[硕士论文精品]802.11无线网络性能与公平性问题的研究

謦登鲎墼垄盔兰蕉主鲎焦鎏塞塑鍪摘要笼线禺域嘲矧无线国组织嘲络撬媾枫网绥冀炙线避继技零嘏臻食的产憋，窀锻使黑冤线髂逍跟羧入嘲终，建避信静辖秘纯、个A诧帮多媒律皮弱褥镶7澄穰的手段，残筠束来爨带接入的鬟簧方式，掰者广溺豁应霸嚣娥也带动7牲美研巍王曜鞠飞速发鼹，鬻IEEE802。II怒爨熬疑瀛毒亍的舞线局域嘲栋准，秘辩也在焉线鸯缀缀嘲络孛获褥了广泛的疵用，霹既，对IEEE802LL的研究改进其霄霞耍辑鬻论|疑价值等现实意义。本埝文的主耍研究澍象为蒸予1EEE80211栝壤瓣麓线周壤弼秘露绫蠢缓蜓嘲密，IEEE802。11搽臻键供了裙壤瑶PY褰媒体游鲻攘爨蒺谯C躲藏藏；零宠熟嫒愁薰基建瓣髂游遥控到瓣蔑藏的分舔式机制分稚式协调功能DCFDISTRIBUTEDCOORDINATIONFUNCTION，搽讨丁嚣缝局域阐邵境啐LDCF瓣瞧魏势攒冬教避辍及DCF农笼线鑫缝缓耀臻串瓣公平歉豹教避。论文瓣袅饕疆究斑器毒翎新溅聚姗下1鞠鬏7秃线髑域霹鲮及毳线蠡缀绥鹣络稳发腥舞变等琏状，夯缨了尼秘典型瓣凳线接入接米。以蒎无线髑域别鞠凭绫是组织嗣络中莪镄广泛应用抟1EEE80211搪壤为餮点，饕莛赍绸了本文磁戴。俘瓣麓旗努霹残协调磅麓DCF，详绸分辑了DCF辩两辞抟拣方式纂本接入方式秘RTS,SCTS方戎掬运静橇裁。2研究了DCF拄高逮的802。118鬻线岗域嗣中的瞧糍，蔗先前躺研究工作都是钟辩早期的802。LL蠢线麟域鞠。铮鼹8021LA审数舞蒋输速宰鞠控潮皱抟辕遮攀豹差羽，瓣BIANEHI搓凄戆U维避尔辩夫横型进行了修燕，从理论箍导的籀度分析了DCF游蒋神镥输方式蒸本接入方式秽RTSCTS方蕊在802。LLA薏线爝壤弼审黥德霹霉穗燕禚髂输瓣延，著遴过傍冀嶷验对溅论攘饕熬绻果避行了验诞，撂出了两秘传翰方式在8021LA无线爝域骥霸8021L无线愚域嗣中存在酌簸能差翻。3。戳8021IDCF弱逡避孵骧选择撬翱为磷褒瓣象，撬毽了一狰麓纂毒效瓣避避对辩避择瓤涮，遴避调照蠢争衡目范围内不阉联阀对隙德的选择概率降低节点竞争倍遒的冲突概零，从谢提高鬟绫释螂爨；攥捺蕊罐爨豹退避瓣骧选耩搬割鞠80211DCF在港避融骧选择橇攀分稚上撼誉舞，对BIANCHI提擞豹二维马尔科夫摸婺L佟了扩壤，寇餐分轿了掰退避桃制下的饱翻孬睦鬃，仿真实狳缨暴骏诋了理论分耩络袋辩芷确镌，嗣醇落袭鞠新鹃鼹避酵隙遴铎辊铡楚卡分蠢效瀚。中鬻科学按术大学薄学经论文摘要4虢8011L无线垂维绞丽终中懿公平瞧瓣燧为磅究X幸象，奔绍了8021L无线蠡锤氧弼络存在趣公平性问题，结合仿真实验对引发公平性问题的释项因素作了深入分析，对公平性问题研究已敬褥的一餐磷究戏莱佟了瓣器奔绥，并在分辑的基疆上撩出在802，11无线鑫缝缓网络中实璇信道带逝资源的公平分配需要解决的问蹶，5针对提高80211无线自组织网络的公平性需要解决的各项阀题，提出了相应的机制提出了一耪特台数攥滚闼翦绩道带宽瓷深努配公擎性要袋戆公平蛙定义；提爨了一弛公平度售跨撬卷L爆_R吾节点对数据流之间的信道带宽资源分配公平艘的估计，该机制采用了一种新的度量值平均艇勰有效卷蛙率ASTG,AVERAGESHORTTERMGOODP啦，麓够蔑足在数攫菠受载游态变纯静蒋嚣下准确反映数据流问信道带宽资源分配钕平度的薅求；以短期有效眷吐率ASLG为基础，提出了耱基予ROUNDROBIN静酞捌调度撬割，瘸予苇赢蠹部不阑数据滚戆虢弼调魔；提出了一种掰于节点问的分布武公平队列调度机制，为不同节点上的数据流提供公平的信道访问率，保证各数据流公平的共享待道带宽资源提出了一释简单有效的消息分发机制用于备节点之澜协调信邋竞争行为所需信息的分发与同步，邋避在控制势组中携带所要分发的信息，减小了潲息分发带来的网络汗销。综含上述各种机制，提出了FFMAFLOWRATEBASEDFAIRMEDIUMACCESS作为掇高80211无线自缎缎网络公平性蛉解决方案；最后羲们扩展了NS2中DCF驰代码，在葵基础上实现了FFMA，并通过仿矮实验对DCF和FFMA的公平性进行了对比，实验结果寝明在燹线自组织唾络环凌孛，FFMA够提供远落子DCF的公警特性，关键饲DCF、码尔科夫模型、饱和吞吐量、时延、公平性、公平调度、公平竞争型型堂垫查茎兰堕圭堂篁笙茎垒呈墨皇ABSTRACTTHEDEVELOPMENTOFCOMPUTERNETWORKSANDWIRELESSCOMMUNICATIONLEADSTOTHEAPPEARANCEOFWIRELESSLOCALNETWORKWLANANDWIRELESSADHOENETWORKSWLANANDWIRELESSADHOENETWORKSSATISFYTHENEEDOFCOMMUNICATIONUNDERMOBILITYANDMULTIMEDIAAPPLICATIONS，MAKINGTHEMTHEIMPORTANTACCESSMETHODSFORFUTUREWIDEBANDACCESSTHEPROMISINGPROSPECTOFWLANANDWIRELESSADHOCINETWORKSALSOEXPEDITETHERESEARCHWORKONTHEOTHERHAND，IEEF_湛0211ISTHEMOSTPOPULARWLANSTANDARDWHICHALSOBECOMESTHEDEFAULTSTANDARDFORWIRELESSADHOENETWORKSSOITISVERYMEANINGFULTOSTUDYIEEE80211STANDARDANDIMPROVEITTHISDISSERTATIONFOCUSESONTHERESEARCHOFWLANANDWIRELESSAD【HOCNETWORKBASEDSONIEEE8021LSTANDARDIEEE80211STANDARDSPECIFIESBOTHTHEPHYSICALLAYERPHYANDTHEMEDIUMACCESSCONTROLMACLAYERINOURRESEARCHWORK，WEEMPHASIZEONTHEDISTRIBUTEDCOORDINATIONFUNCTIONDCFWHICHISTHEDOMINATINGMEDIUMACC圮SSCONTROLMECHANISMOFIEEE80211WECONDUCTTHEPERFORMANCEANANLYSISANDIMPROVEMENTOFIEEE9021LINWLANTHEFAIRNESSPROBLEM【IN802LLWIRELESSADHOCNETWORKSJSALSOINVESTIGATEDMAINCONTENTSANDINNOVATIONSOFTHISDISSERTATIONARELISTEDASFOLLOWING1THEHISTORYANDCURRENTSTAMSOFWLANANDWIRELESSADHOCNETWORKISREVIEWEDSOMETYPICALWILRELESSACCESSTECHNOLOGIESAREDISCUSSEDTOOTHENWECONCENLRATEOILTHEMOSTPOPULARWLANSTANDARDIEEE80211ANDANALYZETHEDISTRIBUTIONCOORDINATIONFUNCTIONDCFOFLEEE90211，WHICHISTHEBASISOFTHERESEARCHWORKPRESENTEDINTHISPAPERDCFINCLUDESTWOACCESSMECHANISMS一ONEISTHETWOWAYHANDSHAKEMECHANISM，THEORTHERISTHEFUURWAYHANDSHAKE】MECHANISMKNOWNASRTSCTSREQUESTTOSENDCLEARTOSENDMECHANISMWEPROVIDEANEXTENSIVEANALYSISOFBOTHACCESSMECHANISMS，2WHI|EPREVIOUSWORKSONLYSTUDYTHEPERFORMANCEOFDCFINTHEIMSIE8021LWLAN，WEINVESTIGATETHEPERFORMANCEOFDCFINHI曲SPEED8021LAWLANWHICHHASAMUCHHIGHARDATARATETHANIEEE802】LWENOTICETHEDIFFERENCEBETWEENTHETRANSMISSIONRATEOFTHECONTROLFRAMESANDDATAFRAMES，ANDREVISETHEERIGINALTWODIMENSIONALMARKOVMODELPRAPOSEDBYBIANCHIACCORDINGTOTHEDIFFERENCEMENTIONEDABOVEWHICHISIGNOREDINTHEORIGINALMODELTHENWECONDUCTANEXTENSIVE中躺秧学技术大学博士学位论文ABSTRACT一一一THEORETICALANALYSISOFTHESATURATIONTHROUGHPUTANDACCESSDELAYOFTHEBASICACCESSMECHANISMANDRTSCTSMECHANISMIN8201LAWLAN，SINMLATIONISALSOCONDUCTEDTOPROVETHETHEORETICALRESULTANDREVEALTHEDIFFERENCEOFEFFICIENCYOFTHESETWOACCESSMECHANISMIN8021LAWLANWITHTHATIN8021LWLAN3。THEBACKOFFMECHANISMOFDCFISINVESTIAGEDANDESIMPLEANDEFFECTIVEBAEKOFFMECBAUISMISPROPOSED。塾YADJUSTTHEDISTRIBUTION嘏B躲耘。撵矗蹴RVAL，THISNEWMECHANISMCANREDUCETHECOLLISIONPROBABIL潍DURINGTHECHANNELCONTENTIONANDACHIEVEHI秘ERTHROUGHPUTTHANTHEORIGINALBACKOFFMECHANISMOFDCF，THEORETICALANALYSISOFTH挺NEWMECHANISMISALSOBASEDONTHETWODIMENSIONALMARKOVMODELPROPOSED姆BIANCHI。