无线网络中的QoS

西鹏,英寸 QoS的技术、商业和监管挑战, 2008

如何分配插槽?

为了实现用户站要从BS获得一些时隙,它必须首先发送带宽请求。在WiMAX中,带宽请求通常以两种模式之一传输:争用模式和无争用模式(轮询)。

在竞争模式下,用户站在竞争期间发送带宽请求。BS收集所有请求并计算无冲突时间表,同时考虑到资源要求、每个用户的无线链路质量等。BS的授权将传输到下行链路子帧中控制插槽中的用户站。因为多个用户站可以同时发送带宽请求,所以可能会发生争用。它是使用指数退避策略解决的。也就是说,在发送请求后,那些没有收到拨款的电台在再次竞争之前以二进制指数的方式收回拨款。

在无争模式下,BS轮询每个用户站,并且用户站响应发送其带宽请求。轮询间隔必须能够满足各种类型流量/服务的延迟要求。

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网址:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123736932000136

计算机的进步:改进网络

科斯塔斯Pentikousis公司, ...苏珊娜萨尔任托,英寸 计算机的进展, 2010

5.3.1 无线MAN-OFDM

在固定WiMAX测量拓扑中用户站对称连接到一个基站(召回图。 15)。因此,同时双向VoIP对话通过两个WiMAX链路进行,其中64 QAM FEC 3/4调制用于上行链路和下行链路。 22说明了固定WiMAX上的下行语音样本帧丢失率。在数据包丢失超过5%之前,我们可以同时注入65个G.729.1编码的VoIP会话[15]. 这相当于累计产出略高于1.35 Mb/s。这一水平的吞吐量仅为所用WiMAX链路上行链路容量的24.5%。ROHC适度降低了开销,我们的WiMAX设备可以处理69个VoIP对话,语音样本帧丢失率小于5%。因此,ROHC允许我们通过WiMAX链接多传输6.2%的VoIP对话。

图22.固定WiMAX上的下行链路语音采样帧丢失率。

如所示图。 22,当我们使用一级应用层聚合时,我们的WiMAX测试床可以支持97个双向VoIP流,平均语音帧丢失率低于5%。然而,当在应用层和ROHC上统一使用语音样本帧聚合时,我们观察到在持续双向VoIP对话的数量方面进一步增加。通过统一使用ROHC和聚合,测试床可以承载G.729.1编码的121个双向VoIP对话,总丢包率低于5%。记录的单向端到端延迟(包括聚合相关的缓冲延迟)仍低于150 ms贯穿所有实验。综上所述,ROHC和应用层聚合性能优于非聚合标准报头VoIP性能86.1%。

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网址:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0065245810780049

协议层

皮埃尔迪阿梅尔,米歇尔基弗,英寸 联合信源信道解码, 2010

隐式冗余

属性5也出现在MAC层的WiMAX标准中。与Wi-Fi的MAC报头中的Duration字段不同,MAC分组数据单元(PDU)的字节长度显式提供为长度(LEN)字段(11 位长)。长度包括MAC报头和CRC(如果存在)。

一些冗余属性丢失:传输到用户站WiMAX中的(SS)是基于连接的(所有SS都连接到单个基站);因此,在下行链路情况下,只有一些连接标识符 需要(CID)字段来标识数据包的目的地。此CID不能被视为冗余,因为它需要识别MAC数据包所指的SS,这与WiFi的MAC地址字段(终端地址、接入点地址、路由器地址)相反。

每个SS可以读取爆发[由SS解码的突发数据由下行链路帧前缀(DLFP)中的突发数据配置文件和位置信息指定],CID字段有助于SS识别针对它的MAC数据包。因此,即使CID字段不能被视为常量,属性6也适用于此字段,因为它不采用所有可能的值。

MAC数据包的其他几个字段不随数据包的变化而变化;因此,财产2持有。其中一个示例是Header Type(HT)字段,对于下行链路MAC数据包,该字段设置为0。类似的情况是加密密钥序列(心电图)和保留(Rsv)字段。

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网址:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978012374444000040

无线局域网

维杰伊·K。加格,英寸 无线通信与网络, 2007

21.15.2 WiMAX媒体访问控制(MAC)

IEEE 802.16 MAC与IEEE 802.11b Wi-Fi MAC显著不同。在Wi-Fi中,MAC使用竞争访问-所有希望通过接入点传递数据的用户随机竞争接入点(AP)的注意力。这可能会导致来自AP的远程节点被不太敏感、距离较近的节点反复中断,从而大大降低其吞吐量。这使得诸如VoIP或IPTV等依赖于确定的QoS级别的服务难以为大量用户维护。

802.16的MAC层设计用于服务具有高数据速率的稀疏分布站点。用户站不需要相互倾听,因为这种倾听在WiMAX环境中可能很难实现。802.16 MAC是一种调度MAC,用户只需竞争一次(首次进入网络)。之后,基站为其分配一个时隙。时隙可以扩大或缩小,但仍分配给订阅者,这意味着其他订阅者不应该使用它,而应该轮流使用。该调度算法在过载和超额订阅情况下是稳定的。它还具有更高的带宽效率。调度算法允许基站通过平衡用户需求之间的分配来控制QoS。

