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随着无线局域网的广泛应用以及多媒体技术的发展,人们对WLAN中的语音、视频等实时业务的需求越来越多。因此,WLAN中实时业务的QoS研究成为热点。IEEE 802.11标准是目前应用最广泛的无线局域网标准。由于该标准不支持QoS, IEEE委员会提出对802.11标准的QoS增强修订版本IEEE 802.1le。
IEEE 802.1le标准提出两种信道接入机制:基于竞争的EDCA机制和基于轮询的HCCA机制。EDCA机制提供基于优先级的QoS支持,不能保证实时业务的QoS; HCCA机制提供参数化的QoS支持。因此,本文研究提供参数化QoS支持的HCCA机制。
首先,本文详细介绍了IEEE 802.11和802.1le的信道接入机制,即DCF、PCF、EDCA以及HCCA这四种信道接入机制,并且分析了802.11 WLAN中的QoS问题。然后,本文提出一种多休假排队分析模型深入分析HCCA参考调度算法。针对参考调度算法对于VBR业务的适用性,采用排队模型分析了时延、丢包率以及队列长度,揭示HCCA参考调度算法并不适用于VBR业务。
接下来,论文重点研究参考调度算法的改进方案,提出基于业务量预测并最优化分配TXOP的HCCA调度算法。改进主要体现在两个方面:一方面是采用离散小波变换域的LMS算法预测VBR业务的业务量,另一方面是最优化分配TXOP。论文根据数据包的时延区分业务紧急程度,引入业务发送效益,提出最优化模型,进而将分配算法映射成经典背包问题,得出最优化分配算法。最后,增加基于时延监测的接纳控制算法,作者提出改进的HCCA调度算法,并通过仿真说明改进算法的性能优于参考调度算法。