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无线局域网和自组织网在干扰环境下的性能分析及相关策略的研究

杨光松  
【摘要】: 现代无线通信要求业务多、移动性强、传输速率高、覆盖范围广,下一代移动通信系统将综合WLAN、WPAN及MANET等各种不同类型的无线网络,在全IP的核心网上高速实现声音、多媒体和数据等多种业务。WLAN和自组织网具有广泛的应用前景。但有限的频率带宽会导致系统间或者系统内的相互干扰,降低网络性能。本论文以WLAN和自组织网为对象,对其性能进行分析,并探讨了减轻干扰的策略。 首先讨论了ISM频段无线设备的干扰机理,分析了WLAN在外部干扰下的性能。在蓝牙干扰存在的情况下,用物理层基带模型对WLAN的误码率性能进行了仿真;结合时间-频率冲突分析,对干扰环境下影响WLAN性能的各种因素进行了比较,提出了一个自适应调节WLAN分组长度的方案,以提高WLAN系统的吞吐量性能。 其次讨论了WLAN内部具有多个无线服务运营商的热点接入环境中提高容量的机制,从理论上对热点区域AP信号重叠时产生的冲突影响进行建模,证明它们有严格的度量界限,并研究了信道条件、节点密度、信道分配策略以及MAC协议对吞吐率和公平性的影响。基于虚接入点(VAP)的概念,提出了一个多运营商共享物理AP的结构,在VAP上利用无线信道的时变特性,进行合适的调度来提高系统吞吐量。 最后分析了自组织网的干扰性能以及用路径选择来避免干扰的方法。在对多速率机制下Ad hoc网络延迟参数进行分析的基础上,利用跨层设计的思想,综合考虑物理层和MAC层参数,提出了一种路由度量,根据这种度量,可以充分利用多速率机制选择高速链路,同时能够避开干扰和冲突,减少冲突竞争及排队延迟。通过仿真证明该方案能提高系统的吞吐量,减少延迟,从而提高网络的总体性能。


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