基于链路干扰模型的802_11s信道分配策略
通用范文(正式版)802.11协议精读1学习资料整理
802.11协议精读学习资料整理一、概述802.11是一种无线局域网（WLAN）协议，它定义了在无线通信中如何实现高速数据传输和网络连接。
该协议的发展始于20世纪90年代初，经过多次更新和改进，如今已经成为无线网络通信的重要标准之一。
本文将对802.11协议进行精读，以帮助读者深入了解该协议的细节和工作原理。
二、802.11协议的主要特性1. 网络拓扑结构802.11协议支持两种主要的网络拓扑结构：基础设施模式和自组织（ad-hoc）模式。
基础设施模式下，无线终端通过接入点（Access Point，简称AP）连接到有线网络。
而在自组织模式下，无线终端可以直接与其他终端进行通信，而不需要基础设施的支持。
2. 频段和信道802.11协议操作在多个频段上，包括2.4GHz和5GHz频段。
每个频段又被划分为多个不重叠的信道，通过在不同信道上进行通信，可以减少干扰和提高系统容量。
3. 链路管理802.11协议提供了一套链路管理机制，用于在无线网络中建立和维护通信链路。
这些机制包括身份验证、关联和漫游等。
身份验证验证终端的身份，关联将终端与AP建立关联关系，而漫游则用于在多个A P之间切换。
4. 介质访问控制（MAC）802.11协议使用的MAC层协议是基于载波侦听多路访问/冲突避免（Carrier Sense Multiple Access with CollisionAvoidance，简称CSMA/CA）的。
CSMA/CA机制通过监听信道上的活动，避免数据碰撞并提高传输的可靠性。
5. 系统容量与速率自适应802.11协议支持自适应调制和编码方案，以根据无线信道的质量和干扰程度来选择合适的调制和编码参数。
这样可以提高系统的容量和传输速率。
三、学习资料推荐是一些学习资料，可以帮助读者更深入地学习和理解802.11协议：1. 《802.11 Wireless Networks: The Definitive Guide》这本书由MatthewGast撰写，是对802.11无线网络的全面介绍。
80211r原理明细
总述IEEE802．11r(Fast BSSTransition)定义了STA在同一移动域(MD)中的AP 之间漫游时的交互细则，提供了实现BSS快速转换的标准。
协议描述的主要方法为：STA第一次与MD内的AP关联时，利用802.1x认证获得的主会话密钥（MSK，由于该密钥为认证者和申请者共享，也成为成对主密钥（PMK））和MD内各个AP的R1KH_ID计算出不同的PMK R1分发给MD内的其它AP；发生切换时，STA直接利用发送到目标AP上的PMK R1协商出成对临时密钥(PTK)和组临时密钥(GTK)，以此缩短切换时间，避免再进行耗时的802.1x认证。
协议主要描述了四个部分的内容：密钥管理、新增的信息元素、FT初始化关联和快速切换协议。
密钥管理部分提出了三层密钥结构及其计算方法；新增的信息元素部分给出了MDIE、FTIE、TIE等元素的定义；FT初始化关联部分描述了第一次关联时密钥生成和分发的过程；快速切换协议部分描述了快速漫游过程和由PMKR1计算PTK和GTK的过程。
初始化关联部分和快速切换协议部分分为RSN(Robust SecurityNet)网络和non RSN网络进行描述。
快速切换协议分为两种，FT协议(FT Protocol)和带资源请求的FT协议(FT Resource Request Protoc01)。
每种协议的切换方式又可以分为两种，Over-the-Air方式和Over-the —DS 方式。
一.提示1.本文档主要研究支持RSN（802.11i）的无线局域网下的快速切换为主。
2.IEEE文档里提到的802.11r标准是基于自治式WLAN，而不是集中式WLAN，因此实现时会和标准有一定差别3.同样的，HostAPD模块里对802.11r的实现也会标准不同。
