基于信道绑定的WLAN高效MAC协议研究

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目前,数字多媒体业务的不断涌现对无线传输速率提出了更高的要求。IEEE802.11标准作为无线局域网的主流标准,面对日益增长的无线高速率需求,在802.11n标准趋于成熟的基础上,提出了新一代超高速无线局域网标准802.11ac,目的是利用6GHz以下的频段达到超过1Gbps的数据传输速率。这就需要在关键技术方面作出一定突破,802.11ac的关键技术主要是拓宽绑定信道和多用户MIMO技术。物理层技术的改进,对MAC层提出了新的挑战。所以研究更高效媒体接入控制机制具有重要的理论和现实意义。论文对MAC协议的研究主要是基于拓宽的绑定信道技术,目的是在密集网络中能够进一步提高频谱利用率,进而改善网络吞吐量性能。首先,分析802.11ac中拓宽的连续绑定信道带宽,将802.11n中40MHz带宽下的静态、动态接入方式扩展到80MHz带宽,并对扩展后的两种接入方式进行性能分析比较,表明动态接入更能适应密集网络环境。接着针对普通保护接入机制中遗留的次信道隐藏终端问题,为了保证处于次信道上的站点也可以根据网络环境实时退避,提出了增强型保护机制,要求在所有参与绑定的空闲子信道上都传输控制帧,并且次信道上的控制帧也作为修改NAV的依据,进而得到一种具有增强型保护功能的MAC协议。最后仿真结果表明,具有增强型保护功能的MAC协议可以有效缓解次信道隐藏终端问题,避免不必要的碰撞,进一步提高网络吞吐量。其次,在多信道环境中,结合多信道并行传输和单一绑定宽信道传输的优点,提出一种非连续信道绑定策略,进一步利用连续信道绑定的浪费的空闲频谱资源,并且基于802.11标准中改进的控制包裹帧,得到一种支持非连续信道绑定的MAC协议。最后仿真表明,在网络环境相同的条件下,非连续信道绑定在有效带宽和传输鲁棒性方面都优于连续信道绑定技术,能够更好的改善网络吞吐量性能。
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