Đồ Án Bảo đảm công bằng luồng trong các mạng AD HOC không dây

MỤC LỤC


LỜI MỞ ĐẦU 1


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PHÂN LỚP 802.11 MAC TRONG CÁC


MẠNG KHÔNG DÂY .3


1.1. Giới thiệu mô hình trong các mạng LAN không dây .3


1.1.1. Ad Hoc (IBSS- Independent Basic Service Set) 3


1.1.2. Tập dịch vụ cơ sở hạ tầng (IBSS - Infrastructure Basic Service Set) .4


1.1.3. Tập dịch vụ mở rộng (ESS - Extended Service Set) 5


1.2. Mô tả chức năng phân lớp MAC 6


1.2.1. Kiến trúc MAC .6 1.2.1.1. Chức năng phối hợp phân tán (DCF) .6 1.2.1.2. Chức năng phối hợp điểm (PCF) 7 1.2.1.3 Sự cùng tồn tại của DCF và PCF 8 1.2.1.4. Phân mảnh .8 1.2.1.5. Dịch vụ dữ liệu MAC 9 1.2.1.6. Các kiểu khung .9 1.2.1.6.1. Định dạng khung 10 1.2.1.6.2 Định dạng các khung thông thường 14
1.2.2. DCF 16 1.2.2.1. Cơ chế cảm biến tần số .18 1.2.2.2. Các thông báo nhận tầng MAC 18 1.2.2.3. Interframe space (IFS) .19 1.2.2.3.1. Short IFS (SIFS) .19 1.2.2.3.2. PCF IFS (PIFS) .20 1.2.2.3.3. DCF IFS (DIFS) 20 1.2.2.3.4. Extended IFS (EIFS) 21 1.2.2.4. Thời gian backoff ngẫu nhiên .21 1.2.2.5. Thủ tục truy cập DCF .22 1.2.2.5.1. Truy cập cơ sở 23 1.2.2.5.2. Thủ tục Backoff 24 1.2.2.5.3. Thiết lập và cài đặt lại NAV .25



1.2.2.5.4. Điều khiển kênh 26 1.2.2.5.5. Cách sử dụng RTS/CTS với phân đoạn .28 1.2.2.5.6. Thủ tục CTS .29 1.2.2.5.7. Thủ tục ACK 30 1.2.2.5.8. Những quan hệ tính toán thời gian DCF 31
CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN CỦA SỰ KHÔNG CÔNG


BẰNG LUỒNG TRONG CÁC MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY 34


2.1. Vấn đề không công bằng luồng trong các mạng Ad Hoc không dây


.34


2.1.1. Không cân bằng luồng gây ra bởi tầng liên kết .34


2.1.2. Không cân bằng luồng gây ra bởi tầng MAC 36


2.2. Một số cơ chế đảm bảo công bằng luồng trong các mạng không dây


.38


2.2.1. Mô hình lập lịch tập trung .38 2.2.1.1 Mô hình mạng và các vấn đề liên quan đến sự công bằng .39 2.2.1.1.1. Mô hình mạng 39
2.2.1.1.2. Vấn đề tranh chấp phụ thuộc vị trí và sử dụng lại không gian


39 2.2.1.1.3. Vấn đề xung đột giữa sự công bằng và sử dụng kênh tối đa .40 2.2.1.1.4. Giải pháp không gian .40 2.2.1.2. Mô hình lập lịch gói tin 42 2.2.1.2.1. Mô hình fluid và đồ thị tranh chấp luồng .42
2.2.1.2.2. Đạt được công bằng tối thiểu thông qua chia sẻ hàng đợi


công bằng 43


2.2.1.2.3 Các hàng đợi khe và các hàng đợi gói tin .45


2.2.2. Cơ chế phối hợp hàng đợi cho mỗi luồng .46 2.2.2.1. Cô lập lưu lượng dữ liệu nguồn 47 2.2.2.2. Trọng số khác nhau trên lưu lượng dữ liệu chuyển tiếp 48 2.2.2.3. Hàng đợi cho mỗi luồng .49
2.2.3. Cơ chế phối hợp điều khiển truyền .50 2.2.3.1. Cơ chế nghe .50 2.2.3.2. Cơ chế backoff 51 2.2.3.3. Cơ chế tranh chấp cơ sở .51



2.2.3.4. Cơ chế điều khiển tốc độ 52


2.2.3.5. Vấn đề nút ẩn đa chặng 54


2.2.4. Cơ chế MACAW( Media Access Protocol for Wireless LAN’s) 55 2.2.4.1. Các quy tắc điều khiển và trao đổi thông báo .55 2.2.4.2. Các quy tắc Backoff và sao chép 57
2.2.5. Chuẩn IEEE 802.11 e MAC 60


CHƯƠNG III: GIẢI PHÁP CẢI THIỆN SỰ CÔNG BẰNG TRONG


CÁC MẠNG AD HOC KHÔNG DÂY .61


3.1. Giải pháp cải thiện sự công bằng cho mỗi luồng trong tầng liên kết


.61


3.2. Giải pháp cải thiện sự công bằng cho mỗi luồng trong tầng MAC .63


3.3. Phân tích những đặc trưng của giải pháp cải thiện sự công bằng 65


3.3.1. Đánh giá phân tích sự công bằng cho mỗi luồng .65


3.3.2. Đánh giá phân tích đối với môi trường tiện ích .67


3.4. Đánh giá các giải pháp thông qua mô phỏng .68


3.4.1. Mô hình đơn chặng .69


3.4.2. Mô hình đa chặng .73


KẾT LUẬN 77