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随着无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)和智能移动终端设备的全面普及,移动业务呈现出类型多、流量大的特点,WLAN设备的部署密度也越来越大,因此人们对WLAN的性能提出了更高的要求。传统的WLAN在密集接入场景中存在着碰撞概率大、协议效率低的问题,因此下一代WLAN着重提升密集接入场景下的频谱效率和用户体验。服务质量(Quality of Service,QoS)保障技术作为一种提升用户体验的重要技术,能将链路资源更合理分配至各种业务,从而尽可能满足不同业务对网络性能的需求,因此研究适用于下一代WLAN的高效QoS保障技术拥有重要意义。下一代WLAN使用基于正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)的上行随机接入(UL OFDMA-based Random Access,UORA)机制进行随机接入,但UORA机制对业务类型不进行区分,因此无法为不同类型的业务提供QoS保障,且UORA机制存在着无法高效利用资源单元(Resouce Unit,RU)的问题,从而造成用户体验的下降。为了能在下一代WLAN的场景中提供高效QoS保障机制,本文主要做了以下研究:首先,本文对传统WLAN的接入及QoS保障机制进行了分析;针对下一代WLAN的密集接入场景,本文提出了基于估计STA数量的自适应增强QoS保障机制。通过将RU划分为四种接入类型(Access Categorie,AC)专用的RU,再对每种AC的接入站点(Station,STA)数量进行估计,并利用每种AC的传输概率对待接入的STA数量进行估计,进而精确调整每种AC的RU数量和传输概率,使RU尽可能分配至高优先级的AC并使每种AC的RU利用率处于最优值附近,从而为各种业务提供高效的QoS保障;为此,本文对RU的利用率与接入的STA数量的关系进行了研究,推导出RU利用率最高时对应的最优接入STA数量;若能在待接入STA数量较多时将实际接入的STA数量限制在此最优值,则可使RU利用率维持在最高点附近,而这需要获取实际待接入的STA数量的信息。下一代WLAN的上行随机接入结果中RU的使用情况提供了和接入STA数量有关的丰富信息,故本文对系统的接入概率模型进行了研究,推导出各种接入结果所对应的概率函数;随后本文利用此概率函数通过使用极大似然估计方法对接入的STA数量进行估计,并通过仿真对估计性能进行了评估;本文对自适应增强QoS保障机制在各种情况下RU的平均利用率、平均丢包率和每个数据包的平均发送次数进行了理论推导,并对这些指标进行了仿真验证和分析,再将仿真得出的结果和理论推导得出的性能模型进行了对比分析。其次,本文在开放无线研究平台(Wireless Open Access Research Platform,WARP)的软硬件架构基础上设计实现了自适应增强QoS保障机制原型平台。本文对WARP的High MAC软件部分进行大幅度改造,向High MAC中增加四个AC的待发送数据队列,并对其以太网中断处理函数进行改造,实现了High MAC按AC对业务进行分类管理。随后本文设计了在High MAC中使用虚拟RU模拟OFDMA上行接入流程,并使用虚拟RU实现了自适应增强QoS保障机制。最后通过实验测试对原型平台的性能进行验证。