CONSIDERINGTHEDIFFERENTBAEKOFFINTERVALDISTRIBUTION,WEEXTENDTHEORIGINALMARKERMODEL姆TAKE端OOUNTOFTHEDIFFERENTBAEKOFFINTEWALDISTRIBUTIONSIMULATIONRESULTSPROVETHEVALIDITYOFTHETHEORETICALANALYSISANDTHEEFFECTIVENESS娃THENEWBACKOFFMECHANISMINIMPROVINGNETWORKT甜OUGHPNT4。THEFAIRNESSP持BLEANIN802。L1BASEDWIRELESSEDHOENETWORKSISDISCUSSED。ANEXTENSIVEANALYSISOFTHEFACTORSTHATAROUSETHEFAIMESSPROBLEMMWIRELESSADHOENETWORKISCARRIEDOUTBYSIMULATION。ANDTHEPROBLEMSNEEDEDTOBEADDRESSEDINORDERTOACHIEVEFAHNESS瓤WIRELESSADHOENETWORKSAREPOINTEDOUTINDETAILSOMERELENTEDWORKSINTHELITERATUREAREALSOREVIEWED5ACCORDINGTOTHEPROBLEMSNDEDTOBEADDRESSEDINORDERTOACHIEVEFAIRNESS妞WIRELESS繇HOCNETWORKSTHECORRESPONDINGMECHANISNMSPROPOSEDAPERFLOWFAIRNESSDEFINITIONFORQUANTIFYINGTHEFAIRNESSBETWEENALLTHEFLOWS逊THEWIRELESSADHOENETWORKSISDEFINEDANOVELMECHANISMWHICHEMPLOIESANEWMETRICASTGAVERAGESHORTTERMGOODPUTTOESTIMATETHEFAIRSHAREDEGREEOFCHANNELBANDWIDTHBETWEENALLTHEFLOWSINTHEWIRELESS蝴HOENETWORKSISPROPOSED。THEDISTRIBUTIONOFASTGOBTAINEDBYDIFFERENTFLOWSISANINDICATIONOFTHEDEGREEOFFAIRNESSINTHEWIRELESSADHOENETWORKSMOREOVER,姆USINGASTG，THISALGORITHMOANADAPTTOTHEVARIATIONOFTHEFLOWSLOAD，AFAIRQUEUINGMECHANISMBASEDONROUNDROBINSCHEDULERISPROPOSEDTOSCHEDULETHEFLOWSTHATBELONGTOTHESAMENODEACCORDINGTOTHE打ASTGADISTRIBUTEDFAIRSCHEDULINGMECHANISMANDTHESCHEDULEMODELPROPOSEDTOCOORDINATETHECHANNELAEC6獬AMONGDIFFERENTNODESTHATHAVEFLOWSTOTRANSMIT。BYPROVIDINGDIFFERENTCENTURIONWINDOWTODIFFERENTFLOWS，EACHFLOWISASSIGNEDWITHADIFFERENTCHANNELACCESSPROBABILITYACOORDING抛魄持RELATIVE炳ORITYDETERMINEDBYTHEDEGREEOFHIRNASSTHISFAIRSCHEDULINGMECHANISMFFNSURESTHATALLTHEFLOWSCARLGETANEQUALSHAREOFTHECHANNELBANDWIDTHFURTHERMORE，NSIMPLEANDEFFECTIVEINFORMATIONPROPAGATI6N中嗣辫学技术大学博士学往论文ABSTAC丁MECHANISMISPROPOSEDTOPROPAGATEANDSYNCHRONIZETHECONTENTIONINFORMATIONAMONGALLTHENODESINVOLVEDIUCHANNELCONTENTIONTHECONTENTIONINFORMATIONISCARRIEDBYCONTROLPACKETS，SOTHENETWORKOVERHEADBROUGHTBYTHISINFORMATIONPROPAGATIONMECHANISMISREDUCED、BASEDONALLTHEMECHANISMSMENTIONEDABOVE，WEPROPOSEDANOVELANDEFFECTIVEFAIRSCHEMEFFMAFLOWRATEBASEDFAIRMEDIUMACCESSTOADDRESSTHEFAIRNESSPROBLEMINWIRELESS稻HOCNETWORKS，IN。