IEEE802.11中MAC技术研究

IEEE802.11中MAC技术研究

学员：申艳 学号： 079082077

【摘要】： 无线通信技术在人们日常生活中的应用越来越广泛,但是有

限的频谱资源和较低的频谱资源利用率,导致频谱资源匮乏这一问题也日益严重。瑞典Joseph Mitola博士于1999年提出的认知无线电(Cognitive Radio, CR)系统为解决频谱资源不足、实现频谱动态管理以及提高频谱利用率开创了崭新的局面,对认知无线电网络的研究已经成为国内外无线通信技术的热点。其中,认知无线电网络的媒体访问控制层(Medium Access Control, MAC)协议的作用是根据服务质量(Quality of Service, QoS)要求和用户配置来协调、控制网络中各节点共享无线资源从而实现通信资源的最优化使用。 作为一种MAC层接入控制协议,载波侦听多路访问／冲突避免(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoid, CSMA/CA)协议已经成功应用在IEEE802.11无线局域网络(Wireless Local Area Network, WLAN)中。但是由于认知无线电网络中各节点可利用频谱资源存在着动态性和差异性,所以认知无线电网络MAC层必须实现动态频谱接入和动态频谱共享。这导致IEEE802.11无线局域网络的接入控制协议不能直接应用在认知无线电网络系统中,必须对其做出相应的改进,以使其能适应认知环境。因此本论文的研究思路就是在IEEE802.11无线局域网络的接入控制方法研究分析的基础上循序渐进地对认知无线电网络MAC层进行深入研究。 本论文首先分析研究了IEEE802.11无线局域网的接入控制方法,详细地对分布式协调接入控制方法进行建模分析,提出改进后的接入控制优化方案；并在此基础上,提出CSMA/CA为适应认知无线电网络环境而做出的改进方案；然后,进一步对认知无线电网络MAC层基于频谱池策略的频谱分配算法建立模型并对其性能进行定量分析；最后,结合干扰温度机制得出一种频谱资源管理方案。

In MAC technology research IEEE802.11

Abstract

Wireless communication technology application in People's Daily life is more and more extensive, but limited frequency resource and low frequency resource utilization, causing spectrum resource scarcity this problem is increasingly serious. Sweden in 1999 Mitola Joseph

dr proposed Cognitive Radio (Cognitive, CR) system have insufficient to solve spectrum resources, realize the dynamic management and improvement of frequency spectrum efficiency started new situation, the research of Cognitive Radio network has become a hotspot of wireless communication technology at home and abroad. Among them, the cognitive radio network media Access Control layer (MAC) Control, forward Access agreement of Service Quality function is based on Quality of Service (QoS) requirements and users, coordination and Control configuration to share each node in network resources so as to realize the wireless communication resources optimization use. As a MAC layer Access control protocol, Carrier protected reliably against detective multi-channel Access/conflict Carrier Sense Multiple Access to Avoid (account and Collision, CSMA/CA) agreement has successfully applied in Wireless Local Area Network (IEEE802.11 Wireless Local Area in a Wireless local-area Network (WLAN),. But because of cognitive radio network each node in the available spectrum resources exist dynamics and difference, so cognitive radio network MAC layer must realize dynamic spectrum access and dynamic spectrum sharing. This causes of IEEE802.11 wireless local area network access control agreement cannot be directly used in cognitive radio network system, must be made corresponding improvement, in order to make it can adapt the cognitive environment. Therefore, this paper studies the thought is of IEEE802.11 wireless local area network access control method based on the analysis of the research of the progressive cognitive radio network MAC layer have been studied. This paper first analyzed the IEEE802.11 wireless LAN access control

method, detail to distributed coordination access control method, put forward modeling and analyzing improved access control optimization scheme; And based on this, advances the CSMA/CA to adapt to the cognitive radio network environment and make the improvement plan; Then, further MAC layer of cognitive radio network based on the spectrum of spectrum allocation algorithm pool strategy model is built and its performance for quantitative analysis; Finally, combined the interference temperature mechanism find a kind spectrum resource management plan 目 录 第一章引言

第二章IEEE 802.11协议的介绍 2.1 802.11的拓扑结构 2.1.1基本服务组(BSS) 2.1.2分布式系统服务(DSS) 2.1.3扩展服务组(ESS) 2.2 802.11的逻辑结构 2.3 802.11的服务

2.3.1分布布式系统服务(DSS) 2.3.2站点服务(SS) 2.4媒质访问控制(MAC)层 2.4.1无线媒质访问

2.4.2 网络连接和认证保密服务 2.4.3 MAC的帧结构与帧交换序列 2.5无线局域网的物理层(PHY) 2.5.1物理层结构

2.5.2物理层的载波侦听与信道评估功能 2.5.3直接序列扩频(DSSS)物理层 第三章媒质访问控制(MAC)层的系统设计 3.1 MAC层的系统架构 3.1.1 MAC层的软硬件划分 3.1.2 MAC层系统架构

3.2系统级的设计方法和软硬件协同仿真 3.2.1常用的软硬件协同设计工具与设计方法 3.2.2 MAC系统中使用的软硬件协同设计方法 3.2.3软硬件协同仿真的结果

第四章独立组网模式下的MAC硬件设计 4.1软硬件的交互

4.1.1交换内存(Exchange Memory) 4.1.2寄存器堆(Register File) 4.1.3中断控制 4.2硬件模块的具体实现 4.2.1本地总线(Local Bus)

4.2.2寄存器堆和交换内存(Register File and Exchange Memory) 4.2.3总线接口(Bus Interface) 4.2.4流控制器(Traffic Controller)

4.2.5发送引擎和接收引擎(Tx Engine and Rx Engine) 4.2.6 WEP引擎(WEP Engine) 4.2.7总线监控器(Tracer) 4.3硬件电路的FPGA测试结果

第五章直接序列扩频物理层(DSSS PHY)的系统设计 5.1直接序列扩频物理层的调制方式 5.1.1直接序列扩频和差分相移键控 5.1.2 CCK的调制与解调 5.2无线信道与信道模型 5.2.1无线信道 5.2.2信道模型

5.2.3脉冲成形滤波器与等效信道 5.3发送机的结构 5.4接收机的结构 5.4.1接收方案

5.4.2信道估计(Channel Estimation) 5.4.3定时同步(Timing)

5.4.4载波频偏补偿(Carrier Frequency Offset Rotation) 5.4.5接收机的整体结构和仿真结果 总结与展望

【关键词】：认知无线电 MAC 频谱管理 频谱分享 IEEE802.11 技术指导 一、IEEE802.11体系结构 <一>. 体系结构组件

一个802.11局域网（LAN）建立在一个蜂窝状的结构之上，该系统被细分为单元。每个单元（802.11术语称为基本服务集或BBS）都被无线基站（无线AP）所控制。

虽然一个无线局域网可以仅由单个BBS和单个的无线AP组成，（稍后还会介绍到，也可以没有无线AP），但是大多数的装备是有若干个BBS和一个和某种骨干网（成为分布式系统或者DS）相连的无线AP组成的。以太网是典型的主干网，而有的时候主干网也会是无线网。

整个的互联无线局域网，包括各式各样的BBS，他们相应的无线AP以及分布式系统整体被OSI参考模型的上层视作一个单独的 802网络，并且在该规范中被称作扩展服务集（ESS）。

接下来的框图是一个典型的802.11局域网，包括了上述的所有组件：

分布式系统

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库IEEE802.11中MAC技术研究在线全文阅读。