论文部分内容阅读
近年来，无线局域网(WLAN)以其安装便捷、使用灵活等优势，得到了大规模的部署。WLAN上承载的业务也覆盖了从标准互联网业务到实时业务的范围。实时业务对服务质量(QoS)有较高的要求，传统的IEEE802.11不能提供QoS保障。为此，IEEE工作组推出了802.11e协议来增强WLAN的QoS保障，其中增强分布式信道访问(Enhanced Distributed ChannelAccess，EDCA)机制由于其分布控制、健壮性好等优点成为应用的主流。
EDCA只能为不同优先级业务提供简单的区分，退避模式固定，不能根据网络负载状况作出自适应的调整；EDCA的竞争机制使得在Infrastructure结构的WLAN中，接入点(AP)和站点处于平等竞争的地位，这势必会造成上下行业务资源分配的不公平，下行业务得不到足够的带宽，AP成为系统性能的瓶颈。EDCA机制存在的这些问题使WLAN的QoS不能得到很好的保障，本文针对这两方面问题提出了相应的改进算法。
本文首先详细阐述了IEEE802.11和802.11e的MAC层机制，分析了EDCA相对于802.11中的DCF机制在保证网络的QoS方面的改进。然后，针对EDCA不能很好地区分不同优先级业务且退避模式固定的缺陷，提出了区分业务的自适应退避算法SD-AEDCA(Service Differentiation supportedAdaptive EDCA)，对EDCA信道访问机制的各个环节加以改进，根据实时业务和非实时业务的不同特点分别设计退避算法，并能根据网络负载状况自适应地调整相关QoS参数，从而避免因为负载增大而导致网络性能急剧下降的情况。进而，针对EDCA的竞争机制导致的AP性能瓶颈问题，提出了公平性算法F-EDCA(Fair EDCA)，改变AP和站点平等竞争的状况，当AP端有较多数据堆积时，允许AP在信道空闲一定时间后不进行退避便直接占用信道发送数据，从而为下行业务分配足够的带宽，改善下行业务的吞吐量和时延，提高网络的整体QoS。最后通过NS-2仿真验证这两个改进算法的有效性，结果表明SD-AEDCA和F-EDCA算法确实能够提高WLAN的网络性能，改善实时业务的服务质量。