基于有效容量链路模型的无线局域网帧聚合算法研究

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1、基于有效容量链路模型的无线局域网中贞聚合算法研究童旺宇张颖江武汉理工大学计算机科学与技术学院湖北工业大学计算机学院为了在链路质量波动的情况下提供统计的延迟保证，提出一种可应用于高速IEEE802.il无线局域网的新型帧聚合算法。首先，通过目标延迟界限和超时概率的形式来表示QoS保证，并将其视作一个优化问题来构建有效容量模型。然后,应用适当的近似值推导出一个简单的公式，并通过使用比例-积分-微分（HD）控制器来求解。提出的PID控制器聚合算法能够独立地适应每个链接的时间限度，而这只需要在发射机端（如接入AP）就可以实现，无需对介质访问

2、控制（MAC）做出任何改变。NS-3模拟结果显示，相比于最早到期优先算法，所提算法更胜一筹，表现出更加良好的性能。关键词：有效容量;帧聚合;1EEE802.11;无线局域网;P1D控制器;链路调度;MAC;QoS;基金：湖北省科技厅重点项目（2011CDA006）资助ResearchonFrameAggregationAlgorithmofWirelessLANBasedonEffectiveCapacityLinkModelTONGWang-yuZHANGYing-jiangSchoolofComputerScienceandTe

3、chnology,WuhanUniversityofTechnology;SchoolofComputerScience,HubeiUniversityofTechnology;Abstract：Inordertoprovidestatisticaldelayguaranteesinthecaseoflinkqualityfluctuations,anovelframeaggregationalgorithmwasproposed,whichcanbeusedinhighspeedIEEE802.11wirelesslocalare

4、anetwork.First,theQoSisguaranteedbytheformofthetargetdelayboundandthetimeoutprobability，anditisconsideredasanoptimizationproblemtoconstructtheeffectivecapacitymodel.Then,asimpleformulaisderivedbyapplyingtheappropriateapproximation,whichissolvedusingaproportionalintegra

5、lderivative(PID)controller.TheproposedPIDcontrolleraggregationalgorithmcanindependentlyadapttothetimelimitofeachlink，andthisonlyneedstobeimplementedinthetransmitterside(suchasaccesstoAP)，withouttheneedformediumaccesscontrol(MAC)tomakeanychanges.NS-3simulationresultssho

6、wthatcomparedwiththeearliestdeadlinefirstalgorithm,theproposedschemehasabetterperformance.Keyword：Effectivecapacity;Frameaggregation;IEEE802.11;Wirelesslocalareanetwork;PIDcontroller;Linkscheduling;MAC;QoS;随着网络的普及，如今多媒体视频流量在所有互联网消费流量中所占的比例越来越大;此外，大多数视频传输最终将通过家庭室内无线链接进行

7、实现，特别是通过Wi-Fi网络［1-2］。对于Wi-Fi,比如无线局域网(WLAN)行业已经通过引入IEEE802.lln以及最近的IEEE802.llac标准来应对这种需求，两者都采用多输入多输出(MIM0)技术来提高吞吐量［3］。为了更好地利用高速通道，研宄人员提出将帧聚合的特性引入IEEE802.lln中。当启用了聚合模式时，在传输机会(TX0P)期间，无线设备发送的是无竞争的多帧数，而不是单一的帧数［5-6］。因此，物理层和介质访问控制(MAC)层的层头和争用开销都平摊给大量的帧。根据1EEE802.11标准的规定，有两种类

8、型的聚合，即聚合MAC业务数据单元(A-MSDU)和聚合MAC协议数据单元(A-MPDU)［7-8］。A-MS-DU是指在MAC层顶部实现，在MAC层聚合多个链路层的有效载荷。A-MPDU是指在提交给物理层传播之前，在MAC层以下，用