基于双重退避机制的冲突避免技术研究

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无线局域网的产生与发展和计算机网络的发展密不可分。在过去的十几年里,随着计算机网络和无线通信技术的发展,以及各种便携式移动智能终端的使用日益广泛,无线局域网迅速发展。  IEEE802.11标准时目前被广泛商用的无线局域网标准,其中IEEE802.11n标准是目前应用较为广泛的标准之一,它是以提高吞吐量为目的,为了进一步提高数据的传输数率,IEEE802.11n标准采取将两个20MHz信道绑定成一个40MHz信道传输数据的信道带宽绑定技术。虽然信道绑定技术提高了数据传输速率,但是也导致业务繁忙的网络中吞吐量的下降和信道重叠的问题。如何解决站点之间因竞争信道而发生的冲突碰撞问题,实现站点之间的公平、有效地,不受干扰地共享信道,IEEE802.11标准的MAC层提供了一种基于载波侦听多路访问/冲突避免机制的分布式协调机制来向站点提供接入服务。  本文首先对40MHz信道绑定技术进行了具体的研究分析,虽然40MHz信道绑定技术提高了数据传输速率,但是业务繁忙的网络中站点需要在短时间内频繁发送数据,容易导致吞吐量性能下降。除此之外,由于40MHz信道绑定技术带宽增加了一倍,极易发生信道重叠,也将会导致站点之间的发送冲突加剧。针对这些问题,本文在第二章中详细阐述了IEEE802.11标准MAC层的DCF机制,尤其重点研究了其中的CSMA/CA机制。在深刻了解载波侦听多路访问/冲突避免机制的基础上,本文的主要工作是针对使用信道绑定技术会引入导致业务繁忙的网络中吞吐量的下降的问题进行深入分析,并且提出一种具体的解决方案,即双重退避机制,并且进行了仿真实现,并且经过仿真验证使用双重退避机制可以有效地改善网络的吞吐量;随后针对40MHz信道绑定技术致使信道重叠的问题进行了研究,发现信道重叠的实质是加剧了站点之间的冲突,只是这些冲突不仅来自于网络内的站点,还来自于其他网络信道重叠的站点。随后针对站点信道重叠的场景进行了仿真模拟,并且对在该场景应用双重退避机制进行了仿真验证,结果证明在该场景下使用双重退避机制,可以有效地提升吞吐量的性能。
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