【摘 要】
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随着移动互联网的提出与发展,越来越多的智能终端需要通过802.11无线局域网接入因特网进行互联互通,有限的无线信道资源面临着更加严峻的考验。为了提高无线局域网信道资源的使用率,IEEE 802.11n在物理层引入MIMO和信道绑定技术,最高支持600Mbps的比特速率。同时,802.11n在MAC层提出帧聚合和Block ACK机制,极大地减少了协议传输接入的开销,提高了MAC层的工作效率。但是由
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随着移动互联网的提出与发展,越来越多的智能终端需要通过802.11无线局域网接入因特网进行互联互通,有限的无线信道资源面临着更加严峻的考验。为了提高无线局域网信道资源的使用率,IEEE 802.11n在物理层引入MIMO和信道绑定技术,最高支持600Mbps的比特速率。同时,802.11n在MAC层提出帧聚合和Block ACK机制,极大地减少了协议传输接入的开销,提高了MAC层的工作效率。但是由于帧聚合和Block ACK机制增加了传统基于802.11a/b/g设计的速率自适应算法对信道的反应时间,而且这类算法不能切换MIMO的工作模式,使其并不能很好地适配802.11n。因此,本文主要对802.11n的速率自适应算法进行了研究。本文在802.11n标准下对基于分组统计信息的RRAA算法进行了性能验证,重点分析了MIMO、帧聚合、Block ACK等机制对速率选择产生影响的具体原因,并以此为依据提出了联合动态聚合帧长机制的速率自适应算法Joda RA。首先,Joda RA采用RSSI和Sensor-hints两类信息来感知无线信道的通信状态,提高了无线信道状态感知的准确性和实时性。其次,为了使算法能够适应信道状态高度动态变化的环境,Joda RA提出了基于信道状态感知的速率选择策略,并设计了基于子帧丢失加权和的速率选择方案和基于发送端RSSI的速率选择方案,能够根据上层模块感知到的信道状态选取合适的速率选择方案。同时,本文通过在帧聚合机制下对吞吐量进行分析,发现聚合帧的长度会对系统的吞吐量产生影响。因此,Joda RA实现了动态聚合帧长机制,能够根据信道状态调整信道等级,从而设置聚合帧的最大长度。在本文实验验证中,使用NS-3仿真平台搭建了基于802.11n的无线局域网仿真环境,并在不同的信道环境下对Joda RA算法进行了性能验证。实验结果表明,在4种不同的信道环境下,Joda RA与RRAA、Minstrel HT和Sample Lite等速率自适应算法相比,UDP平均吞吐量分别提高90%、57%和22%。
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