IEEE协议性能分析+文献综述(4)
1.2.2 IEEE802.11协议体系结构
IEEE802.11协议体系结构如图1-7所示
图1-7 IEEE802.11协议体系结构
802.11标准主要是对物理层(PHY)和媒质访问控制(MAC)层进行了规定，而对于上层协议都是兼容的。MAC层分为两层:逻辑链路控制子层LLC(Logic Link Control)和媒体访问控制子层MAC(Media Aeees Contorl);物理层也分为两层:物理汇聚子层PLCP和物理媒体子层PMD。
1.3 本论文的章节安排
本论文主要针对无线局域网IEEE 802.11b标准MAC层DCF协议进行研究。共分四章：
第一章， 首先引入无线局域网的发展背景,并对无线网络网络结构进行了简单介绍。简述WLAN主流协议IEEE 802.11 标准协议的发展历史和现状,并且介绍了主流的几大协议体系结构。
第二章， 主要介绍无线局域网MAC层。首先介绍了MAC层的主要技术和MAC层访问机制，其中着重强调了DCF的工作原理，最后讨论了三种主流的MAC研究方法。
第三章， 是本文的重点，对IEEE 802.11 MAC层协议进行建模并仿真分析，首先构建了二文马尔可夫数学模型,提出了其重要参数的表达式,其次以仿真软件NS2为基础，搭建仿真平台,从吞吐量对协议性能进行分析。
第四章， 在第三章的基础上指出了原协议存在的不足,随后提出改进算法, 并与原协议进行比较,验证了改进后的理论分析模型。
第五章， 文章的总结展望和感谢，对本文研究内容进行总结,指出还待改善研究的地方,最后向在写作过程中提供帮助的人士表达真挚的敬意。
2 无线局域网MAC协议简介
2.1 IEEE 802.11 MAC中的主要技术
2.1.1 虚拟载波监听技术
由于工作方式和信号空间传播的复杂性，无线网络更易发生冲突，在物理层上难以解决这个问题，IEEE 802.11在MAC层通过使用虚拟载波监听技术解决了这个问题。其具体实现是每个工作站文护一个网络分配矢量NAV(Network Allocation Vector)，。NAV值是一个可以变化的数值，表示当前在信道上传输的业务所需要占用信道的时间，用于指示网络的状态。每个发送站在发送帧时估计网络忙的时间，即NAV值，并把这一时间信息装入帧头，其他站接收到此帧后如发现本地NAV小于此时间则利用此时间更新本地NAV。各个工作站通过这种虚拟载波监听技术和物理层的载波监听技术来判断网络的忙闲状况。
2.1.2 帧优先级的设置
IEEE802.11支持3种不同类型的帧:管理帧、控制帧和数据帧。无线信道的优先接入通过使用各帧传输之间的帧间间隔(IFS)来控制，IFS是传输信道上的空闲时间。IEEE802.11中有四种帧间隔，其长度由小到大依次分别是SIFS(Short Interframe Spacing)，PIFS(PCF Interframe Spacing)，DIFS(DCF Interframe Spacing)，EIFS(Extended Interframe Spacing)。各种帧间隔如图2-1所示。
图2-1 帧间隔
SIFS主要用于确认或响应帧的获得介质访问权的时间间隔)，在这个期间，接收端接收到发送端RTS或DATA后回复CTS或ACK，或者因为数据包分片而回复的ACK，使发送端继续发送下一个分片。
PIFS主要用于中心控制方式，无竞争期的站点获得介质访问权的时间间隔，这个期间基站获得信道的使用权，发送PCF模式的数据包。
DIFS用于分布控制方式，竞争期的站点获得介质访问权的时间间隔，这种时间间隔使得工作于PCF方式下的工作站获得比工作于DCF方式下工作站享有更高的帧发送优先级。
EIFS是工作于DCF方式下，用于FCS值错误导致接收数据错误的情况下作为等待时间，为接收站发送确认(ACK)帧提供足够的时间。通过不同的帧间隔,不同优先级的帧能获得相应的介质访问优先权。