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无线局域网技术是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它采用无线传送方式提供传统有线互联网的所有功能,而不会受到线缆的限制。网络系统的基础设施不再需要埋在地下或藏在墙里,它可以是移动性的,也可以随不同的需求在使用过程中发生变化。无线局域网以无线多址信道作为传输媒介,利用电磁波完成数据交互。这就为移动化、个性化和多媒体应用提供了可能,解决了一些有线网络无法解决的难题。
IEEE802.11标准主要规定了媒体访问控制(MAC)层和物理层的相关协议。无线网络很多问题的根本原因在于IEEE802.11MAC层的信道共享协议。近年来无线网络MAC层协议的研究、改进和性能评价一直是计算机通信领域研究的热点。伴随无线局域网日益广泛的应用和功能、性能需求的增加,针对无线局域网MAC层的性能改进和分析具有非常重要的科学意义和应用前景。
基于无线局域网MAC层的主要工作集中在提高它的吞吐量、丢包率和包平均延迟性能上。本文通过对当前广泛应用的IEEE802.11 MAC子层中的DCF(Distributed Coordination Function)协议的仔细分析,对MAC协议中影响网络性能的载波检测机制、优先访问机制,特别是冲突退避算法进行了深入地研究。通过对BEB、MILD、EIED等几种传统退避算法的原理分析与优缺点比较,以获得尽可能大的吞吐量和尽量小的丢包率与平均延迟为目标,结合目前一些研究者在冲突退避算法方面的研究结果,提出了改进的线性/多重增长线性/多重下降(ILMILMD)退避算法和改进的自适应调整DCF竞争窗口策略。文中对它们的算法原理和实现方法进行了仔细描述。
在对无线局域网MAC协议研究的基础上,采用NS2网络仿真工具,对所提改进的线性/多重增长线性/多重下降退避算法ILMILMD进行了性能仿真。结果表明,由于算法中对发送站和非发送站,根据监测到先前包是否冲突情况,采用不同的竞争窗口调节策略。不仅仅保证了站间数据发送的公平性原则,其吞吐量、丢包率和包平均延迟性能都获得一定程度的提高。