RDERTOVALIDATETHEEFFECTIVENESSOFFFMA，WEEXTENDTHESOURCECODEOFNS2ANDREALIZEFFMABYMODIFYINGTHEIMPLEMENTATIONOFIEEES021IDCFINSIMULATIONS,THEFAIRNESSCHARACTERISTICOFTHEFFMAANDIEEES0211DCFISCOMPAREDINDIFFERENTSCENARIOSTHESIMULATIONRESULTSSHOWTHATFFMACANACHIEVEMUCHBETTERFAIRNESSTHANTEEE802ITDCFINALLSIMULATIONSCENARIOSKEYWORDSDCF，MARKOVMODELSATURATIONTHROUGHPUT，ACCESSDELAY，FAIRNESS,FAIRSCHEDULING，FAIRCONTENTION中强辩学技术太学簿圭学位论文第一牵绪论第一章绪论无线局域搠和无线自组织璃络是许算孰网络与笕线通信技求相结合的产物，它们捷用兄线信道采接八网络，为通信的移磷化、个人化和多垛体应用提供7潜在的手段，成为耒采宽带接八的重要方式，两者广阐的应用前景也带劝了相关研宽工作的飞速发戚。本章首兜阐述了无残局域嗣以及无线自组织霹络的发展历史与现状，命绍了包括IEEE8021I在内盼几种主要的无线接八技术，叙述7本文所作研究的意艾，最后给出了本论文的主要研究内容与结构安排。11弓I言近年来，随着入们对通储豹实辩性、便捷性、灵活性要求的不断提高和通信技术瀚不麟发展，茏线通信瞩终无论在技术述是应鹰上懿获褥了飞速靛发展。舞线通傣殿终趺其高度的灵活性、便携性、扩展性和对移动性的怠好支持，成为满足A们在任何时间、饪毒缝点不蹙藩割静游鞫莠耱绩惫嚣犍务震求豹最德葶羧，同黩也是令人逶信帮耍联嗣INTEMET发展的方向。，在无线通信技术飞速发展的同时，以TC搠PTRANSMISSIONCONTROLPROTOCOLINTERNETPROTOC01按零梵基磷靛因特弼发展盎十分逐猿，捷赣蠹窭麸戳数据鼗务为主发震到数据、语音、图像、视频等多种业务；传输范围扶几个大型网络冉G简单涟按发展到溪盏垒球的网络互联；应瘸范围麸番津研国蒴飘掏发震攀A秘入稍缒瓣鬻生活鬻翻相关；馥输方式贝从有线扩展到无线。无线局域网WLAN，WIRELESSLO枷AREANETWORK嚣L无线自组织网络WIRELESSADHOENETWORK就是髡线通信技术和计簿机网络相结合的典范。L。2无线髑壤网静发展掰史无线网络的初步应用，爵以追溯巅五十年翦韵二次疆界犬缓鬻闯，潞时美誉穑军采用无线电信姆作为资料健输的途径，弗研发出了一套炎线电传辏系统，游且采用了裙当高强度的加襁技术。1971年，夏威夷大学的研究人员建立了第一个基于封包式技术的无线逶售掰络ALOHANET，建立ALOHANET豹嚣鹩是麓了把该授整予嚣胡篷熬中鞠秘擘授零大学薅圭攀搜论文第一露壤论IBM360主飘鸟分套予蔡镌岛上或海洋虢舷上靛终疆逡臻越寒，渡网络瞧揍T电台话爨橇，采麓_双翔瑟蘩掭扑13IDIRECTIONALSTARTTOPOLOGY。ALOHNET黢搬采瘸了菸享公莛臻遂侮为数据蕊羧黪漂奔，霹奠算僚最警豹无线禺城瓣。魏篱令大数据遴镶麓发怒，功勰强犬瓣骥携式数撵终漆戳及多焱髂终璇瓣广泛瘦矮，为了实现经蠢入程强鼙辩瓣、酝馋魄惑海虢谚阏麴终豹嚣辣，要袋转绫熬诗繁撬网络鑫蠢线囱薏凌，囊蘸定懿移渤，攀一照务蠢多爨棼发篪，获褥攘动了笼绫弱矮粼貔发餍。第一个蠛健意义上瓣秃线髑域瓣惩京上徽缀八十攀健寒期建立鼹，豢时麾托罗拉公霹开发爨了繁一伐亵蠲嚣线麓城溺，隧嚣程医疗、零壤、爨场簿逡方蠢聪了无绫髑域瓣，毽懋务个厂巍麴秃线怒域阏蠢法囊联，予悬程1990年，IEEE成立了IEEES021L小缀，I匿戏矛烩了嚣线霜躐瓣瓣菰壤鼗王终，磬Y1997冬6秀澍建漱了全簿第一令蠢缝鼹域蕊糖壤IEEES02。1一，IEEES0211繇壤健褥不鞘厂囊憋产赫其蠢了囊潦裕缝，蠢线麓壤网熬发袋避入了一个耨的融麓，菠鼹势凝十分遨獯，辨簌赣会嫩添豹务令领域褥到了广泛戆嶷矮。13冤线鑫缀缀瓣终WIRELESSADHOCNETWORK麓发矮历受ADHOE一逶寒源予羧丁避，鼹“黪粼或专瓣爨，WIRELESSADHOE灏终瞧藏是绣潺戆蠢线蠡缀织网络溅攒静凝蹙一释黪定静秃线弼终绥擒，强调驰楚多虢、笼中心、窭缝绫瓣壤念。与一般豹蠢绒耀终不弱，嚣线巍缎缓麓终囊一缀嚣线蕊缀残，鑫节点闯逶避炎线键漆避褥麓纛逶傻，务麓患弱邋愎怒鞠噩平簿瓣，蕊悫阉朗满臻不鼹嚣其它经穗遴傣支持没餐，潮终巾豹穰邻节纛掰潋寰滚瀵穰，囊潦麓蕊纛嚣的蕊患之闽秘艇离怒_I妻瀵俊范瓣怒嚣瑟审瓣节蠡稼必孛缝，这魏燕多攀L模式熬通瞎。蠢线爨筑绞瓣终爨骞译多俊舞特魏，鞲终瓣蠡缝特镶使褥廉徐藤晨快速秘簧嗣终残梵霹簸；多黟鞠巾闺肇点静转发褥整捷褥霹懿密不舞鬣瓣终覆熬藏溪弱条黪下撼夸镣个终蠛豹发瓣藏鍪，设餐殛耨静晦低毒列予窭骥移秘终端设餐黥，L、溅纯秘低功耗。囊予上游傻患，焉绞囊缝绞鹚终褥到了产泛瓣荧注。无线鑫缀缳爨绣磐不燕一令垒蘩麓概念，蒸发震掰史汪霄30衾零之久。晕鞭菸AD中科学技术大学搏士喾饺论文嚣露缭论HOC技术主登髓糊于翠雕战术网中提离战场通馕鹣W靠健鞭生存力。战蜒愤凇麓辩崽万爻僚褥攀攀遴绩季巍蒎嚣攀凳建立起来熬遵继浚旋，攀缝板豢笼线港瞧受劐发瓣功攀稻干扰的敝铡，邋信踱离毒黻，ADHOC则熊解决犁攀遴穰辩薄蘸挺秘凳露拣鳃瓣求，斛络霸削载褥链搜褥豢徐蕊基傻速静薯阏终躐凳褥麓，遇过缒建多懿黪稍HOC瀚络剿霹戳满足辩逶箍巍舞瓣鬃袭。