二.802.11i:强健安全性网络2.1：RSN简介除了TKIP和CCMP,80211i还定义了强健安全性网络(RSN)的标准,主要定义密钥的产生与分配方式.链路层加密协议使用了两种密钥.成对密钥(pairwise key) 用来保护工作站与AP;间往来的数据.组密钥(group key) 用来保护AP和所关联的工作站之间的广播帧或组播帧成对主密钥产生于身份验证（802.1x或者PSK），组密钥则是AP动态产生并分配给工作站的。
CBTC中802.11的干扰分析与仿真的开题报告
CBTC中802.11的干扰分析与仿真的开题报告1. 研究背景：随着轨道交通系统的发展，列车控制系统逐渐由传统的ATC（自动列车控制系统）转向CBTC（无线列车控制系统）技术。
CBTC技术具有自主性强、灵活性好、安全性高等特点，是目前世界上最先进的轨道交通控制技术之一。
CBTC系统中使用了802.11标准的无线网络进行通信，但是在车站及隧道区域，会受到多种干扰影响，如信号衰减、多径衰落等，会对整个系统的性能产生影响。
因此，对CBTC系统中802.11的干扰分析和仿真具有重要研究价值。
2. 研究目的：本课题旨在通过对CBTC系统中802.11无线网络的干扰分析和仿真研究，提出相应的解决方案和措施，为CBTC系统的实际运行提供理论依据和技术支持。
3. 研究内容：（1）CBTC系统中802.11的干扰机理研究；（2）CBTC系统中802.11的干扰模型建立；（3）CBTC系统中802.11的干扰仿真研究；（4）CBTC系统中802.11干扰的实际场景测试；（5）对CBTC系统中802.11干扰问题提出解决方案和对策。
4. 研究方法：（1）文献综述法：对国内外关于CBTC系统中802.11无线网络的干扰分析相关文献进行归纳总结，掌握研究现状和进展。
（2）理论分析法：通过对干扰机理进行研究，建立CBTC系统中802.11的干扰模型，并对干扰影响进行理论分析。
（3）仿真实验法：采用MATLAB等工具对CBTC系统中802.11的干扰进行仿真研究，探究干扰影响对系统性能的具体影响。
（4）实际测试法：通过对实际车站及隧道区域进行干扰测试，对仿真结果进行验证和修正，并提出可行的对策。
5. 研究意义：本课题研究对于CBTC系统中802.11无线网络的干扰分析和仿真，具有以下意义：（1）为CBTC系统的运行提供理论依据和技术支持；（2）为CBTC系统中802.11无线网络的设计和优化提供指导；（3）为今后轨道交通控制技术的发展提供参考和借鉴。
基于NS2的802.11n D信道模型实现
3.1.2 信道容量随机过程 信道的容量变化既有随机性，同时又有连续性(连续性是
指信道容量不会在极短的时间内发生剧烈突变)。为了模拟信 道容量的变化特性，Markov 生灭随机过程被认为是一个较好 的模拟信道容量变化的仿真方法，文献[4]也推荐采用这种 方法。
图 1 给出了一个信道容量的马尔科夫状态转移链，每个 状态对应一个信道容量值，连续状态的信道容量值间隔为 ∆C b/s/Hz，信道容量变化过程近似于一个步进过程。
道容量增加或者减少∆C b/s/Hz 的可能性。这一状态转移概率
可以根据简单的统计分析，由相应的 CC 值的等效马尔科夫
生灭过程产生，也可以根据信噪比、传输距离等参数由合理 的信道模型算出[3]。
3.2 算法实现 在 NS2 中的物理层进行误包仿真分为 2 步：(1)为每一个
无线链路建立马尔科夫链，仿真其信道容量；(2)查误包率、
目前主要有 3 种网络性能分析方法：(1)利用现有设备搭 建真实的网络环境；(2)数学建模分析；(3)虚拟环境下利用软 件(NS2、Opnet 等)进行网络仿真。利用现有设备搭建真实的 网络环境代价太昂贵，采用数学建模分析方法又过于复杂， 而使用 NS2 网络仿真法由于其经济性，并能完整地模拟整个 网络环境，因此被研究者们广泛使用。
图 1 信道容量状态转移
图 1 中的马尔科夫状态转移图的转移概率矩阵见式(2)：
⎡π1,1 π1,2
0
0⎤
Π
=
⎢⎢π 2,1 ⎢0
π 2,2 ...
