ieee+802.11n帧聚合机制的研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送

2、交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要随着无线业务的快速增长以及手持智能终端的不断发展，人们对于高速率无线局域网的需求也更加迫切。为了突破传统MAC层带来的吞吐量提升瓶颈，IEEE802.11n标准提出了帧聚合机制。帧聚合机制通过在一次信道接入机会中发送多个数据帧，极大提升了MAC层效率和MAC层吞吐量。本文详细分析了MAC层的两种帧聚合机制，即MAC层业务数据单元聚合（MACServiceDataUnitAggregation，A-MSDU）和MAC层协议数据单元聚合（MACProto

3、colDataUnitAggregation，A-MPDU）。分析结果表明，A-MSDU拥有较小的聚合开销但抗误码性能较差，对于不同的误码率，存在最优的聚合帧长使A-MSDU的吞吐量达到最大。A-MPDU虽然聚合开销较大，但却具有较好的抗误码性能。为了结合A-MSDU和A-MPDU各自的优点，本文对两级帧聚合进行了深入研究，通过扩展Markov链模型，推导出了两级帧聚合机制下网络饱和吞吐量和数据平均时延的计算方法。在此基础上，本文提出了自动调节A-MSDU帧长的两级帧聚合算法（DynamicallyAdjustingtheA-MSDUFrameLengthofTwo-lev

4、elAggregation，TA-DAAL），使两级帧聚合能够根据信道误码情况和业务时延要求自动调节A-MSDU帧长，在保证数据时延满足业务要求的情况下提升网络吞吐量。仿真结果表明，TA-DAAL算法在信道误码率变化的情况下能够保持时延性能的稳定，并且能够获得比传统两级帧聚合以及A-MPDU更高的吞吐量。由于TA-DAAL算法能够自动调节参与聚合的MSDU数量，因此在MSDU长度变化的情况下也能够保持吞吐量性能的稳定。关键词：IEEE802.11n；两级帧聚合；A-MSDU帧长；饱和吞吐量；数据时延ABSTRACTWiththetremendousgrowthofwirel

5、esscommunicationservicesandrapiddevelopmentofintelligenthanhelddevices,highspeedWLANbecomesmoreandmoredesired.TobreakthebottleneckinimprovingthethroughpoutatMAClayer,frameaggregationisproposedinIEEE802.11n.FrameaggregationcouldimprovethethroughputandefficiencyofMAClayerbysendingseveraldata

6、frameswithinonetransmissionopportunity.Inthispaper,bothA-MSDU(MACServiceDataUnitAggregation)andA-MPDU(MACProtocolDataUnitAggregation)areinvestigated.AnalysisshowsthatA-MSDUhasloweraggregationoverheadbutitisvulnerabletotheerror-pronechannel.FordifferentBER,thereisaparticularA-MSDUlengththat

7、canmaximizethethroughput.ComparedtoA-MSDU,A-MPDUhasahigheraggregationoverheadbutoutperformsA-MSDUwhenthechannelisinbadcondition.ForthesakeofcombiningtheadvantagesofbothA-MSDUandA-MPDU,two-levelaggregationisanalyzedinthispaper.Theoreticalsaturatedthroughputanda