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IEEE 802.11e的EDCA机制及其改进算法研究

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1 绪 论

1.1课题研究背景

1.2课题研究的意义

1.3国内外研究现状

1.4课题研究的主要内容及章节安排

2 WLAN及IEEE802.11 协议

2.1 WLAN概述

2.2 IEEE802.11无线局域网及其相关协议

2.3 IEEE 802.11 协议物理层详述

2.4 IEEE 802.11在提供QoS方面的局限性

2.5 本章小结

3 IEEE802.11e EDCA 机制性能研究

3.1 IEEE802.11e EDCA概述

3.2 理论研究现状

3.3马尔科夫理论模型

3.4 DCF与EDCA性能仿真分析

3.5信道资源分配存在的问题与解决方案

3.6 本章小结

4一种改进的EDCA机制—MTS-EDCA

4.1 MTS-EDCA机制的提出

4.2 MTS-EDCA机制原理

4.3 MTS-EDCA机制数学模型

4.4 MTS-EDCA机制仿真分析

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录:

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摘要

随着无线通信的迅速发展,越来越多的移动终端需要采用一种方便快捷的方式接入Internet,于是无线局域网(WLAN)应运而生。WLAN是在有线局域网的基础上,为了解决布线困难和实现移动而发展起来的一种计算机局域网。WLAN从推出到现在,相应的标准不断更新,如IEEE802.11系列无线协议,Home RF,蓝牙和Liper LAN等,其中基于IEEE802.11标准的无线局域网近年来得到了快速发展和广泛的应用,由于IEEE802.11不能对业务提供很好的QoS支持,其增强协议IEEE802.lle的提出正好弥补了这一缺陷。
  IEEE802.11e协议在MAC层引入混合协调功能(HCF),其包括两种接入机制,即增强型分布式信道访问(EDCA)和混合协调功能控制信道访问(HCCA)两种信道访问方式。其中EDCA是基于类似于802.11DCF所包含的CSMA/CA方法的竞争接入机制,它在DCF的基础上增加了区别优先级服务,保证了不同优先级服务的QoS,但当网络规模较大,尤其当网络负荷变大时,IEEE802.11e协议存在着资源占用不合理的问题,所以本课题研究是很必要的,课题研究的内容有着重要的研究价值和实用意义。
  论文首先对课题的学术研究价值和实用意义以及国内外的研究现状进行了分析,然后分析了IEEE802.11分布式协调功能(DCF)和点协调功能(PCF),重点研究并归纳IEEE802.11e协议的技术特点和核心原理,接着建立马尔科夫模型,并推导出EDCA的网络吞吐量以及网络延迟表达式,最后针对IEEE802.11e协议信道中存在的资源占用不合理的问题,提出了一种优化改进的EDCA机制——MTS-EDCA机制,并通过网络仿真验证了该机制的效果,结果表明MTS-EDCA在很大程度上改善了信道资源占用不合理情况。

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