無線Mesh網(wǎng)絡QoS保證MAC協(xié)議的研究.pdf

1、在無線通信技術的發(fā)展過程中，一種新興無線組網(wǎng)技術-無線Mesh網(wǎng)絡(WMN)越來越受到人們的關注。WMN不需要固定的基礎設施，具有快速部署、抗毀性強等特點，有著很高的應用價值與廣闊的應用前景。在支持多媒體業(yè)務的WMN網(wǎng)絡中，提供QoS保證的媒體接入控制(MAC,Medium Access Control)機制，對支持QoS保證的區(qū)分服務以及提高網(wǎng)絡吞吐量起到了關鍵作用。研究QoS保證的MAC協(xié)議，對用戶提供滿意的服務質(zhì)量和提高WMN網(wǎng)絡

2、使用效率，具有重要的理論意義和應用價值。
　　首先介紹了無線Mesh網(wǎng)絡及其MAC協(xié)議，包括網(wǎng)絡架構(gòu)、特點、應用與研究現(xiàn)狀等?？偨Y(jié)了全文的研究內(nèi)容，包括MAC協(xié)議的功能，數(shù)據(jù)傳輸服務的支持，MAC功能機制及其參數(shù)對網(wǎng)絡性能的影響，參數(shù)優(yōu)化方法等。搭建了實現(xiàn)MAC協(xié)議的WMN系統(tǒng)仿真平臺。
　　研究了MAC協(xié)議的信道競爭接入機制，分析了協(xié)議參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響，并且實現(xiàn)區(qū)分優(yōu)先級的競爭接入(PCA)方式的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，給出功能

3、模塊的實現(xiàn)架構(gòu)與應用接口。針對多種WMN網(wǎng)絡應用場景，仿真了PCA工作方式和協(xié)議參數(shù)對網(wǎng)絡性能的影響，包括網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)目、MAC幀長度與PCA參數(shù)。仿真結(jié)果表明RTS/CTS工作方式適用于傳輸幀長度較大以及節(jié)點數(shù)目較多的情況，得到了節(jié)點數(shù)目與工作方式切換的閾值?；贏IFS與CW參數(shù)的飽和點，AIFS與CW值設置的越小，優(yōu)先級越高，最先獲得傳輸機會越大，相應吞吐性能也越好。通過調(diào)整AIFS與CW參數(shù)可以使得某一種特定業(yè)務優(yōu)先競爭得到傳輸機

4、會，實現(xiàn)業(yè)務區(qū)分服務，改善特定業(yè)務的性能。
　　研究了MAC協(xié)議的確認重傳機制，分析三種機制對網(wǎng)絡性能的影響與差異，得到不同信道環(huán)境下對應最佳傳輸幀長與啟動塊確認機制的最佳幀數(shù)目。仿真結(jié)果表明，無確認機制吞吐與時延性能最好，但無法提供可靠的保證;立即確認機制可以為用戶業(yè)務提供可靠性，但也導致網(wǎng)絡性能下降;塊確認機制改善了立即確認機制的缺陷，在滿足可靠性的前提下提高了網(wǎng)絡性能，但需要有足夠的緩存空間。得到了業(yè)務QoS的需求與網(wǎng)絡規(guī)模

5、下的最合適確認重傳方式的選擇方法，提高了網(wǎng)絡性能。
　　研究了MAC協(xié)議的自適應技術，分析調(diào)制方式與信道模型，信道狀態(tài)（如信噪比）與最佳速率選擇對網(wǎng)絡性能的影響。分析表明基于信道狀態(tài)信息，選擇合適的的調(diào)制方式與傳輸幀長，可以提高網(wǎng)絡的吞吐性能。分別針對AWGN和Nakagami-m信道模型，仿真了速率自適應機制與8種固定速率傳輸機制下的網(wǎng)絡吞吐性能，結(jié)果表明速率自適應機制在兩種信道下都可以改善固定速率機制的性能，在AWGN信道下速