ADHOC技术的庶爨起源予上世纪粥年代米美爨蹰防部巍缎磷究计越曹JDARPA资黪蹬究豹藏邋惹线分缝数燕秘疑瓣戳妒，PRNET蒸予分缀交羧技零，采鬻CSMACARRIERSENSEMULTIPLEACCESSWITHCOLLISIONAVOIDANCE秘ALOHA嫌锩游润较辍议以舅虢笼线髂遴静翡淼焚李，PRNET赛瑰了多跳麓咎绪、转笈路南搜零解决了传统笼线瀵穰技术遴蕊覆羲菠黧寿瓣鹣羧裁。程PRNET之簏，DRAPA又予T983冬炎韵婉毁照避成蚓络SURAN，SURVIVABLEADAPTIVENETWORKT31的磺究，鼗夜提商网络翡扩餍缝、安全鼗，SURAN矮瓣器发赘了耱称为LPRLOWEOSTPACKETRADIO瓣菇线遭髂菠零，LPR怒穆蕊予直接黪爹扩颧靛癸缀交撩技零，LPR遥避基予秘态豢瓣技术钓襟坎纯鲻络辐脊结褥大大撼离了网络鹃冒扩髅程，LPR霞礴络赞瑾方蘸避宵了妖避的遴步。霞90警戗裙，DARPA又搂麓了垒簿移澳穰惑系AGIOM0，GLOBALINFORMATIONSYSTEMS隧项鲢的磷究，静在撵供一种麓够满足隧时辍逸遥遵无线终端徐持多媒体甄联静技术，并鞭究鞫验证炎羚这一鬻袋戆务璞羧零，戳满蔗鞭茨上麓浚遮震舞耧强粪麴壤悫系统鹣需求。年代牵端，髓萋弱焉嚣蠛遇镶接零稿移旗终磷攘零憝撼遮发黢擞IEEE8021L拣捧的出现，ADHOC技术程健爨通信领域也获褥了长足髓笈壤，笼线囱组织购络技术懿谯惑鞠广勰瓣疲震懿繁嘏弓L了各癸矮究蘧镩瓣广泛燕注潮，熬褥翘镁务工睡缀疆彗错，于1996年谶交了MANETM0BILEADHOCNETWORKS6LI侉缎，专F避行蠢线爨缝织娜络环壤下各蘑狯淡熬磷究，务类磷究滋捧簿笼线爨维缀羽络熟错建氇苓戆舞瀑。溪羲，大多数茏线蠡缎织礴络镄是受浚性爨秘，是磅究撬构麓藏维护，髓楚谶潦褥投入胬娆敷捅骢嚣线自鳃缓瓣络谯送开鲶融蕊辨躺燃尹，。P蹲秘学技术大学博士学位论文嚣章绪论14嚣线局域瓣标准本节将对露前应用较广泛魄几种无线局域嘲标准包括HOMERF、蓝搿BLUETOOTH、HIPERLAN和IEEE802，1L系列标准作简簧的介绍，这些标准不仅成用于无线局域劂中，菜些在无线鐾缝缓两络中瞧蒙褥了广泛残翔，鲡TEEE8021L拣憋，大多数蠢线趣缀绥网络试验床楚建立在IEEE80211或者是毒它改避嚣来游爨谈弱蓉戳之上辫。141HOMERFHOMERF嘲熄在INTEL、PROXIM、MOTOROLA等公词支持下由HOMERF工作组开发的宽带无绫零遗接入技术，但怒和其他几种无线局域霸揍入技术相比，该协议发腥前景暗淡。HOMER摹王佟在2,4GHZ王啦、秘学、医FFOSM，INDUSTRY，SCIENCE，MEDICINE域段，物理屡采用了跳频技术，每秒帮E颡50次，移动节赢酌发射最大渤攀约100MW，有效传输范碾50米。镌输速率黼调制方式的不阉丽不耐，2FSK调制时为1MBPS，4FSK调锎时可达2MBPS。侔为一释矮距离无线连接技术，HOMERF主簧褥子在家瘫范潮舞实现个人窀藏鞠靥产毫予设备之间灏无线遴信帮甄联，连可辍角予因特靖接入。HOMERF矫采惩翡媒体访问控制协议为共事无线访问协议SWAP,SHAREDWIRELESSACCESSPROTOC01，冀数据通信采弱了简化的IEEE80211标准。HOMERF集成7诱鬻秘数撼传输技本，传输离速数攒包分缝采用CSMACA技术，传输交互式语音数据时慕用了数字增强型无绳通攘椽准DECT,DIGITALEACHANCEDCORDLESSTELEPHONYTELECOMMUNICATION，著馒矮TDMA辩分多缝技术遗褥传输，簸道干挠较小，莽盈支持遥钕线性鬻袋静谱誊鞠奄话、捷务，簸多可以使用6个全敝工通话信道进行语音遴撩。HOMERF协议的另一个特点魑功耗低，适用于僵携设誉镶期。HOMERF拣阚络先瓣等鄹镪令嘲终擞多霹戳支持127令繁点，弼上的每个节点撵是相对獭赢的，不需要中央节点的控制，强何节点离开潮络或发生敬障都不会影响刘网络上其它节点的正常工佟。4中I瑁科学技术大学博士学位论文14无线局域网标准第章绪沦本节将对目前应用较广泛的几种无线局域网标准包括HOMERF、蓝牙BLUETOOTH、HIPERLAN和IEEE8021L系列标准作简要的介绍，这些标准不仅应用于无线局域网中，某些在无线自组织网络中也获得，广泛应用，如1EEE9021L标准，大多数无线自组织网络试验床是建立在IEEE802】1或者是由它改进而来的协议的基础之上的，1_41HOMERFHOMERF嘲是在INTEL、PROXIM、MOTOROLA等公司支持下由HOMERF工作组开发的宽带无线本地接八技术但是和其他几种无线局域网接入技术相比。该协议发展前景暗淡。HOMERF工作在24GHZ工业、科学、医疗0SM，INDUSTRY，SCIENCE，MEDICINE频段，物理层采用了跳频技术，每秒跳频50次，移动节点的发射最大功率约100MW，有效传输范围50米。传输速率园调制方式的不同而不同，2FSK调制时为1MBPS，4FSK调制时可达2MBPS。作为一种短距离无线连接技术，HOMERF主要用于在家庭范围内实现个人屯脑和用户电子设备之问的无线通信和互联，也可以用于因特网接八。HOMERF所采用的媒体访问控制协议为共享无线访问协议SWALSHAREDWIRELESSACCESSPROTOC01，其数据通信采用了简化的1EEE80211标准。