基于轮询控制系统的IEEE 802.11 PCF能效分析

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点协调功能(PCF,Point Coordination Function,PCF)作为 IEEE 802.11 标准的媒体接入控制(MAC,MediaAccess Control)协议的基本工作方式之一,为WLAN提供了一种集中控制的接入服务,由中心控制点对接入对象进行统一的调度。相对于基于随机控制的DCF(Distributed Coordination Function)工作模式,采用集中控制的PCF能为接入对象实现无冲突的网络接入服务,并提供接入时延保障。随着人们对实时性业务的要求越多,PCF也更多的用于为时延敏感业务及中心控制类网络提供接入服务。研究者们针对IEEE 802.11PCF的机能分析进行了大量研究,但大多会集在接入时延、网络吞吐量等QoS(Quality of Service)指标,对网络接入能效的研究相对较少。随着无线网络呈现出覆盖不断扩大,节点、基站密集分布的特点,能耗已逐渐成为关注的热点。能量效率也成为无线网络MAC协议设计必须考虑的重要因素之一。因此,本文以IEEE 802.11 PCF为研究对象,利用轮询控制模型对接入过程进行数学建模,重点围绕PCF工作模式下的网络接入能效进行理论和仿真分析。本文分为三个部分。首先,对IEEE 802.11协议下的WLAN MAC协议研究现状进行了分析和总结。其次,基于排队论相关理论采用轮询模型对PCF工作模式下的接入过程进行数学建模,定义了网络接入能效并推导出接入能效的理论计算式。最后通过仿真实验对PCF工作模式下的接入能耗进行测试,验证了理论分析的正确性,并对PCF能效特性进行了分析。
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