一种基于80211协议的改进接入算法研究及其性能分析.ppt
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1、,一种基于802.11协议的改进接入算法研究及其性能分析,西安电子科技大学 信息科学研究所.宽带无线网络实验室 2003.12.22 Presented by Hong He,宽带无线数字通信课程报告,2/26,IEEE 802.11 协议简介、问题的提出 本研究领域已取得的成果 DCC 算法的描述 EDCC 算法 结论,内容:,3/26,IEEE 802.11 协议简介(),MAC Protocols 基本: Distributed Coordination Function (DCF) CSMA/CA based Binary Exponential Backoff rules 可选: P
2、oint Coordination Function (PCF),Source,Dest,DATA,ACK,Source,DESt,RTS,CTS,DATA,ACK,DCF,4/26,IEEE 802.11 Protocol Backoff Algorithm,二进制指数退避算法,C,c,c,s,c,c,c,c,c,c,s,s,CWmin,CWmax,CW,t,BackOff Counter = INT(Rnd()*CW_Size),初始化: uni0,CW-1 退避计数器非零: decremented for each idle slot 零: transmit,更新步骤:,(BEB 算法)
3、,5/26,例:RTS/CTS Access Scheme,BUSY,RTS,CTS,NAV (RTS),DATA,ACK,NAV(CTS),RTS,RTS,SIFS,A,B,Others,BO=3 (set),BO=8 (set),DIFS,DIFS,DIFS,DIFS,BO=5 (set),BO=5(resume),BO=5 (suspend),BO=0,collision,DIFS,DIFS,BO=15 (set),BO=10 (set),基于CSMA/CA的接入方式: CSMA: 传输之前至少要侦听信道空闲时长DIFS CA: DIFS 时长后随机退避一段时间再发送以避免碰撞,6/26
4、,IEEE 802.11 Protocol 存在的问题:,The increase of the CW_SIZE is obtained paying the cost of a collision. 以一次碰撞为代价增加碰撞窗口CW_Size的值。 After a successful transmission,no state informatio indicating the actual contention level is maintained. 每次成功发送以后,并没有寄存器记载网络最新的拥塞程度。以 规划自己下一次的发送动作 No algorithm to Estimate t
5、he stations numbers those are Completeing the common radio Channel. 没有一个标准化的算法来估算不同时刻网络中激活站点的数目,以规划自己下一次的发送动作。,7/26,本领域的研究热点(),Giuseppe Bianch etc:文献 1 研究了不同网络负荷(竞争节点个数不同)条件下,退避算法的各 项参数(CWmin、CWmax)对协议吞吐量的影响。提出了一种提高协 议吞吐率的ACW( Adaptive Contention Window)算法。 研究表明:()IEEE 802.11 协议中所采用的基本的CSMA/CA接 入机制存
6、在许多问题。特别是网络的吞吐率严重受限 于网络的竞争节点数(the number of active statio ns)以及网络负荷(the total load offered to th e system)。 () 提出了通过估计网络中竞争节点个数的方法来 动态调整竞争窗口的大小提高协议效率的思路,通过 对ACW算法的仿真,验证了自己的思路。,8/26,本领域的研究热点(),Giuseppe Bianchi: (Italy)67 研究成果: (1) 在有限终端和理想信道的条件下,提出了一个简单、即适于基本接入又适用于RTS/CTS接入模式的分析模型,用于分析IEEE 802.11协议DC
7、F功能的吞吐率。 (2) 系统地分析了802.11 DCF算法,提出了一个估计激活节点数目的数学公式. (3) 验证了在基本接入的条件下,网络的性能强烈依赖于网络的两个参数:最小竞争窗口(CWmin),激活节点数目(Number_active_Station). (4) 文献7讨论了802.11 DCF条件下估计激活节点数的算法,通过对已有ARMA滤波的思想的分析,提出了一种增强型的ARMA滤波算法:Extended Kalman filter estimate,仿真表明其更能有效得追踪节点数目的变化。,9/26,本领域的研究热点(),Federico Cali . Marco Conti e
8、tc ( Italy ) 234,提出了一种p-persistent IEEE 802.11 protocol 分析模型。 分析推导了能够使协议达到最大吞吐率的竞争窗大小. Show the current binary exponential backoff algorithm opera tes far from the theoretical limit. 表明目前标准协议中所采用的二进制指数退避使得系统的容 量远远小于理论极限值。 Propose an IEEE 802.11+ protocol that on-line dynamically tu ne the contention
9、 window. 提出了一种在线实时调整竞争窗口大小的802.11协议,并进 行了系统仿真,表明802.11协议能够很大程度地提高系统的 容量。,10/26,本人在此领域的研究工作,通过对宽带无线数字通信课程的学习以及大量文献的阅读和思考,研究了DCC 机制的性能,在DCC原有的基础上进行了改进,提出了一种增强型的EDCC算法。 选取了一种仿真工具:OPNET 来验证自己的思路,并给出了最后的仿真结果。,DCC 算法的描述,主线结构, EDCC机制的提出,11/26,提出DCC 机制的背景: 我们知道:对于一个WLAN网络来说,共享无线资源的浪费主要是由于两方面的原因: 1.轻负荷条件下,退避
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- 一种 基于 80211 协议 改进 接入 算法 研究 及其 性能 分析
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