π 2,3 ...
0
⎥ ⎥
... ⎥
(2)
⎢ ⎢⎣ 0
0
π N −1,N
π
N
,N
⎥ ⎥⎦
基于邻频干扰的802.11干扰机设计与实现
种 高效灵 活的全频道干扰机 。该干扰机配置有 ２个网卡，网卡 ａ 进行信道监测 ，网卡 ｂ 根据 网卡 ａ 返回的信道号差值 数据 ，跳转到预置 的 干扰 频道 发送干扰信号 ，通过调节干扰信号发送速率实现 不同的干扰概率 。实验结果表 明，该干扰机具有灵活、节能 ，可覆盖全 ｌ ３个频
道 的特点。
ＣＨ ＥＮ Ｚｈｅ ， Ｎ ＪＩ Ｚｈｉｇ — ａｎｇ ， Ｕ ｎｇ—ｅ “ ＬＩ Ｙｏ ｌｉ
（． ｃ ｏ ｌ ｆ ｏ ｕｅ ｃｅｃ ｄ ｅｈ ｏｏ ｙ ｂ Ｓ ｈ ｏ ｆ ｌ ｔ ｎｃ ｎｏｍａｉｎＥ ｇｎ ｅｉｇ Ｔａｊ ｉｅｓｙ Ｔａｊ ０ ０ ２ Ｃ ｉａ ａ Ｓ ｈ ｏ Ｃ ｍｐ ｔｒ ｉ ｅ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ； ． ｃｏ ｌ Ｅｅ ｒ ｉＩｆｒ ｔ ｎ ｉｅｒ ， ｉｎｉ Ｕｎｖｒｉ ， ｉ ｉ ３ ０ ７ ， ｈｎ ） ｏ Ｓ ｎ ａ Ｔ ｏ ｃｏ ｏ ｎ ｎ ｔ ｎｎ ［ ｓｒｃ］Ｂａｅ ｎｗｉ ｌｓ ｅ ｒ ｄａｅｔｃａ ｎｌｉｔ ｆｒｎ ｅ ８２１ Ｆ ｍｏ ｅ ａｄｒａｏ ａ ｌ ｉｔｒｅｅｃ ｈｎ ｅ ｎｍｉｅｔｅ Ａｂｔａ ｔ ｓｄｏ ｒ ｅｓｎｔ ｋａｊｃｎ ｈ ｎ ｅ ｎｅ ｅｅ ｃ， ０ ．１ＤＣ ｄｌ ｎ ｅｓｎｂｅ ｎｅｆｒｎ ｅｃ ａｎ ｌｏｍｉｉ ｚ ｈ ｅ ｗｏ ｒ ｔ ｗｉ ｌｓ ａｄ ｕ ｍｅ，ｈｓ ａ ｅ ｅｉｎ ｉｈｅ ｃｅ ｔｎ ｅｉｌ ｌｃａ ｎｌａ ｒ ｅｓ ｒ ｍｐｔ ｓｔｉｐ ｐｒｄｓ ｓ ｈｇ ｆ ｉ ｄｆ ｘｂｅａｌ ｈｎ ｅｊｍｍｅ． ｈｓａ ｅ ｃ ｊ ｉ ｇ ａ ｉ ｎａ ｌ — ｒＴ ｉｊｍｍｅ ｑ ｉ ｅ ｔ ｒｌｓ ｃｒｓＣ ｒ ； ｒｉｅｕｐ ｄｗｉ ｔ ｗｉ ｅｓ ａｄ． ａｄ ｓ ｐ ｈ ｗｏ ｅ
２５ Ｈｚ之间，频带分割为 １ ．Ｇ ４个标准的频道 。 Ｊ
802_11s无线mesh网络研究进展与挑战
2010，46（22）1引言传统的IEEE802.11标准[1]定义了两种基本服务集（BSS）或拓扑结构。
集中控制式拓扑以接入点（AP）为中心，移动终端（STA）在AP的控制下通信，这种BSS又称为有基础设施（Infrastructure）网络；分布对等式拓扑中任意两个STA可直接对等地相互通信，无需AP的转接，这种BSS又称为独立BSS （IBSS）或ad hoc网络。
IEEE802.11支持独立的无线网络，也支持与有线局域网络的互连。
扩展服务集（ESS）由多个BSS组成，如图1所示，每个BSS中的AP通过分布式系统（DS）与其他BSS相连。
由于ad hoc网络中STA以完全独立的形态存在而不能接入DS，因此图1中固定网络构架限制了802.11网络部署的灵活性。
很长时间以来，在工业界形成一种共识，ESS缺乏IBSS具有的自配置和ad hoc组网优势而不能满足既需要ad hoc又需要Internet接入的应用场景，需要考虑将即对802.11s无线mesh网络研究进展与挑战张牧1，严军荣2ZHANG Mu1，YAN Jun-rong21.贵阳学院计算机系，贵阳5500052.南京邮电大学信息网络技术研究所，南京2100031.Department of Computer Science，Guiyang University，Guiyang550005，China2.Institute of Information Networks Technology，Nanjing University of Posts and Telecommunications，Nanjing210003，ChinaZHANG Mu，YAN Jun-rong.Research and challenge on802.11s wireless mesh puter Engineering and Ap-plications，2010，46（22）：75-79.Abstract：Wireless mesh network is a new wireless multi-hop networking which evolves from ad hoc network and has the advantages of more coverage and more capacity，so it suits for wireless access backbone.802.11s task group，formed by IEEE，is responsible for mesh expansion of802.11ESS structure.For many key technologies are immature，it severely impacts the development of802.11s standard.For better