無線區域網路802.11e EDCF之效能改善

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王國蔚(kuo-wei wang) 查詢紙本館藏

畢業系所

通訊工程學系

論文名稱

無線區域網路802.11e EDCF之效能改善
(performance ehancement of 802.11e EDCF in wireless local area network)

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摘要(中)

為了在無線網路802.11上提供服務品質保證(Quality of Service---簡稱QoS)，IEEE 802.11 Group E提出了802.11e，一個延伸自802.11的QoS-ware鏈結層協定，用以確保多媒體訊務的品質能夠得到保證。在802.11e提出了混合式協調功能(Hybrid Coordination Function，HCF)，包括了以輪詢為基礎的HCF通道存取機制(HCCA)和以分散競爭為基礎的EDCF通道存取機制(EDCA)1，在這篇論文則只探討EDCF的效能改進。
目前已有相當多針對於改善802.11 服務品質的相關研究，其中(AEDCF)這篇論文[1]希望根據當下的網路狀況動態的調整競爭視窗，進而減少及時訊務所可能遭受到的碰撞。然而此方法與EDCF在高通道負載的情況下皆會因為大幅度的碰撞而導致效能的快速下滑，因此本論文將延伸(AEDCF)的方法動態的調整競爭參數並且做適當修改，確保無論在何種通道負載下皆能夠保護高優先權訊務，並且使得整體網路效能維持在一定水準。
本文將利用network simulator version-2這套模擬軟體來驗證此方法的效能。

關鍵字(中)

★ 無線區域網路
★ 服務品質保證

關鍵字(英)

★ edcf
★ 802.11e
★ quality of service
★ wireless local area network

論文目次

目錄 …………………………………………………………… Ⅰ
圖目錄 …………………………………………………………… Ⅲ
表目錄 …………………………………………………………… Ⅳ
第一章緒論……………………………………………………… 1
1.1前言………………………………………………… 1
1.2研究動機…………………………………………… 3
1.3論文架構…………………………………………… 4
第二章背景與相關研究………………………………………… 5
2.1 IEEE 802.11 簡介………………………………… 5
2.1.1 RTS/CTS…………………………………… 5
2.1.2 分散式協調功能(DCF) …………………… 8
2.1.3集中式協調功能(PCF) …………………… 9
2.2 IEEE 802.11e 簡介……………………………… 11
2.2.1以輪詢為基礎的HCF通道存取機制(HCCA) 12
2.2.2以競爭為基礎的EDCF通道存取機制(EDCA) 12
2.3 IEEE 802.11效能改進之相關機制……………… 14
2.4 AEDCF(Adaptive EDCF)說明……………………… 14
2.4.1每次成功傳送之後的競爭視窗設定……… 15
2.4.2每次發生碰撞之後的競爭視窗設定……… 16
第三章 EDCF效能改善方法說明……………………………… 17
3.1方法說明…………………………………………… 17
3.1.1碰撞避免…………………………………… 17
3.1.2動態調整競爭視窗………………………… 18
3.2訊框傳送流程圖…………………………………… 19
第四章模擬環境與數據分析…………………………………… 20
4.1 模擬拓樸…………………………………………… 20
4.2 參數設定…………………………………………… 21
4.2.1 802.11a PHY/MAC參數設定……………… 21
4.2.2 802.11e MAC參數設定…………………… 22
4.3數據分析與比較…………………………………… 23
4.3.1方案一(AEDCF、EDCF和本文方法分析比較) 23
4.3.1.1 total throughput vs. beta (1) 24
4.3.1.2 total throughput vs. beta (2) 25
4.3.1.3 total throughput………………… 26
4.3.1.4 channel utilization …………… 27
4.3.1.5 collision rate…………………… 28
4.3.1.6 平均throughput ………………… 29
4.3.1.7 mean delay ……………………… 31
4.3.1.8 drops per second………………… 34
4.3.2方案二(AEDCF、EDCF和本文方法分析比較) 35
4.3.2.1 total throughput………………… 36
4.3.2.2 channel utilization……………… 37
4.3.2.3 collision rate…………………… 38
4.3.2.4 mean delay ……………………… 39
4.3.2.5 drops per second………………… 43
第五章結論……………………………………………………… 44
參考文獻 …………………………………………………………… 45

參考文獻

[1] Romdhani, L.; Qiang Ni; Turletti, T., ”Adaptive EDCF: Enhanced Service Differentiation for IEEE 802.11 Wireless Ad-hoc Networks”,IEEE Wireless Communications and Networking, Conference , Volume: 2 , pp. 16-20 March 2003
[2] IEEE WG, “Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications”, IEEE 802.11 Standard, 1999.
[3] IEEE WG, “802.11e Draft 6.0”, May 2003
[4] S. Mangold, S. Choi, P. May, O. Klein, G. Hiertz and L. Stibor, "IEEE 802.11e Wireless LAN for Quality of Service", in Proceedings of European Wireless, Volume: 1, pp. 32-39, Florence, Italy, February 2002.
[5] Sunghyun Choi, Javier del Prado, Sai Shankar N and Stefan Mangold,
“ IEEE 802.11e Contention-Based Channel Access (EDCF) Performance Evaluation”, IEEE ICC '03 ,Volume: 2 , pp. 11-15 May 2003
[6] I. Aad and C. Castelluccia, “Differentiation Mechanisms for IEEE 802.11”, IEEE Infocom, Volume: 1, pp. 209-218 Apr. 2001.
[7] A. Veres, et al., “Supporting Service Differentiation in Wireless Packet Networks Using Distributed Control”, IEEE JSAC, Vol. 19, No. 10, pp. 2081 – 2093, Oct. 2001
[8] I. Aad and C. Castelluccia, “Remarks on Per-Flow Differentiation in IEEE 802.11”, in Proceedings of European Wireless, Feb 25th-28th , 2002.
[9] Q.Ni, et al., “QoS Issues and Enhancements for IEEE 802.11 Wireless LAN”, INRIA Research Report No. 4612, Nov. 2002.
[10] IEEE WG, “802.11a, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications”, Sep. 1999.
[11] S. McCanne and V. Jacobson ,: vic: a flexible framework for packet video. ACM Multimedia, (1995).

指導教授

吳中實(Jung-Shyr Wu)

審核日期

2004-7-1

推文