低时延高可靠无线局域网MAC增强技术研究

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fang82888
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着实时云计算、远程医疗等新兴技术的发展,使得低时延高可靠通信场景成为未来无线通信网络的研究热点之一。而无线局域网由于使用非授权频段、高速率以及灵活部署等优点已经广泛应用于人们的日常工作和生活。现有无线局域网标准一直将链路速率的提升作为其主要发展需求,其时延和可靠性指标将不再满足未来低时延和高可靠的应用场景。因此本文从802.11标准的MAC协议出发,研究现有MAC增强技术的时延和可靠性指标,提出适用于低时延高可靠通信场景的无线局域网MAC增强技术,具有较强的实用价值和研究意义。本论文研究内容及创新点如下:首先,本文综述了现有MAC协议增强技术EDCA和HCCA机制,分析了其满足参数化QoS的局限性。EDCA机制的性能严重受网络负载的影响,当某类AC的用户增加时,系统时延性能急剧恶化;而HCCA在密集场景下效率较低,不适应用户的频繁加入和离开。对最新802.11ax标准的上行随机接入过程以及车联网中的DMMAC协议进行了详细研究,总结了CSMA/CA与TDMA机制下MAC协议的优缺点。OFDMA机制增加多用户接入成功率、使得信道资源分配更加灵活高效;DMMAC协议结合了CSMA/CA和TDMA的优势,但基于TDMA机制的传输过程其时隙的分配与回收、业务的动态变化与分配的时隙不匹配是问题。因此为了保障时间敏感类业务的时延和可靠性指标,本方案采用基于AP轮询的增强机制以及时间敏感类业务优先级调度机制,通过时隙调度实现低时延可靠传输。具体创新如下:将传输资源划分为固定长度的周期,并采用增强轮询的方式加速时间敏感类业务的传输,周期性传输调度保证业务传输时延上界;用户采用OFDMA+TDMA机制实现上行随机接入,通过多维正交增加密集场景下的用户接入效率;通过将用户按业务进行分类,对业务按时延和可靠性等指标进行分级,通过接入窗口和MCS选择策略实现时间敏感类业务的分级调度,达到其时延和可靠性指标的需求。其次对提出的低时延高可靠无线局域网MAC增强技术进行了数学建模和理论分析。采用二维马尔科夫链模型对增强随机接入过程进行建模,建立了增强MAC协议的吞吐率、时延和稳定性指标,分析了网络中用户密度、时间敏感类业务占比以及协议各参数对系统性能的影响。通过仿真验证了数学模型的正确性,得到了饱和业务负载下系统的最优性能参数集合,为增强MAC技术的实现提供理论指导。最后搭建了原型系统用于验证低时延高可靠无线局域网MAC增强技术的优势,通过设计基于Zynq架构的原型样机,给出了平台的系统架构以及核心组件的设计与实现。对增强MAC技术进行实验室环境测试,采用Jperf网络性能测试工具对平台的吞吐以及时延抖动进行了测量,验证了增强技术的有效性和平台方案的可行性。
其他文献
一1978年9月13日,邓小平出访朝鲜回国。他没有直接返京,而是在东北三省停留了约一个星期。他先后视察了本溪、大庆、哈尔滨、长春、沈阳、鞍山,发表了5次重要谈话。这就是邓小平著名的东
公安机关的刑事侦查活动是检察监督的重要内容,其刑事侦查活动合法、规范与否,直接关系刑事司法的公正性.在刚刚结束的全国检察机关刑事检察工作电视电话会议上,最高人民检察
室性早搏(premature ventficular contraction,PVC)是一种最常见的心律失常,可见于正常人和各种心脏病患者。健康人群中,至少发生一次PVC的比例在12导联ECG查出率为O.78—6%,在24小
分析当前地方高校校企合作联合培养现状,认为存在理想合作对象欠缺、合作广度和深度不够等方面问题。结合复旦共识、天大行动中关于协同育人理念的核心内涵,提出新工科建设时
国有企业是中国社会主义市场经济的重要组成部分之一,在我国经济高速发展的今天,国有企业有着前所未有的发展空间和资源,也同样面临着许许多多的风险,财务风险便是其中之一.
以重庆某市政项目匝道隧道明挖上跨轨道隧道为例,建立有限元模型模拟匝道隧道开挖过程,判定匝道隧道明挖上跨轨道隧道的安全性和施工方案的可行性,并提出了匝道隧道施工中应
财务预算是在预测和决策的基础上,围绕企业战略目标,对一定时期内企业资金的投放、各项收入和支出、企业经营成果及其分配等资金运动所做的具体安排.企业财务预算的目标是经
以硝酸铝为铝源,十六烷基三甲基溴化铵和尿素为复合模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了介孔氧化铝(1),其结构经TEM,XRD,TG—DTA和N2-BET表征。结果表明:1比表面积较大(〉400m2·g-1),孔径
在先秦时期先后涌现出的各种政治概念中,屈原的"美政"概念是独树一帜的崭新概念.考察有关文献,可以清楚的认识到,美政观包含着人治与法治并重、反心治等新颖内容,是儒道法的
本文针对电缆沟积水问题设计了一种低成本,高精度,结构简单,安全可靠的水位自动控制装置,其控制核心部分为LM358和555定时器。其电源部分采用了简单可靠的单向全波整流,并用L