understanding the research and development，this paper across-the-broad relates the key technologies in802.11s.According to aspect of the performance，shortcoming and challenge of802.11s mesh network are pointed out.Key words：Wireless Mesh Network（WMN）；802.11s；multi-hop；Extended Service Set（ESS）摘要：无线mesh网络是从移动Ad hoc网络中分离出来的新型宽带无线多跳网络架构，能够灵活地提高网络覆盖率和增加网络容量，适合作为宽带无线接入骨干网。
ieee802.11无线局域网协议分析系统的分析与实现
——一些蔓盔堂堡圭兰堡垒壅ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｓｔａｎｄａｒｄｓｏｆＷＬＡＮ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａ／Ｎｅｔｗｏｒｋ）ｈａｙｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｍｏｒｅｐｅｒｆｅｃｔｔｈｒｏｕｇｈｅｖｅｒｙｌａｒｇｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅａｎｄｅｘｐｅｒｔ’ｓｅｆｆｏｒｔｓｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．ＷＬＡＮｈａｓｇｏｔｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅｗｏｒｌｄａｎｄｉｓｐｌａｙｉｎｇａｎｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｍａｎｙｆｉｅｌｄｓ．～ｆｅａｎｗｈｉｌｅ．ｔｈｅｕｓｅｒｓａｎｄａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｏｒｓｏｆｔｈｅＷＬＡＮｓａｌｌｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｈｉｇｈｅｒａｎｄｈｉｇｈｅｒｒｅｑｕｅｓｔｔｏｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｏｆＷＬＡＮ，ａｎｄｅｘｐｅｃｔｔｏｕｔｉｌｉｚｅｍｏｒｅｐｅｒｆｅｃｔＷＵ州ｐｒｏｔｏｃｏｌｓａｎａｌｙｓｉｓｓｙｓｔｅｍｔｏｃａｒｒｙｏｎｒｅａｌ—ｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｔｏＷＬＡＮ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ．ｔｈｅｒｅｉｓｎｏｒｉｐｅＷＬＡＮｐｒｏｔｏｃｏｌｓａｎａｌｙｓｉｓｓｙｓｔｅｍｔｏｐｕｔｏｎｍａｒｋｅｔａｔｈｏｍｅ．Ｓｏ．ｉｔｉｓｇｒｅａｔｌｙｍｅａｎｎｉｇｆｕｌｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅ孔ＡＮｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐＷＬＡＮｐｒｏｔｏｃ０１ｓａｎａｌｙｓｉｓｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｒｉｇｈｔ．ＴｈｉｓｔｈｅｓｉｓｐｕｔｓｕｐｔｈｅｒｅａｌＷＬＡＮｏｆｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｄｅｂａｓｅｄｏｎＩＥＥＥ８０２．１１．ＡｎｄｔｈｒｏｕｇｈｕｓｉｎｇｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓＬＡＮｆｏｒａｌｏｎｇｔｉｍｅ，ＩｈａｖｅｃａｒｒｉｅｄｏｎｆｕｒｔｈｅｒｊｎｖｅｓｔｊｇａｔｉｏｎｏｎｍａｉｎｒｅｓｐｅｃｔｓｏｆＷＬＡＮ，ａｎｄｕｔｉｌｉｚｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｔｕｄｉｅｄｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙｔｏｓｏｌｖｅｓｏｍｅｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌＩｉｎｇＷＬＡＮ．ＴｈｉｓｔｈｅｓｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆＷＬＡＮａｔｆｉｒｓｔ，ａｎｄｔｈｅｎｎａｒｒａｔｅｓＩＥＥＥ８０２．１ｌｇｆｆ４Ｃｐｒｏｔｏｃｏｌｓｉｎｓｅｒｖｉｃｅ、姒Ｃａｃｃｅｓｓｍｏｄｅｓ（ＤＣＦａｎｄＰＣＦ）、ｓｃａｎｎｉｎｇｄｅｔａｉｌ．