一种基于IEEE80211DCF模式的协作MAC协议

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1、一种基于IEEE802.11DCF模式的协作MAC协议奚洪坤，王玉龙(北京邮电大学信息与通信工程学院，北京100876)摘耍：由于IEEE802.11标准的普及，无线局域网(WLAN)在为便携设备提供宽带无线接入方面得到了广泛的应用。IEEE802.il采取多速率调制的方案，节点根据信道的质量选择不同的调制方法，这样低速率节点就会较长时间地山用信道，这不仅会使其白身得不到好的服务，同时也会导致整个网络吞吐量的降低。在本文中，我们把协作通信引入IEEE802.11b的MAC了层，提出了一种基于IEEE802.11b的协作MAC协议，允许网络屮

2、高速率节点帮助低速节点转发数据。H的端通过合并源节点和伙伴节点的发送信号，就可以获得空间分集增益。通过仿真对其与IEEE802.11b进行性能比较，仿真结果表明，该协议可以提髙系统吞吐量，改善系统性能。关键词：无线局域网；IEEE802.il；DCF；协作通信系统；协作MAC协议中图分类号：TP393.1ACooperativeMACProtocolBasedonIEEE802.11DCFXIHongkun,WANGYulong(BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,Beijing100

3、876)Abstract:SincetheadventofIEEE's802.11standard.WirelessLocalAreaNetworks(WLAN)havegainedwidespreadacceptanceinprovidingbroadbandwirelessaccesstoportabledevices・Inthispaper,weproposedacooperativeMACprotocolbasedonIEEE802.11DCF.Withthisprotocol,highdataratenodesareabletoh

4、elplowerdataratenodestotransmittheirpacket,andthedestinationisabletorealizespatialdiversitybyreceivingtwocopiesoftheoriginaldata.SimulationresultsshowthattheproposedprotocolachievesasuperiorperformanceincomparisontoIEEE's802.11b.Keywords:WirelessLocalAreaNetwork(WLAN);IEEE

5、802」1;DCF;cooperativecommunication;cooperativeMACprotocolo引言协作分集旧］是Sendonaris等人受到中继信道⑶的启发，首先提出的。其基本思想是节点间通过共享天线，在不必另外添加天线的情况下，形成一个虚拟的天线阵列，达到分集的效果。这种技术可以冇效地提窩无线网络传输町靠性和吞吐量。本文把协作分集应用到MAC层，提出了一种基于IEEE802.1lbDCF模式的协作MAC协议。在该协议下，网络中低速率节点首先传输数据给它的屮继节点，然后中继节点以较高的速率转发数据至目的端。协议充分利用

6、了802」lb支持多速率调制的特点，用两跳传输的方案解决了低速节点对整个网络造成的负面效应。该协议仅新引入了一个短控制帧HTS,且控制帧的格式与802.11b兼容。经过仿真实验证明，该协作MAC协议在没有带来大的系统开销的前提下，显著提高了无线通信系统的吞吐量。作者简介：奚洪坤，男，北京邮电大学倍息与通佶工程学院信号与信息处理专业硕士研究生，主要研究方向为网络编码和拣作通信通信联系人：王玉龙，(196&),男，北京邮电大学信息与通信工程学院硕士生导师，副教授。主要研究方向：信息与通信理论，下一代网络技术E-mail:yushineW@163

7、.com1相关工作与冇线信道相比，无线信道是一个多径信道，其屮特冇的衰落现象会对信号的传输产生很大影响。rh于多径信号不同的传播路径长度产生了不同的传播时延，所以多径衰落是导致无线通信接收信号不稳定的主耍原因。人们捉出了许多方法來抵抗多径衰落对无线通信的影响，如分集、口适应均衡、扩频通信、交织以及纠错编码技术等，其中分集技术是对抗多径衰落的一项行Z冇效的技术。分集包括时间分集、频率分集和空间分集。其中空间分集技术由于其无需占用额外的时间和频率资源的特性，而受到广泛关注。其屮，MIMO(MultipleInputMultipleOutput,

8、多输入多输出)冋技术可以在不增加带宽的询提卜提高系统的信道容量，同时利用收发分集和空时编码提高传输的可靠性，是当前及下一代无线通信系统建议采用的必选技术之一。但是，在一些实际场景