改进研究

研究了IEEE802.11e协议的EDCA(Enhanced Distributed Coordination Access)模型的原理及工作方式,阐述了EDCA模型不同的参数设置对各种业务的QoS(Quality of Service)的保障所产生的不同影响,结合现阶段关于EDCA模型性能的研究成果,针对IEEE802.11e关于QoS的保障缺陷,提出了旨在提高ED-CA模型吞吐量的研究方案,并通过仿真数据证明此方案确实能提高业务的吞吐量.     

WLAN中非完全合作博弈策略的MAC协议

IEEE802.11e机制中采用重设竞争窗口的机制提高无线局域网的QoS,但是,在高竞争的情况下低优先级的业务资源却被高优先级业务耗尽,导致传输不公平,低优先级业务吞吐量低,针对此问题,在EDCA的基础上提出在不同节点之间使用非完全合作博弈理论,竞争与合作相结合的策略,在不影响高优先级业务的QoS前提下,保证低优先级的业务,提高传输的公平性.仿真结果表明,与802.11eEDCA相比,该策略有效地实现了吞吐量与公平性的折中.     

无线局域网中业务流接入控制的博弈论算法

提出一种IEEE 802.11无线局域网中的用户流接入控制(AC)算法．通过建立用户流的QoS满意度(UQS)函数,将用户与接入点(AP)之间的接入控制决策过程建模为UQS最大化下的非协作博弈;根据此博弈的纳什均衡解,在不同的网络负载条件下,给出AP的最优接入控制策略(G-AC)．仿真结果表明:G-AC算法能够为接入的用户流提供定量的QoS保证;并且,同传统的截止优先权AC算法(CP)相比,G-AC算法可以根据网络负载状况自适应的改变接纳策略,从而获取更高的带宽资源利用率(平均吞吐量高于CP算法10％),并为服务商带来更高的网络收益．     

车辆网络MAC层的Markov链综合分析模型

应用于车载自组网的IEEE 802.11p媒体接入控制（MAC）层采用增强型分布信道接入机制,为验证该机制能否满足不同类型消息的服务质量（QoS）,在考虑不同竞争窗口值、消息内部碰撞和信道忙时的退避挂起机制的基础上,构建了基于二维Markov链的分析模型,该模型综合了饱和情况和非饱和情况. 通过该模型,分析了不同类型队列消息的归一化吞吐量和丢包率性能指标. 结果表明,归一化吞吐量随车辆数的增加而减小,随不同类型数据包产生量的增加而增加;丢包率随车辆数的增加而增加;高优先级队列始终有较大归一化吞吐量值. 验证了IEEE 802.11p能保证不同类型消息的QoS.     

基于竞争限制的IEEE 802.11最优省电模式

在基于IEEE 802.11分布协调功能的无线局域网中,为解决每次beacon帧发送后竞争加剧的问题,提出了一种最优省电模式。该机制以成功竞争到信道的站点个数最大化为目标,通过修改beacon帧中的业务指示表域限制过度竞争。该机制还定义了下行优先级区分度参数α,以刻画不同业务优先级的差距。此外还建立了使用标准省电模式和最优省电模式时下行固定速率业务的功耗模型。理论分析和仿真结果表明,该机制能显著改善无线局域网的吞吐量和功耗性能,并可区分优先级。     

无线局域网WEP安全机制的研究

WEP协议是IEEE802.11标准规定的数据加密机制,虽提供了64位和128位的密钥机制,但仍然存在许多缺陷.详细分析了WEP的工作原理,并说明了WEP存在的安全问题,最后讨论了相应的解决方案.     

A random adaptive method to adjust MAC parameters in IEEE802.11e WLAN

The IEEE 802.11e standard is proposed to provide QoS support in WLAN by providing prioritized differentiation of traffic. Since all the stations in the same priority access category (AC) have the same set of parameters, when the number of stations increases, the probability of different stations in the same AC choosing the same values will increase, which will result in collisions. Random adaptive MAC (medium access control) parameters scheme (RAMPS) is proposed, which uses random adaptive MAC differentiation parameters instead of the static ones used in the 802.11e standard. The performance of RAMPS is compared with that of enhanced distributed coordination access (EDCA) using NS2. The results show that RAMPS can reduce collision rate of the AC and improve the throughput by using adaptive random contention window size and inter-frame spacing values. RAMPS ensures that at any given time, several flows of the same priority have different MAC parameter values. By using the random offset for the inter-frame spacing value and the backoff time, RAMPS can provide intra-AC differentiation. The simulation results show that RAMPS outperforms EDCA in terms of both throughput and end-to-end delay irrespective of the traffic load. Foundation item: Project(60673164) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(06JJ10009) supported by the Natural Science Foundation of Hunan Province, China; Project(20060533057) supported by the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China; Project(2008CB317107) supported by the Major State Basic Research and Development Program of China; Project(NCET-05-0683) supported by the Program for New Century Excellent Talents in University     

应用于802.11e无线局域网QoS区分的新机制

针对802.11e无线局域网中的不公平现象,即当网络负载较大时低优先级数据流的吞吐量几乎为零,提出一种新的媒体接入控制机制P-EDCA,实现按数据流权重公平的系统带宽资源分配．P-EDCA支持802.11e的多优先级队列结构,通过站点内部的队列调度机制保证各队列分组获取公平的站点发送权; 通过站点之间的信道竞争机制保证各站点获取公平的信道访问机率．仿真表明,P-EDCA能够精确实现按权重、成比例的带宽资源分配．与EDCA相比,在满足高优先级数据流QoS需求的前提下,P-EDCA能够将低优先级数据流的时延降低50％．