ｉｎｃｌｕｄｉｎｇＭＡＣ＆ｓｖｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ、ｓｅｃｕｒｉｔｙ、ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ、ｐｏｗｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ａｎｄｅｔｃ．ＩｔａｌｓｏａｎａｌｙｓｅｓｖａｒｉｏｕｓｋｉｎｄｓｏｆＭＡＣｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＩＥＥＥ８０２．ｉｉｗｉｒｅｌｅｓｓＬＡＮｉｎｐａｒｔｉｃｕｌａｒ．ＴｈｅｔｈｅｓｉｓｐｒｏｖｉｄｅｓｆｒａｍｅｗｏｒｋｃｈａｒｔｏｆｎｅｔｗｏｒｋｐｒｏｔｏｃｏｌｓａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｈｏｗｔｏｃａｐｔｕｒｅＩＥＥＥ８０２·ＩＩＷＬＡＮｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｎｍａｋｅｓａｄｅｅｐｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｄｓｏｆＤａｃｋｅｔｓ．ａｎｄｔｈｅｎｇｉｖｅｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｇｉｖｅｗｉｒｅｌｅｓｓｅａｒｄｓ．Ｉｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｆｉｌｔｅｒｉｎｇｐａｃｋｅｔｓ２——一——些查查兰堡圭兰竺丝兰ａｃｔｕａｌｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ．Ｉｎｔｈｅｄｅｃｏｄｉｎｇｍｏｄｕｌｅ，Ｉｇｉｖｅｔｈｅｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｔｈｅｔｏｐｍａｎａｇｅｍｅｎｔｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｄｅｃｏｄｉｎｇｍｏｄｕｌｅａｎｄｔｈｅｋｅｙｄａｔａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄ，ＩｇｉｖｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆＣｈｉｎｅｓｅｓｙｓｔｅｍｉｎｔｅｒｆａｃｅｉｎＬｉｎｕｘ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｇｒａｐｈｉｃｉｎｔｅｒｆａｃｅｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｏｐｅｒａｔｅｓ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｃａｐｔｕｒｅｓｖａｒｉｏｕｓｋｉｎｄｓｏｆｆｒａｍｅｓｉｎＷＬＡＮｂａｓｅｄｏｎＩＥＥＥ８０２．１１．ａｎｄｃａｎｄｅｃｏｄｅａｎｄｒｅｐｒｏｄｕｃｅｔｈｅＩＥＥＥ８０２．１１ＭＡＣｐｒｏｔｏｃｏｌｌａｙｅｒ、ｔｈｅｔｈｉｒｄｐｒｏｔｏｃｏｌｌａｙｅｒａｎｄｔｈｅｈｉｇｈｅｒｐｒｏｔｏｃｏｌｌａｙｅｒｏｆａ１１ｐａｃｋｅｔｓ，ａｎｄｃａｎａｌｓｏｆｉｌｔｅｒａｎｄｃｏｕｎｔｖａｒｉｏｕｓｋｉｎｄｓｏｆｆｒａｍｅｓｉｎｒｅａｌｔｉｍｅ．ＴｈｉｓｓｙｓｔｅｍｐｒｏｖｉｄｅｓａｕｓｅｆｕｌｔｏｏｌｆｏｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｎｇＷＬＡＮ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｉｔｃａｎａｌｓｏｐｒｏｖｉｄｅｔｅｃｈｏｎｏｌｏｇｙｓｔｏｒａｇｅｆｏｒｓｅｃｕｒｉｔｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＷＬＡＮ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＷＬＡＮ，ＩＥＥＥ８０２．１ｌ，ｃａｐｔｕｒｉｎｇｐａｃｋｅｔｓ。
802.11基本传输方式-信道竞争机制及QoS的实现机制
