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论文研究-无线局域网TCP公平性的分析和改进 .pdf 评分

无线局域网TCP公平性的分析和改进,赵力强,,在分析IEEE 802.11无线局域网TCP公平性的基础上,本文提出改进的媒体接入控制协议:UDCF。IEEE 802.11网络包括一个接入点(AP)和多个站,��
山国科技论文在线 考虑个发送站和个接攻站。假设各站每次发送数据唢时,数据帧的碰撞概率与过去 的碰撺次数无关,即碰撞概率恒定且相互独立。本文采用二维 链 以描述某 个发送站竞争信道的过程,如图所小。表小该站在时刻的退避级数,取值范围为 ,代表最大退避级数;表示该站的退避时隙计数器在时刻的取值,取值范围为 图 竞争模型 令 + 。由图可得 公式()表示,在退避过程中,退避计时器在每个时隙的开始时刻减:公式()表 小,当退避级数为时,如果发送失败,退避级数加,退避计时器等概率地从 选取·个整数;公式()表示,当退避级数已经达到最大时,如果发送失败,退避级数不 变。公式()衣示:将数据成功发送山去后,新的数据立即进入发送缓冲区,该站重新进 入退避过程,退避级数为,退避计时器等概率地从 选取一个整数。 山国科技论文在线 2由图可得: 所有的都可以用和表示,而日∑∑=,因此可以求出 不论退避级数是多少,只要退避计时器为零,各站就发送数据。因此,该站在任意时隙 向发送上行数据帧的概率为 假设发送数据帧的碰撞概率为,采用相同的分析方法,可以得到在任意时隙 向接收站发送下行数据帧的概率为 在传输某个上行数据帧的时候,如果剩余个站和中至少有一个也发送数据,该 帧将发生碰撞。在稳态下各站的发送概率都为τ,所以上行和下行数据帧的碰撞概率分别 为 求解()()构成的维非线性方程组,可以得到τ、z、和 所以,在某个时隙至少一个站发送上行数据帧的概率为 在至少一个站点发送数据的条件下,有且只有一个站点发送的概率为 在发送下行数据帧的条件下,有只有发送的概率为 因此,时隙包括种状态:信道空闲(概率为 -,时间为σ);成功传 输上行数据帧(概率为,平均传输时间为);成功传输下行数据帧(概率为τ 平均传输时间为);碰撞(概率为 了,半均长度为)。 山国科技论文在线 令上行和下行数据咴的传输时间分别为和,由图可得: 数据桢包括帧头和有效载荷,假设上行和下行数据帧的平均有效载荷分别为和 则归一化的网终吞吐量为: 个时隙中有效信息的平均传输时间 时隙的平均长度 由于帧碰撞、控制帧和帧头情來的附加网络开销,吞吐量与每次帧父换传输的有效信息 紧密相关。每次帧父换传输的有效信息越大,吞吐量越大。在每次唢交换的过程中 只支持与一个接收站交换信息,传输的有效信息只包括一个下行数据唢的有效载荷 支持与个接收站交换信息,每次帧交换传输的有效信息包括个下行数据帧的 有效载荷。显然, 的吞叶量优于。此外,在中,如果向多个站发送数 据,就必须多次竞争信道。在 中,仅需要竞争一次,这大大降低信道竞争强 度,也有利于提高吞吐量。 为了评估系统的公平性,木文定义公平指数为: 个发送站点占用的平均带宽 n=一个接收点占用的平均带宽x 性能仿真与分析 本文采用计算机仿真 的性能,仿真中未考虑信道误码与传播时延,仿真参数服 从 协议,如表所示。与各站的数据帧有效载荷大小相等。接入信道后 向所有的接收站发送数据。 表仿真参数 信道速率 -----3 UDcF理论分析结;8个接枚站 UDCF理论分结果:日个安收站 UDcF彷真结具;8个接收站 UDCF仿买 杆结果:15个收 LDCF仿点结昊,16个接收站 cF伤真结果:16个接收站 DCF仿夏结粜:16 DcF仿真结果:16个接收 发坛站的个数 图吞吐量与接收站个数 图公平指数与接收站个数 山国科技论文在线 U匚cF理论分结果 有效 DCF仿真结果:1023bye效载 -DCF仿真结是:1023有当我 DCF仿真结果:2312byte有效载荷 cF仿真结:2312wve有效载苘 *-DCF仿真结果:2312bte有效荷 图吞叶量与数据帧有效载荷 图公平指数与数据帧有效载荷 数据帧有效载荷为 时,吞吐量和公平指数与接收站个数的关系如图所示。 随着接收站的增多,的公平性问题更加严重。因为和各发送站接入信道的概率相等, 个发送站占用 的带宽,个接收站只能共同分享剩余的 带宽,因此每个接收 站占用的信道带宽仅为发送站的。而 的公平指数始终为,即每个发送站和接收 站占用的信道带宽相等。 接收站为个时,吞吐量和公平指数与数据帧有效载荷的关系如图所小。有效载荷 越大,吞吐量越大。当有效载何为 规定的数据帧最大有效载荷)时, 的吞吐量可以达到,而的吞吐量只有。随着发送站的增多,接入信 道的概率下降, 的吞吐量降低而的吞吐量不变;但是 的吞吐量始终优于 有效载荷的变化对公平指数没有影响 在各种情况下,理论值与仿真值基本吻合,说明本文提出的分析模型是合理的 结论 本文提山的 协议通过增加成功竞争信道后发送的数据帧个数,不仪可以解决 无线局域网的公平性问题,而且可以提网络吞吐量。 山国科技论文在线 参考文献 作者简介:赵力强,男,年生,西安电子科技大学通信与信息系统学科博士,副教授, 主要研究方向为宽带无线通信、无线城域网和无线局域网等

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无线局域网TCP公平性的分析和改进,赵力强,,在分析IEEE 802.11无线局域网TCP公平性的基础上,本文提出改进的媒体接入控制协议:UDCF。IEEE 802.11网络包括一个接入点(AP)和多个站,��

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