HOMERF集成了语音和数据传输技术，传输高速数据包分组采用CSMACA技术，传输交互式语音数据时采用了数字增强型无绳通信标准DECT，DIGITALENCHANEEDCORDLESS7FETEPHONY1ELECOMMUNICATI。N，并使用TDMA时分多址技术进行传输，信道干扰较小，并且支持近似线性音质的语音和电话业务，最多可以使用6个全般工通话信道进行语音连接。HOMERF协议的另一个特点是功耗低，适用于便携设备使用。HOMERF的网络为对等网。每个网络做多可以吏持127个节点网上的每个节点都是相对独直的，不需要中央节点的控制，任何节点离开网络或发生故障都不会影响到网络上其它节点的正常工作。络上其它节点的正常工作。中鬻辩学技术天学博士孥佼论文筵一霉绪论HOMERF涎安全糨粼采援了独特懿跨络|蛰柬实蠛数耀安垒，并逶曼BLOWFISH糖密算法来保证数据传输的安全。142BLUETOOTH，JBTUETOOTHTGJIJO】吲是一种支持点到点、点弱多点语音和数据业务的开放式技术翘范，由爱立信、诺基匪、INTEL、IBM秘东芝等公司提出与推广，目蓠已经推出TT。OA、10B、20等多个标凇。蘸牙是秭分瑶涛议，镑渡棱主要寤物理麓的基带以及链路基的链路管理嚣和控澍器所组成。蘸牙协议纂带部分可以处瑷两种类型的链路同步避接SCO，SYNCHRONOUSCONNECTIONORIENTED和异步无连接ACL，ASYNCHRONOUSCONNECTIONLESS镳路。尉步连接链路跫一穆点黠点豹瓣称链蹲，用于分组数援渡务；舅步无连接键路楚一荦孛点劐多点链路，用于语音传输。链路管理器用于管理安全、链路建立及其控制。更上层的协议接口取决予这些髹次繇实蕊静方式以及应粥稷J莘。菝牙工擘在2AGHZISM频段，蘸矛采用黟5频技术，搏使麓FEC米抑制长跑离链路的辅机噪音，同时应用二进制调频技术的跳频收发器来抑制干扰和防止袭落。蓝牙基带协议采用了电旗交换与势缝交换弱按拳，信逮被划分为辩藏，瓣骧尉冒骧颈整绘两步数据包，一个数据包占用一个时隙，并可以扩展到5个时隙，可以实现全双工传输和1MBPS的数精传输速率。蓬牙系绞蘸霹戬实理点怼点连接搬可鞋实现一点辩多点连接。在一点对多点连接戆情况下，信道由几个虢牙单元分享，两个或者多个分享闻一信道的单元构成了所谓的微辙潮PICONET。徽擞阚是蓝雾潮络豹蒸本萃元，一个镦镞稠壶一个主设备帮多个腻设备组成，主动进行呼叫的设备称为主设餐MASTER，被动呼叫的设备称作从设备SLAVE从设备数量最多可以脊7个。多个相互覆盖的微微网互联还可以组成所谓的分布网SCAUERNET，从瑟方袋疑速黪爽现冬类设备之溺螅透信。中鞫科学技术大学簿掌锭论文第一章绪论离屠应用协议SDPTCP，舻RFCOMM逻辑链爨控制季珏遁应层链路管理嚣异步冤连接同步连接基带蕊牙无线电闰11蓝牙协议栈结构藏矛竣安垒蛙是递过在耪溪层翻镫黪屡撵供验迂秘舷密黪方式来实瑗弱，农链黪层，使用认证、加密和密钥管理薜功能；谯应用层，使用个人标示码PIN,PERSONALIDENTITYNUMBER进行蠲户试证。14。3HIPERLANT2HIPERLAN由ETSI的RESIO工捧维提出，HIPERLANL标准完成予1997年T在HIPERLAN1标准之后，RESL0工作组又提出了HIPERLAN2113】【1Q标戤，目的谯于实现更薅躲遂镕速率，势蒺枣ATM和LP嚣秘方式瓣网终接入；虚用层汇聚震无线资源控制关联魂箍控糕DLC造接控制差错控制无线链路控制媒体访问控制MAC物理层俨H的瑶L，2HIPERLAN2瓣协议体系络擒鑫中嘲辩学披术丈攀燎士学链论文第一露鳞论HIYPERLAN2的协议体系结构如图12所示，HIPYERLAN2豹协议栈分成控制甲酾翡鬻户乎霆巍帮分。擦渊乎露鹣秘戆蹩控制连接豹建立、释藏耪簸羧；璃户乎蕊静王鸯麓是在已瑞立鲍连接上健输数瓣。HIPERLAN2协议本囊包攒三个基本爆物遐鼷、数掇镶魏落酾汇装罄。甥瑾麓瓣LHIYPERLAN22T2髂程5GHZ鞭袋，袋瓣了焱遴黪委交羰分笈黼OFDM，ORTHOGONALFREQUENCYDIVISIONMULTIPLEXING调制技术，HIPERLAN2其肖较商的传输速率，甥理瑟豹爨惠逮漆可敬遮烈54MB泌，瓣络鼷袋舞速率氇魏够遮翮32MBPS。为了邂嶷不问麴啦务要求和链鼹祭律，HIYPERLAN2的物醺层逐珂以提供多种褥镄速率F密兼爝豹诵裁耧编褥方式决定。数撼镳臻篡主要葫戆楚提馔嚣线壤邋辫共攀，三L憩袋裰涯数强键鼹鬃羟零L逶潦褥到的服务璜鬟。数据链路艨又埘分为笼线链路褴制RLC子层、麓镄控制EC和媒质访蠲控铡兰部分，箕孛缀髂游勰控翻矜淤蘩瑙了露蠢逡镶豹笼线ATM鼗零，数攒是通道移动终端和接入点之滴攀先建立好的信令连接来避褥髂獠瓣，弗麒支持时分双王。蕊淘逐接游特点谗使褥HIPERLAN2旃缢缓容易豹为鑫羹照务疆谈QOS支持，每个遴羧霹默被据定一个特定黪QOS爨臻，始祭宽、谈璐搴、魁廷帮辩渤等，瞧霹强绘每个连接鞭先指定一个优先级，馘确定这个连接在带宽、延迟、糖塞，误礴率等方嚣戆葵袋。QOS绦瓣臻链瑟瑟速率瀚数缮缛输I力经褥HIPERLANL2簿鬻遗台于阎步憧输对带窳、髓尊惩嚣求较高的多媒体数掇漆。汇聚屡汇聚蹙豹童三簧豫用楚渡务逡配。惩来囊持HIPERLAN2与核心燃络翡连接，包戆QOS参数秘滤爨潺求的浚瓣、分粼、嚣凝装配彝包凝转换。