802.11基本传输方式-信道竞争机制及QoS的实现机制802.11基本传输方式-信道竞争机制及QoS的实现机制-- 2010.11.26本文主要介绍无线WIFI 802.11B/G中定义的基本传输方式，先看如下几个问题，802.11如何对无线传输信道进行侦听？如何进行冲突的避免？(处理和解决冲突问题)802.11 Sta如何认为当前链路是被占用还是空闲的呢？Channel获取的竞争机制是什么？为什么802.11使用的是CSMA/CA，而不使用已经非常成熟的CSMA/CD？802.11QoS如何区分和保证不同数据的优优先级等；支持WMM的AP如何在WMM和非WMM共存的环境中争取报文的优先转发？一， 802.11无线介质访问控制的基本方式（CSMA/CA）无线介质资源的访问控制方式可以主要分为DCF和PCF两种，DCF是基于竞争机制，多个分布式无线节点抢同一资源，类似于802.3中Ethernet Hub的CSMA/CD传输机制类似；PCF使用无竞争模式，所有的带宽分配（传输时间片）都由一个全局的Point控制；目前绝大多数无线设备使用DCF模式，也是本文的重点。
1.1 基本概念CSMACarrier Sense Multiple Access. A "listen before talk" scheme used to mediate the access to a transmission resource. All stations are allowed to access the resource (multiple access) but are required to make sure the resource is not in use before transmitting (carrier sense).CSMA/CACarrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance. A CSMA method that tries to avoid simultaneous access (collsions) by deferring access to the medium.DCF (distributed coordination function )The DCF is the basis of the standard CSMA/CA access mechanism. Like Ethernet, it first checks to see that the radio link is clear before transmitting. To avoid collisions, stations use a random backoff after each frame, with the first transmitter seizing the channel. In some circumstances, the DCF may use the CTS/RTS clearing technique to further reduce the possibility of collisions.PCF (point coordination function)The point coordination function provides contention-free services. Special stations called point coordinators are used to ensure that the medium is provided without contention. Point coordinators reside in access points, so the PCF is restricted to infrastructure networks. To gain priority over standard contention-based services, the PCF allows stations to transmit frames after a shorter interval.NAV (Network Allocation Vector )The NAV is a timer that indicates the amount of time the medium will be reserved, in microseconds. Stations set the NAV to the time for which they expect to use the medium, including any frames necessary to complete the current operation. Other stations count down from the NAV to 0. When the NAV isnonzero, the virtual carrier-sensing function indicates that the medium is busy; when the NAV reaches 0, the virtual carrier-sensing function indicates that the medium is idle. NAV使用Carrier Sense中模拟的那部分，可用来监听当前链路是否被其他设备预留，预留时间为多少，或者链路为空闲状态。
