单信道全双工MAC协议研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sharufeifen
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
全双工通信技术可以提高链路容量和频谱利用率,是5G和未来无线通信系统的关键技术之一。单信道全双工通信是指收发机可以在一个频带内同时接收和发送信息。随着针对全双工系统的自干扰消除(SIC)技术的不断发展,全双工通信终将得以实现。全双工技术会给现有无线局域网(WLAN)带来极大的变革,传统的半双工MAC协议已无法适应全双工WLAN,因此为了进一步提高WLAN的网络容量和频谱效率,需要研究全双工MAC协议。论文围绕单信道全双工MAC协议展开,在分析IEEE802.11标准MAC层分布式协调功能(DCF)和点协调功能(PCF)基础上,研究了单信道全双工DCF(FD-DCF)协议、全双工CSMA(FD-CSMA)协议和全双工PCF(FD-PCF)协议。具体内容和创新点如下:一、针对传统半双工DCF(HD-DCF)不适用于全双工WLAN的问题,提出一种单信道全双工DCF(FD-DCF)协议。该协议结合不同的网络场景和站点的全双工能力,对RTS/CTS帧进行合理填充,提出了四种工作模式,分别是同步全双工模式、异步全双工模式、条件半双工模式以及半双工模式,分析了FD-DCF在四种不同工作模式下的链路建立流程;结合改进马尔科夫(Markov)模型,推导了FD-DCF协议的碰撞概率、归一化饱和吞吐量、介质访问时延等指标。仿真结果显示,FD-DCF的性能比传统DCF的性能具有较大幅度的提升,特别在帧长较长、站点数较少、数据传输速率较低时,FD-DCF的吞吐量与介质访问时延的提升效果更加明显;与经典的全双工协议“ContraFlow”相比,所提协议通过牺牲极少的吞吐量和时延性能,以满足全双工网络、半双工网络以及混合双工网络的通信需求。二、针对传统CSMA机制对碰撞的感知迟缓问题,同时考虑物理层载波侦听不理想的情况,提出一种全双工CSMA(FD-CSMA)协议。该协议利用全双工技术进行不间断的载波侦听,当碰撞发生时立即停止发送数据,以此缩短对碰撞的感知时间。分析了FD-CSMA协议在干扰环境下的载波侦听和碰撞避免机制,以及在物理层载波侦听存在虚警和漏检情况下的帧传输流程。结合改进Markov模型,研究了FD-CSMA协议的归一化饱和吞吐量和介质访问时延等性能。仿真结果显示,FD-CSMA的性能比传统CSMA有明显的提升,特别在站点数较多和帧长较长的情况下,性能改善更为明显。三、针对半双工PCF(HD-PCF)协议在全双工WLAN中轮询效率不高的问题,提出一种单信道全双工PCF(FD-PCF)协议。该协议充分利用各站点的全双工能力,引入全双工轮询列表(FD-PL)结构以适应全双工网络、半双工网络和混合双工网络的应用场景,并采用集中轮询的方式分配信道的使用权。分析了FD-PCF的通信规则和帧传输流程,利用M/G/1休假队列模型分析了所提FD-PCF的介质访问时延、归一化吞吐量等性能。仿真结果显示,FD-PCF的性能比传统PCF的性能有显著提升,特别在帧长较长和包到达率较大时,系统性能改善更为显著。
其他文献
随着人们对健康问题的日益重视,减少动物体内过量的脂肪已成为人们普遍关注的问题.过量的脂肪不仅降低了肉的品质,而且不利于人类健康.人体摄入过量的动物性脂肪会导致肥胖症
MC-CDMA技术是第四代移动通信的核心技术之一,它充分结合了CDMA和OFDM技术的优点,具有自适应灵活性高、频谱分布最佳、容量高、抗干扰能力强、频谱利用率高和发射机实现简单等
口腔癌是口腔颌面部最常见的恶性肿瘤,也是头颈部鳞癌的重要组成部分.尽管治疗措施已有改进,但近年来口腔癌的5年生存率提高不大,疗效不能令人满意.目前认为口腔癌形成是一个
由于设置灵活,便于大规模布置的特点,无线传感器网络在军事、环境监测、交通监控等领域具有重要应用前景。目前无线传感器网络的传感器节点大多采用传统电池供电,由于电池具
我们从联合基因公司提供的人D-酪氨酰-tRNA脱酰酶(Human D-Tyr-tRNA Deacylase,HDTD)的cDNA序列入手,对HDTD基因序列进行了分析和补充.HDTD cDNA全长1338bp,含有一个编码209
  本文对BAC介导ApoCIII增强子删除的人载脂蛋白apoAI/CIII/AIV/AV基因簇突变株转基因鼠系的建立以及其与完整基因簇转基因小鼠进行了比较研究。文章利用温度敏感型的穿梭
摘要:课堂讨论是实施探究学习和合作学习的主要途径,是深化学生认识、强化学生主体地位的重要方法。如何在小学数学教学中运用课堂讨论的教学方法,是值得广大数学教师共同探讨的话题。  关键词:课堂讨论;优化;课堂教学  中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2016)03-0008  在我们平时的课堂教学中,一般是问题提出后,我们就挑举手的学生回答问题,当个别同学的问题得
电磁波与运动媒质的机电相互作用是电动力学的一个基本问题。宏观物体的运动速度远小于光速,已有的相关研究通常忽略运动的影响。然而,对于特定的电磁波和运动媒质参数,即使运动
斑龙芋属(Sauromatum Schott )是天南星科的一个较小的属,本属的分类地位、系统位置等方面还存在较大的争议,有人认为斑龙芋属植物应属于一个独立的属,但也有许多学者认为这个属
近年来,In-LineM-Z干涉仪作为应变传感器、温度传感器、曲率传感器、折射率传感器等被广泛研究。这种干涉式传感器在具有传统M-Z干涉仪传感器的高灵敏度的同时,克服了传统传感