汇聚艨撼瘫鼷馋采的羽定长度蠛可交发数精谯转换为疲阁予数据链路瑟中的定长度豹救势数捺革元SDUATTIPERLAN2协议针对无线两络俸了缀多伉讫，廷义了许多支瓣无线瓣缮功髓瓣传令鞲测爨方法，镪揍动态簇攀逡择、无线小嚣切换、链鼹适懿、多波窳天线秘功率烂潮等，特点楚裹遮赞浚、蘧翻连接、支持QOS、蠡秘鬏搴配鼗、支持越医褥羧、囊全镶糍。HIPERLAN2协议舆脊很大的灵活性，可以逡成多种灏怒网络类懋，郎W以作为交燮竺篓查查兰里主兰焦鲨塞塑二至I生揍式以式翘戆冤线接入子瓣遣霹虢作为下一代蜂窝瓣终瓣接A嬲，著虽这襻接入对手瓣络崖以上高层协议是完全透明的，当前的任何应用无需改动就可以在HIPERLAN2上运行。在通售像密上，HIPERLAN2提供了疆当麓静安全性程可靠性，安全枧铡主要是逶过DIFFERHELLMAN密码交换协议交换通信密钥，而后利用密钥完成移动终端和接入点之闽豹交互虢菠。144LEEE802。111441IEEE80211协议体系IEEE802111】114【LQ标准悬无线局域网发展的里程碑，也是目前应用最广泛的无线两壤掰拣准。IEEE80211标准包括了物理屡秘媒体谤游控刳搽懿趣蒎，墨】3是1EEE80211标准的完熬体系结构图。80211的物理层由三个子艨组成，分别为物理汇聚子艨PLCP，PHYSICALLAYERCONVERGENCEPROTOC01、物理媒体榴关予层PMD，PHYSICALMEDIADEPENDENT着1管理子层。物理汇聚子层主要进行载波侦听的分析和针对不同的物理层形成相应格式的分组；物爨媒体子艨用于识别相关媒体传输佰号所使用的调制与编玛技术；管理予层为不同静蘩壤层进髫傣莲选撵帮调谐。IEEE80211枣器准瓣媒体访闼控制艨则分成媒体访问控制子屡与媒体访问控制管理子屎。媒体访问控制子层主臻负责访闻机制的实糯和分缀的拆分耨重组；媒体访瀚控裁管壤予层主要负责越区切换、功率管理以及登记过程中的关联等，这一层的操作机制是移动环境下所需要的。除此之外，IEEE802IL还定义了站管理子层，用予协调物理层和媒体访问控制层之间的交互。数据链路屡秘璎鼹LLC磁AEMAC营理震撼蒋瑷PLCP予PHY警理矮撄PMD豳13IEEE80211标准协议结构8箜辇堂鍪查銮兰鳖圭兰焦婆兰釜二璧望笙1442IEEE80211的网络拓扑结构IEEE802。1L无线局域网按照有无基础设施，可以分成两种基本网络拓扑结构一种跫有基础设施无线髑域NINFRASTRUCMREWIRELESSLAIN，又称为有中心网络；另一种是无基础设施无线局域网1NFRASTRUCTURELESSWIRELESSLAN，又称为无线是缝织嘲络。有基础设施无线周域网拓扑结构如图14所示，程有基础设施无线周域网中，移动节点与其传输范围内豹接入点ACCESSPOINT壹羧通信，节点之润不能壹接福互通信，所有无线节点之间以及炙线节点与有线网节点阏的数据传输都要嫒过接入点转发，无线节点与接入点麸同构成一个基本服务集BSS，BASICSERVICESET。由于对信道资源的分配使矮了嶷孛控铡麴方式，基本黢务集中懿信遴澍惩率褥鹫了提褰。戈了扩大无线越蠛孵豹覆盖范围，还可以通过接入点将基本服务集与分布系统DS，DISTRIBUTIONSYSTEM相连，赢接A点箨为无线节赢与努帮系统之瀚豹薪粱，莛弱按入窝转麓约释瑟，放两由分布系统和多个基本服务集共同构成扩展服务集ESS，EXTENDEDSERVICESET，扩展服务集中的无线节点能够通过接入点并经由分布系统来和其他基本服务集内的无线节点进行通信。图14有赫础设施无线局域网拓扑结构9捌科学技术事博士攀位渣蔓第一章绪醅瓷基础最撼无线弱域霹拓挣结掏如鼯15辑示。无辇硅设麓网络中币存在集中式静州络管理NN的无线节点熬同组成一个自治系统AUTNOMOUSSYSTEM，并在对等的基础上进行通信，每个节点都兼备主视和路由器两种功能。无线节煮可戳与其传输范幽内的邻居节点直接通信；戋两个无线节点无法直接通信时，需要利用其他无线节点的路由功能，通过多个甲间节点的转发米进行通信。鹫1，5无基墙垡藏无线焉域NADHOEWIRELE豁,NETWORK144380211标准的发展80211是IEEE80211工作组最早提出的无线局域网标准，包括物理层和媒体访问控嵩屡的规范，其物理瑶定义了数据传输韵信号特征和调制方法，班爱两种射颤传输方式和一种红外传输方式。8021T的射频传输采用，矗序列扩展频谱DSSS，DIRECTSEQUENCESPREADSPECTMM和跳频扩展频谱FHSSS，FREQUENCYHOPPINGSPREADSPECTRUM翻融方式，均工作在24GHZ1SM频段。媒体诗瓣控制联攘范剐建义了分布式搏涟功能DCF，DISTRIBUTEDCOORDINATIONFUNCTION和点协调功能PCF，POINTCOORDINATIONFUNCTION蕊种媒体访问控制帆嗣，分别支持分布式彝集中式的媒体访瀚控制。在安全褴上，IEEE90211采用了两种方法认证AHTHEMICATION和加嵇ENCRYPTION。认证包括开放系统和共享密匙两种方法，在一个开放系统中，允许任意个站进干亍认证，但不保证都能认迁成功；杰燕享密越系统孛。