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图 1 802. 11 s中定义的无线 M esh网络构架
无线 M esh网络信道分配策略的研究最早开始 于移动 Ad hoc 网络 ,最近几年在应用需求的推动下 成为研究热点 。现有的信道分配策略有多种分类方 法 ,根据空间覆盖特性可分为集中式信道分配 和分布式信道分配 静态信道分配
[5 - 9] [8 - 9] [5 - 7]
CA ( trans m itter2receiver conflict avoidance ) 3 种逐渐
图 2 TRCA 干扰模型和 Two 2ray Ground传播模型
1. 2 无线干的仿真分析
图 3 是无线 M esh网络模型 。本小节对图 3 ( a ) 所示的简单无线 M esh 网络场景进行仿真研究并从 中得出结论 ,这些结论将用于图 3 ( b )所示的典型无
[ 15 - 17 ]
更适合于无线
M esh 网络 。本文结合无线 M esh 网络特点把全向的
无线干扰转化为特定方向的无线链路干扰 , 并在此 基础上提出 802. 11 s的全局性信道分配策略 。
1 无线链路干扰研究
1. 1 无线干扰模型和传输模型
无线传输的空间广播特性导致了同信道相邻节 点间的干扰 。文献 [ 18 ]总结出 PCA ( p rim ary conflict avoidance ) 、 RCA ( receiver conflict avoidance ) 和 TR 2
收稿日期 : 2008 2 10 2 28 基金项目 : 国家高技术研究发展计划 ( 863 计划 ) ( 2006AA01Z232 ) 、 江 苏省自然科学 基金 ( BK2007603 ) 、 贵州 省自然 科学基 金重点 项目 ( 2007056) 和江苏省研究生科研创新计划 ( CX07B _110z) 资助项目 通讯作者 : 张顺颐 电话 : ( 025) 85882205 E 2 mail: dirzsy@ njup t . edu. cn
Abstract: In this paper a channel assignm ent strategy based on w ireless link interference model for 802. 11 s w ireless mesh net work is p roposed. A t the beginning, existing w ireless interference model and trans2 m it model are analyzed, and the im pact of w ireless interference on w ireless m esh network is researched by sim ulation. According to si m ulation conclusion a w ireless link interference model is p roposed, and then considering tree 2based netflow, the w ireless mesh network topology is orderly decomposed so as to mark off the multi2hop link interferences and single 2hop parallel interferences . A t the end, the p roposed 802. 11 s channel assignm ent strategy is based on the idea of reducing or elim inating w ireless m ulti2hop link in2 terference by the way of recycled and intercrossed channel assignment . Key words: w ireless mesh net work (WMN ) ; 802. 11 s; channel assignment; interference
0 引 言
无线 M esh网络
[1]
是从移动 Ad hoc 网络
[2]
分离
类 : 接入有线 Internet的 M PP ( mesh portal point) 、 专 门转发业务流的 M P ( mesh point) 和接入底层 STA 的 MAP (mesh access point) 。 考虑无线 M esh 网络中节点的弱移动性和承载 Internet业务而导致流量呈现树状拓扑汇聚的特点 , 802. 11 s中定义了混合反应式路由协议和基于树状 拓扑的先验式路由协议的 HWM P ( hybrid w ireless mesh p rotocol)协议 ; 考虑与传统 WLAN 802. 11 的继 承性 , 802. 11 s采用了 802. 11e中定义的基于竞争的
严格的冲突避免模型 (干扰模型 ) 。在理论分析中 ,
