WLAN mesh網(wǎng)絡(luò)多信道多速率分布式接入?yún)f(xié)議設(shè)計(jì)與建模研究.pdf

1、WLAN mesh網(wǎng)絡(luò)作為一種新型的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),它綜合了WLAN網(wǎng)絡(luò)和ad hoc網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)優(yōu)勢(shì),為實(shí)現(xiàn)無縫的寬帶無線接入服務(wù)提供了一種新的選擇。隨著WLAN mesh網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)潛力被人們逐漸認(rèn)識(shí),一些標(biāo)準(zhǔn)化組織開始研究和探討WLAN mesh網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)協(xié)議的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.11協(xié)議是無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域較早被業(yè)界認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。近年來,802.11協(xié)議體系逐漸在物理層增加了對(duì)多種傳輸速率的支持。例如IEEE802.11b協(xié)議允許

2、1Mbps、2Mbps、5.5Mbps和11Mbps四種傳輸速率,IEEE802.11a協(xié)議支持從6Mbps到54Mbps共8種傳輸速率。盡管上述協(xié)議在物理層支持多種傳輸速率,但在MAC層均未給出具體的鏈路速率動(dòng)態(tài)選擇機(jī)制。在多速率網(wǎng)絡(luò)中,占用信道的低速率鏈路需要更長(zhǎng)的時(shí)間完成數(shù)據(jù)傳輸,消耗了更多的信道資源,極大限制了高速率鏈路傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì),從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)整體性能的下降。為解決該問題,研究人員開始嘗試將多信道技術(shù)引入多速率網(wǎng)絡(luò)。然而在單接口

3、多信道網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)通過動(dòng)態(tài)切換信道的方式利用多信道,收發(fā)節(jié)點(diǎn)常常由于處在不同信道上而無法順利地進(jìn)行信道預(yù)約。
　　圍繞相關(guān)問題,本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)包括:
　　(1)詳細(xì)分析了多種傳輸速率的鏈路共存于同一信道時(shí)引發(fā)的性能瓶頸問題,以及單接口多信道網(wǎng)絡(luò)中的接收端忙問題,在DCF協(xié)議的框架內(nèi)提出了一種適用于WLAN mesh網(wǎng)絡(luò)的分布式多信道速率自適應(yīng)信道接入?yún)f(xié)議。該協(xié)議允許發(fā)送節(jié)點(diǎn)周圍的鄰居節(jié)點(diǎn)通過協(xié)作應(yīng)答的方式告知相應(yīng)接收節(jié)點(diǎn)的

4、所處信道,接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前信道質(zhì)量合理選擇傳輸速率和傳輸信道并反饋給發(fā)送節(jié)點(diǎn)。通過上述機(jī)制,協(xié)議將不同傳輸速率的鏈路分離在不同的信道上。仿真結(jié)果證明,該協(xié)議能避免不同傳輸速率鏈路之間的相互干擾,有效解決接收端忙問題,從而顯著提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能。
　　(2)針對(duì)WLAN mesh網(wǎng)絡(luò)的信道切換問題,本文在自主提出的MCRA協(xié)議的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化為一種簡(jiǎn)單的信道分配協(xié)議SM-MAC,并用三維馬爾科夫鏈建模分析。模型準(zhǔn)確的刻畫出單信道重傳次數(shù)