只有搠寿密匙约无线节癌才毙遁过认迁，数据加密上到采用育线网等同加密法WEP，WIREDEQUIVALENTPRIVACY，使用64伉密匙和RC4加密算法来宪成翱密操作。中离辩学技术大学藩攀位论文第一案绪论1999每萎三式遂过麴802ILB旧是802。11梅准鹣扩鼹，弱802；LT共事超霹貔媒零谈阀控制层。80211运行在24GHZ的ISM频段上，采用的调制技术是互补编码键控CCK调斜方式，支掩最高IIMBPS豹数据遮率，并露墩根据传输距离自动灞整为55MBPS、2MBPS和1MBPS的数据传输速率。8021LB最大传输距离为150米，通过增加发射功率可以达到300米左右。8021LB使用了40位或128位的WEP加密技术，网络其铸良好翡扩疑蛙，逮逶接A点可以方便懿接入毒线捌终孛。随着用户对无线网络带宽需求的不断增长，8021LB所能提供的带宽已不能满足要求。IEEE802，11工作媳又铜定了8021LB豹詹续标准8021LA”螂。8021LA工作在5GHZ频段土，镌璎屡使用了OFDM调制技术，支持多糖数撼传输速零，最高W达到54MBPS，能满足语音、图像、数据多种业务的需要。8021LA和80211熬享相同的媒体访问控制层，毽崮于王幸霉熬鼗段窝调翻方式不溺，嚣者劳不蒙容。针对802，ILA和802ILB不能兼容的情况，80211王作组又予2001年11月通过了8021LG【1明标准。802ILG在24GHZISM频段上使用了OFDM调制技术，在确保兼容现有戆802，1IB标准的嗣鞋，实现了最褒54MBPS豹数据捷辕速率。随着无线网络业务的发展，新的多媒体业务对带舞相时延等服务质嚣的要撒越来越高，促成了支持QOS的8021LET20标准的诞生。8021LE橱；准茸前仍处于草案阶段，8021LE包含HCF搿YBRIDCOORDINATIONFUNCTIONLTEDCFENHANCEDDISTRIBUTEDCOORDINATIONFUNCTION两种媒体访问控制机制，分布式的EDCF可擞供稳定合理的服务质量，而集中式翁HCF辘够灵滔支持多静骚务震爨策路。在EDCF疑翻孛，每个支持QOS麓节点QSTA最多能够支持四个队列，分别对应不阀的业务类另UTC，TRAFFICCATEGORY，同一节点内的业务可以分为不同的TC，不同的TC采用不同的退避机翎来发送，从而实现不阑的服务级别。每一个TC都必须在等特信邀空闲一寇时闻AIFS，ARBITRATIONINTERFRAMESPACE言才能开始退避过穰，AIFS最小不能低于DIFS。QOS优先级较高的TC瓣应翡AIFS要小予QOS饶先缓较羝懿TC，麦予黪霪等符绩遂空阗瓣懿阗鞍短，优先级较高的TC能先于优先级较低的TC进入退避过糕，在退避阶段，不同的T对应的最小竞争窗口C转。和最大竞争窗弱C降K也不同QOS优先级较高的1的C形。和塑壁兰些查查堂堡主堂篓笙茎笙二童生C瓯。鞍小，遮臻戆退避嚣孝踩毽小于QOS往先级较羝戆韵舞选撵退避聪蒎璧的羧率较大，获得传输机会的概察较高。此外，豳于节点内部不同TC所属队列可能同时竞争信遒，因此节点内部不同1C闻氇可戆发生冲突，当敬生这静称为虚撅渖突FVINUALCOLLISION的情况时，节点将优先传输优先级最商的TC。AC0ACIAC2AC3VIRTUALCOLLISIONHANDLER圈T6EDCF中的髓个滚耋类4秘嶷搬冲突竞争塞措膏T【1。2CWM叫C】1】AIF鼙TCL攥黼阔，厂K诅J下一，LSLOT延遮接每砑斡LOT耐闽减苎雹口CLOF瞳一直到媒体空用汗始下帧图17EDCF中多个不1司TC的退避过程针对IEEE90211标准不阉医域的遐操作性程安全等阚题，IEEE802。11工乍缀也制定了相关的标准。8021LD211对皮802,1】B，主要魁为了解决不同凰家和区域的24GHZ频莰无线精装两瓣互臻俸往溺题。80211妒21粥稻予改善802T1豫议静韬羧毒琵裁，绞耀户能在不同无线信道或接入设备点间漫游。8021IHL2卅定义了用于8021LA的频谱管理技术，通过动态频率选撵技术能够更好的控制发射功率和选择无绫信遂。8201LIF娴着重予无线网络的安全性。80211L髓支持认迁积绷密的多耪框架拚议，支掩企业、公众和斗嘲科学技术大学麟学谴论文鲻一章缮论家簇的多级虚削。支挎擞离镱输滚攀酌凝代无线髑域网栎准也懑经浮掇永搿，IEEE融簿成立了8021IN王俘缝，叛镬定下一代懿塞逶羌线羯域翳舔礁IEEES02TINF“。802IIN魏。议为双频。E作方式，包括24GHZ辫5GHZ两个工乍频段，可以秘现荫的80211ABG橼溅翘慕餐。802。1TN瓣秘戆缨结合MIMOMULTIPLEINPUTMULTIPLEOUTPU0秘OFDM援寒，能将无线髑城网懿搀翰遥枣撼赢到108MBPS，最高糍达茔G320MBPS。天线技术和健羧技术匏改进剡使得嚣线筠城鞭瀚传输缒离大太增蕊，农僳诞100MBPS撩输逮攀糖翡传辕黪亵旋够遮到数公燕逡。狳了辩黪疆嫠韵致避，802，1TN瓣鲑氇袋震了凝戆繇链熊笼线倦输技术采设避媒髂涛润羧锘屡髋熊、德他数据帧络构、降低管理歼镶，以糖商光线腐城稠懿效攀秘器瞧餐。袭11IEEE902，L磷；列椽准拣瀵定义蠹容IIEEE802I1最早魏WLAN标准，嶷持最璐IMBPS藏2MS舸传输遴率LTEEE8021IB警键瓣主潺橼壤，童挎最囊TLMBPS鹣砖辕