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随着信息技术的发展,提供便捷访问Internet的IEEE802.11无线局域网(Wireless Local Area Networks, WLAN)正广泛应用于人们的工作和生活中。无线局域网仅涉及空中接口的物理层(PHY)和媒质接入控制层(MAC), MAC层协议性能成为影响无线局域网性能的重要因素,对IEEE802.11MAC协议的性能分析和改进具有重要的研究意义,本论文主要研究点如下：1、针对MAC层DCF协议对多媒体业务的承载性能进行分析：在WLAN中传输视频和数据帧具有明显的差别,由于视频流需要给用户提供连续并且清晰的画面,因此需要重点关注视频帧的传输时延和吞吐量。在传输过程中,较长的视频帧会被分割并填充到服务数据单元(Service Data Unit, SDU)中。不同的帧率和帧长会影响到MAC层的传输性能(传输时延和吞吐量)。结合已有的Markov模型,针对IEEE802.11WLAN中的视频帧传输,提出了一个更精确的方法分析传输性能,在不同帧率条件下,推导了不同帧长和视频流数的关系,并且精确地计算了视频流的吞吐量。2、针对MAC层DCF协议的业务多速率性能进行改进：IEEE802.11协议中规定了物理层所支持的多种接入速率,为了分析实际应用中低速接入节点对网络整体性能的严重影响,提出了DCF协议中基于Markov模型的帧时延的精确算法,推导出低速节点对WLAN网络整体吞吐量性能的影响,并用NS2进行仿真验证。在此基础上进一步提出低速节点的优化方法,为WLAN网络的规划和优化提供有效的理论参考依据。3、针对MAC层DCF协议的业务公平性进行改进：在IEEE802.11DCF网络中,接入点(Access Point, AP)传输的数据量远大于其他站点,然而AP与其他站点接入无线信道的优先权相同,由此导致了上下行数据流吞吐量的不公平性。针对公平性问题的解决,提出了两种机制：一种机制是通过基于网络负荷动态调整AP的最小竞争窗口来实现,推导了不同上下行数据流条件下保证公平性的AP最小竞争窗口值,由AP负责监控实时数据流,当网络处于较重负荷时,AP通过动态调整最小竞争窗口的值来实现公平性；另一种机制是通过基于概率发送机制调整AP发送概率来实现,推导了不同上下行数据流条件下保证公平性的AP最优发送概率,主要通过调节AP的数据传输概率来实现公平性。理论分析和仿真结果显示,两种新机制均能够明显改善网络中上下行数据流的公平性,并在一定程度上提升网络整体吞吐量。