基于公平性的无线Mesh网络MAC层协议研究

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无线Mesh网络(Wireless Mesh Network,WMN)是一种高容量高速率的新型网络结构,它融合了WLAN(Wireless Local Area Network)和Ad hoc网络特点,具有很高的可靠性和灵活性。但在未来多媒体业务特别是实时视频业务大量出现的情况下,无线Mesh网络传统的IEEE 802.11e接入控制协议却不能保证网络各业务服务质量(Quality of Service,QoS)和公平传输要求。为此,研究基于接入公平性的802.11e策略就显得尤为必要了。本文着重研究MAC层接入控制协议如何在WMN带宽有限的情况下为各类业务提供QoS保证的问题。同时以支持多媒体业务以及实现业务公平性传输为目标,对基于IEEE 802.11的媒体接入QoS机制进行了性能分析,系统地研究了WMN的MAC协议,并提出了一些基于公平性传输的改进方案。本文第1章介绍论文的研究背景、研究内容以及组织结构。第2章详细描述了WMN的结构、特点、最新的应用方案以及网络优势。第3章介绍了802.11e EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)机制以及典型802.11e EDCA改进机制,并给出了对这些机制的评价,为下文得到基于公平性传输策略的打下了基础。第4章提出了“一种基于动态队列调度的公平性接入策略”,并对该策略进行了详细的描述和仿真分析,所得仿真结果与802.11eEDCA比较,发现该策略在一定程度上缓解了网络高负荷情况下竞争开销,提高了整个网络的吞吐量,并且解决了802.11eEDCA下网络高负荷时低优先级业务的无法得到传输机会的问题,保证了各业务在竞争传输中的公平性。第5章提出了“一种基于业务感知的802.11e公平性接入策略”,并对该策略进行了详细的描述和仿真分析,通过与EDCA的比较分析,发现该策略有效的解决了实时视频业务大量占据网络带宽的问题,提高了低优先级业务的吞吐量,合理的降低了实时视频业务的接入延迟,有力的保证了网络中各业务的QoS。最后,总结了全文并对今后的研究进行了展望。
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