第 1期
严军荣等 : 基于链路干扰模型的 802. 11 s信道分配策略
3
线 M esh 网络骨干网拓扑的信道分配策略研究 。
链路严重得多。与 12345, 12341, 12312 和 12121 相反 , 由于网络干扰很大 , 11111 在仿真初期很难成功发起 FTP请求 ,从而后期不能获得大量的 FTP 数据传输 ,因 此网络时延先大后小。与 12312 和 12121 高吞吐量相 反的是 , 11223的网络吞吐量非常低 ,这一方面说明相 邻 BSS分配相同信道时的无线干扰非常大 ,另一方面 启示交叉分配信道可以有效地减少无线干扰。 通过仿真可以得出以下结论 : 无线干扰对无线 多跳链路的影响比对单跳并行链路要严重得多 ; 在 信道数量较少的情况下 , 循环交叉分配信道可以有 效地减少无线干扰 。
出来的新型宽带无线多跳网络架构 , 能够灵活地提 高网 络 覆 盖 率 , 适 合 作 为 宽 带 无 线 接 入 骨 干 网 。 [3] IEEE 802. 11 s标准 是对传统 WLAN 802. 11a / b / g [4] 标准 的接入点 ( AP ) 进行 M esh 扩展 , 定义的网络 构架如图 1 所示 。底层为用户节点 ( STA ) , 上层是 支持多跳转发的 M esh 节点 , 其中 M esh 节点分为 3
Channel A ssignm en t Stra tegy for 802. 11 s Ba sed on I nterference M odel
YAN Jun 2rong , ZHANG Shun 2y i , L I Jun , W ANG Hao 2yun , ZHANG M u
1 1 1 1 1. Institute of Information Networks Technology, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China 2. Departm ent of Computer Science, Guiyang University, Guiyang 550002, China 2
第 29 卷 第 1期 2009 年 2 月
南 京 邮 电 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Journal of Nanjing University of Posts and Telecommunications (Natural Science )
Vol . 29 No. 1 Feb. 2009
通常采用 Two 2ray Ground传播模型来描述节点的信 号传输范围和载波侦听 (干扰 ) 范围 。用 R t表示数 据最大传输距离 , 超出此距离则信号强度太弱不能 正常接收 ; 用 R i表示载波侦听距离 , 超出此距离则 信号强度低于载波侦听的门限而被忽略 。为了使得 载波侦听区域能够覆盖干扰接收方接收的区域 , 干 扰距离 R i通常是数据传输距离 R t的两倍多 , 即 q = R i /R t ( q≥2 ) 。 图 2 示意了 TRCA 干扰模型和 Two 2ray Ground 传播模型 。在方形网格中 , 假设小正方形边长恰好 等于数据传输距离 R t。图 2 ( a ) 直观显示任意一对 节点通信对同信道邻居节点的干扰情况 。很明显 , 在 TRCA 干扰模型和 Two 2ray Ground传播模型 ( q = 2 )中 , 节点 A 和 B 通信会对周围的 16 个节点产生 干扰 ; 反之 ,周围 16 个节点与其它节点的通信也会 对节点 A 和 B 的通信产生干扰 。为了保证节点 A 和 B 的通信 ,遵循 TRCA 干扰模型的帧听机制在节 点 A 和 B 的通信期间抑制周围 16 个节点的通信 , 由此可知单信道网络的通信效率是很低的 。 另外 ,在 Two 2ray Ground 传播模型 ( q = 2 ) 中 , 只 要与节点 A 和 B 的距离超过 R i ( R i = 2R t) , 在同信 道的其它节点不会受到节点 A 和 B 的干扰 , 也不会 对节点 A 和 B 产生干扰 。图 2 ( b ) 直观地显示在同 信道下 ,节点 C 和 D 通信与节点 A 和 B 通信互不干 扰所要求的最短距离是 3 倍 R t, 也就是说要实现无 线 M esh 网络中间节点能够并发地接收和发送数据 至少需要使用 4 个互不交迭的信道 。
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南 京 邮 电 大 学 学 报
( 自 然 科 学 版
) 2009 年
EDCA 作为 MAC 层接入机制 ; 为了使用多个信道 , 802. 11 s定义可选的统一信道图 (UCG) ,并在 EDCA
基础上定义了公共信道框架 ( CCF ) 。但是 , 802. 11 s 并没有说明如何在无线多跳节点间分配信道 。
基于链路干扰模型的 802. 11 s信道分配策略