无线网络技术的发展现状与关键技术.ppt

个人简介 毛玉明（1956-）电子科技大学，教授，博士生导师，享受国务院政府特殊津贴专家。 申请3 项国家发明专利、发表的高质量技术论文超过50 篇。 科研经历 863重点项目“无线移动自组织互连网技术及实验系统研制”，(2001AA12303) 863滚动项目“基于超短波信道的自组网关键技术研究” （2005AA123820） 863重大项目子课题“ 信息传输分系统研制”（2005AA121122） 863重大专项“动态频谱资源共享宽带无线通信系统验证网络开发”子课题 国家重大专项：“全IP宽带移动网络架构及关键技术研究” 子课题 国家重大专项：“传感器网络总体研究及仿真平台”子课题 十五电子预研项目： “无线路由XX” 九五电子预研项目：“ 高速分组无线XX 系统” 八五电子预研项目：“XX 分组无线网” 获奖 国家科技进步二等奖 获信息产业部科技进步一、二、三等奖多次 中国高校科学技术一等奖 国防科学技术三等奖 报告主要内容 WLAN技术概述 WLAN定义：Wireless LAN，即无线局域网 WLAN技术概述 WLAN定位 WLAN技术概述 WLAN频段 WLAN技术概述 IEEE802.11标准列表 报告主要内容 WLAN组网技术 AP接入(基础模式） WLAN组网技术 AP网桥(桥接模式) WLAN组网技术 IP Gateway（路由模式） WLAN组网技术 Ad Hoc 网络(对等模式) WLAN组网技术 基本组网方式与蜂窝网的差异 WLAN信道访问技术 DCF—CSMA/CA RTS/CTS: 消除“隐藏终端”潜在的竞争冲突 经典的冲突避免算法，具有不可撼动的地位 针对RTS/CTS，国际上进行了大量研究 服务质量(QoS)问题：QoS保证能力过弱 公平性问题：存在不公平站点问题 WLAN信道访问技术 针对RTS/CTS机制的研究(IEEE802.11e) EDCA技术：区分用户优先级，保障高优先用户QoS 高优先用户使用较短仲裁帧间间隔(AIFS)，可有效提升高优先级用户的性能 TXOP技术：在一次竞争后传输多个帧，可有效提高信道吞吐率 IEEE802.11公平性问题 研究发现，TCP在WLAN上存在不公平性(或不稳定性) 有大量的论文讨论和试图解决这一问题 我们的研究 自适应p-坚持 CSMA算法(QDA-MAC) 改变估计各类业务数量的做法，采用直接估计信道负载情况，取得各类业务的发送概率，实现系统的整体优化。 提供业务区分服务，性能上和延时特性上都明显优于802.11e的EDCA CCSC：自适应信道拥塞感知控制算法 避免用户数量信息的计算难题，利用信道冲突程度信息实现参数优化，取得了与用户数量变化无关的、接近理论最优的吞吐量性能。 报告主要内容 WLAN的演进路线 标准IEEE 802.11n(2009) 最大信道速率600Mbps 我国新一代WLAN重大专项 信道速率超1Gbps的WLAN 新一代WLAN新技术 OFDM 多正交子载波调制技术 高效频谱利用率 10~16bits/Hz MIMO 多天线发送、单/多天线接收 获取更高无线传输效益 信道聚合 多个信道合并使用 聚合多个频带传输资源 链路自适应编码 根据链路质量自适应选择信道调制与编码方式 新一代WLAN面临的挑战 链路效率问题 理论分析证明，直接采用802.11链路技术，信道速率提升，链路速率高只能到达400Mbps左右 AP组网问题 AP合理竞争 3G/4G融合 严格的QoS保证 新一代WLAN面临的挑战 链路效率问题 技术途径(802.11n) 帧聚合技术，提高有效传输时间比例 其它技术途径 握手与帧同传技术(专用握手子载波信道) 二维(时间、子载波)竞争技术 新一代WLAN面临的挑战 AP组网问题 AP的竞争不合理性 AP采用与用户站点相同的竞争算法 承担更重的通信负担 技术途径 下一代WLAN中需解决的基本问题 目标：增大AP的竞争能力 算法：AP的特殊调度算法、信道优先控制权算法 正在探讨中，还未取得实质性进展 与3G融合问题 市场层面需要解决的问题 移动数据业务与话音业务的差异性 数据传输能力与服务内容 技术层面需要解决的问题 计费问题 接入控制和认证及安全问题 从WLAN到基于分组交换网络的接入服务 网络间会话的联系性 从WLAN到基于电路交换网络的接入服务 新一代WLAN面临的挑战 与3G/4G融合问题 话音业务、电视业务等的QoS保障 实时性、时延抖动、吞吐量保障 数据业务(Internet 访问) 吞吐量尽力保障(BE, Best Effort) 技术途径 时间分配技术 子载波分配技术 混合分配技术 报告主要内容 产生的背景 频谱资源相对匮乏与绝对浪费 产生的