IEEE802.11 DCF协议仿真与优化研究

"这篇硕士学位论文主要探讨了无线局域网MAC层协议的仿真设计与研究，特别是基于IEEE 802.11标准中的分布式协调功能DCF，以及如何通过OPNET平台进行性能优化和QoS支持。" 在无线局域网（WLAN）中，介质访问控制（MAC）层协议起着至关重要的作用，负责管理多个设备共享无线信道的访问。IEEE 802.11标准是最广泛采用的WLAN标准，其MAC层的访问机制主要包括分布式协调功能（DCF）。DCF是一种基于冲突避免的载波监听多路接入（CSMA/CA）方法，旨在减少网络中的数据包碰撞。 DCF协议的基本工作原理是“两次握手”的确认机制，即DATA帧和ACK帧的交互。源站发送数据帧后，如果目的站成功接收到，将返回一个确认帧（ACK）。这种机制简单有效，但可能导致信道空闲时间较长，尤其是在高负载网络环境中。 在DCF的基础上，还有一种可选的RTS/CTS机制，用于进一步减少冲突。在发送大数据帧前，源站先发送一个请求发送（RTS）帧，目的站回应一个清除发送（CTS）帧，确保在数据传输期间无其他设备占用信道。这种方法可以减少隐藏终端问题，但会增加额外的开销。 论文作者使用OPNET Modeler 10.0作为仿真工具，对基本DCF和RTS/CTS进行了深入分析和仿真，以评估其性能。此外，为提升网络服务质量（QoS），作者设计了一个增强的DCF（EDCF）方案，它能区分不同业务的优先级。为了优化吞吐量和减少延迟，论文还提出了一个自拟参数算法，该算法是对二进制指数退避算法的改进，适用于高负载网络环境，能够更有效地避免碰撞并提高网络效率。 通过OPNET平台的仿真，作者展示了如何改进DCF协议的性能，特别是在高流量情况下的表现，同时也为未来的退避算法优化提供了方向。关键词涵盖了无线局域网、DCF、OPNET仿真和退避算法，这些都是无线通信和网络研究的关键领域。