無線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議性能分析與改善.pdf

1、無線網(wǎng)絡(luò)由于其靈活性高、安裝方便、覆蓋面積廣等諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)并一直會(huì)受到產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界的關(guān)注。由于無線網(wǎng)絡(luò)物理層的固有特點(diǎn)，它們所提供的性能相對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)還有很大差距。而負(fù)責(zé)分配無線資源、控制終端接入的無線網(wǎng)絡(luò)MAC層，對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體性能有極大影響。因此，對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的性能分析與性能改善具有非常重要的實(shí)際意義。本文主要做了如下工作： 1、無線城域網(wǎng)IEEE802.16在其上行媒體接入控制層采用時(shí)分復(fù)用和資源競(jìng)爭(zhēng)與預(yù)

2、留的方式進(jìn)行接入，各用戶站(SubscriberStation，SS)之間存在著競(jìng)爭(zhēng)與沖突，這將導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降。針對(duì)SS在碰撞以后的沖突解決過程，本文提出了一種快速有效的沖突解決算法——?jiǎng)討B(tài)退避控制算法DBC。在該算法中，基站(BaseStation，BS)動(dòng)態(tài)地控制SS的退避范圍，以增大每幀中競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙的利用率，從而提高M(jìn)AC層的數(shù)據(jù)吞吐量，降低SS的平均接入延遲。利用OPNET對(duì)該算法和原有的二進(jìn)制指數(shù)退避算法進(jìn)行仿真比較，結(jié)果表明

3、我們的算法對(duì)系統(tǒng)性能有一定的改善和提高。 2、IEEE802.16e中移動(dòng)站點(diǎn)如何節(jié)能是一個(gè)重要問題。睡眠模式中過多的偵聽操作會(huì)浪費(fèi)大量能量，縮短移動(dòng)站點(diǎn)的使用時(shí)間。本文建議了一種改進(jìn)的節(jié)能機(jī)制，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整移動(dòng)站點(diǎn)初始睡眠時(shí)間的大小，減少睡眠模式中的偵聽操作，從而節(jié)省了移動(dòng)站點(diǎn)在睡眠模式中的能量消耗。本文運(yùn)用馬爾可夫鏈模型對(duì)改進(jìn)的節(jié)能機(jī)制進(jìn)行了理論分析，并給出了睡眠模式中平均能量消耗和平均睡眠時(shí)長(zhǎng)的一般表達(dá)式。大量的仿真結(jié)果表

4、明我們的機(jī)制能獲得更好的節(jié)能效果，可以延長(zhǎng)移動(dòng)站點(diǎn)的使用時(shí)間。 3、傳統(tǒng)自適應(yīng)傳輸機(jī)制在相關(guān)慢衰落信道下系統(tǒng)性能較差。本文針對(duì)相關(guān)慢衰落信道，提出了一種層間聯(lián)合自適應(yīng)傳輸機(jī)制。本文利用有限狀態(tài)馬爾可夫鏈來描述相關(guān)衰落信道，并構(gòu)建一個(gè)多狀態(tài)馬爾可夫系統(tǒng)模型來分析系統(tǒng)吞吐性能，通過對(duì)物理層的調(diào)制方式和數(shù)據(jù)鏈路層(或MAC層)的傳輸分組大小的優(yōu)化，提高了系統(tǒng)吞吐效率。另外，還推導(dǎo)了系統(tǒng)平均吞吐效率的表達(dá)式。仿真結(jié)果表明我們建議的自適應(yīng)

5、傳輸機(jī)制在相關(guān)慢衰落信道上能獲得更好的系統(tǒng)性能。 4、當(dāng)一個(gè)藍(lán)牙微微網(wǎng)中同時(shí)存在面向連接的同步傳輸(SynchronousConnectionOriented，SCO)鏈路和無連接的異步傳輸(AsynchronousConnectionlessLink，ACL)鏈路時(shí)，ACL鏈路時(shí)隙的調(diào)度算法對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能有極大影響，而傳統(tǒng)調(diào)度算法在這種情況下性能很差。我們把藍(lán)牙系統(tǒng)中的時(shí)隙調(diào)度問題看成是一個(gè)預(yù)知k個(gè)物品信息的裝箱問題，據(jù)此，提