无线局域网MAC层协议仿真研究-基于OPNET的802.11标准

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于OPNET的无线局域网MAC层协议的仿真设计与研究，重点分析了IEEE802.11标准中的MAC访问机制，特别是分布式协调功能DCF及其RTS/CTS优化策略，并提出了自适应参数算法以改善网络性能指标，如吞吐量和时延。" 在无线局域网（WLAN）中，MAC（Medium Access Control）协议是关键部分，负责管理多个设备共享同一无线信道的情况。论文详细讨论了马尔可夫理论在分析WLAN吞吐量中的应用。作者引用了Bianchi的工作，他利用二维马尔可夫过程来描述活跃结点状态的变化，进而推导出吞吐量的表达公式。在这个模型中，Ptr表示一个时隙中至少有一帧在传输的概率，P1表示有帧传送时，只有一个帧成功传输的概率，Ef代表一个时隙内成功传输的有效数据量，τr是信道空闲的时间长度，τs是成功传输的平均时间，τc是冲突的平均时间。 归一化系统吞吐率S定义为信道上成功传输的有效载荷，可以表示为成功传送的有效数据的平均值除以一个时隙的长度。通过马尔可夫模型，可以进一步解析这个关系。论文中提到的DCF是IEEE802.11标准中的核心机制，用于分布式地控制多个设备对共享信道的访问。DCF采用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）策略，但仍然存在碰撞的可能性，尤其是在高负载网络环境下。 为了解决这个问题，论文提出了改进的EDCF（Enhanced DCF）方式，支持QoS功能，并且设计了一种自适应参数算法，以优化二进制指数退避算法。这种新算法的目标是减少冲突，提高网络的吞吐量，同时减少延迟。OPNET作为强大的网络仿真工具，被用来模拟和评估这些协议和算法的性能，为实际网络环境下的性能优化提供了理论基础和实践指导。 关键词：无线局域网，DCF，OPNET仿真，退避算法，服务质量