双工是一个站的并发传输和接收,可以通过时分双工(TDD)和频分双工(FDD)实现。在TDD中,一个站先发送,然后接收(反之亦然),但不是同时发送。此选项有助于降低用户站成本,因为无线电不太复杂。在FDD中,一个站在不同的信道上同时发送和接收数据。

802.16 MAC协议是面向连接的,执行链路自适应和ARQ功能以保持目标误码率,同时最大化数据吞吐量。它支持不同的传输技术,如IPv4、IPv6、,以太网和ATM。这使得服务提供商可以独立于其支持的传输技术使用WiMAX。

最新的WiMAX标准增加了全网状网络功能,使WiMAX节点能够同时以“订户”和“基站”模式运行。这模糊了最初的区别,并允许广泛采用基于WiMAX的网状网络,并承诺广泛采用WiMAX。带有OFDMA和定时MAC的移动WiMAX使无线网状网络更加健壮可靠。

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网址:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978012373580557

IEEE 802.16m参考模型和协议结构

萨珊艾哈迈迪,英寸 全球互通微波存取, 2011

3.1.5 管理-平面

还为外部管理和系统配置定义了管理方案。因此,所有管理和协议配置实体以及管理信息库都属于管理方案类别。管理信息库的定义超出了IEEE 802.16m标准的范围。如所示图3-10管理方案中包含的管理实体和管理信息库,配置和管理数据和控制方案协议层中的功能实体。IEEE 802.16规范将控制和管理SAP作为管理计划的一部分,将控制计划和管理计划功能公开给上层。管理计划原语和C-SAP用于更具时间敏感性的控制计划原语,支持切换、安全上下文管理、无线电资源管理和低功耗系统操作。

图3-10.IEEE 802.16管理方案实体[3]

此外,在IEEE 802.16标准下,用户可以与多个服务流相关联,每个服务流以不同的QoS参数为特征。此信息在订户管理系统(如AAA数据库)或策略服务器中提供。有两种服务模型:(1)静态服务模型,其中用户站不允许更改已配置服务流的参数或动态创建新的服务流;(2)动态服务模型,其中MS或BS可以动态创建、修改或删除服务流。在后一种情况下,根据所提供的信息评估动态服务流请求,以决定是否可以对请求进行授权。更准确地说,IEEE 802.16规范中规定了以下步骤以创建动态服务流[22]:

1

通过管理平面(管理实体)为每个订户提供允许的服务流和相关的QoS参数。

2

由MS或BS发起的服务流请求将根据提供的信息进行评估,如果允许,将创建服务流。

三。

因此,服务流由于BS操作(在静态和动态服务模型下都可以实现)而创建了到允许状态的转换,最后到活动状态的转换。转换到允许状态涉及在BS和(软)资源预留中调用允许控制,而转换到活动状态涉及服务流的实际资源分配。服务流可以直接从供应状态过渡到活动状态,而无需经过允许状态。

4

服务流也可以从活动状态反向转换为允许状态,转换为已供应状态。

5

还可以修改或删除动态创建的服务流。

如前所述,管理信息库是使用简单网络管理协议或SNMP操作的各种网络对象的集合[8,13]。管理信息库中包含的对象的确切结构将取决于特定SNMP的配置。但是,其他扩展可以允许在初始结构之外添加新对象。初始管理信息库及其扩展都可以与网络中的特定功能相关。一些MIB可能与域名系统的定义有关,而其他扩展可能与网络对象(如光纤分布式数据接口)有关。虽然初始管理信息库通常被定义为SNMP的一部分,但扩展通常被设置为基本管理信息库的一部分。

用户站管理原语是一组用于管理移动站状态的原语。NCMS中的管理实体可以更改移动终端的状态。这些原语还用于通知NCMS与移动终端状态相关的信息或事件。NCMS是一个层依赖实体,可以被视为管理实体或控制实体。

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网址:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123749642100037

无线网络接入技术

维杰伊·K。加格,Yih-Chen先生,英寸 电机工程手册, 2005

7.1.3 CDMA(码分多址)

在CDMA中,为每个用户分配一个唯一的代码序列,用于编码携带信息的信号。接收器知道用户的代码序列,在接收后对接收到的信号进行解码并恢复原始数据。这是可能的,因为期望用户的代码和其他用户的代码之间的交叉相关性很小。由于代码信号的带宽被选择为远大于信息承载信号的带宽,编码过程扩大(扩展)信号的频谱,因此也称为扩频调制。产生的信号也称为扩频信号。

CDMA通常被解释为“鸡尾酒会形象”,即不同语言的人群可以同时交流,尽管周围有噪音。对于一群说同一种语言的人来说,房间里的其他人都会受到噪音的影响。了解他们所说的语言可以让他们过滤掉这些噪音并相互理解。如果有人记录下“噪音”,并且知道不同的语言,他或她将能够多次播放磁带,以提取各种语言中发生的各种对话。有了足够的处理能力,可以同时提取所有对话。

CDMA接收机通过在数字域(使用这些著名的代码)中应用和删除的伪随机调制来分离通信信道,而不是基于频率。多个用户占用同一频带。

CDMA的使用允许所有用户之间的平均干扰,从而避免了最坏情况下的网络规模。因此,它允许优化频谱效率的使用。它还有效地支持可变比特率服务。

这种多址接入方式降低了发射机的峰值功率,从而降低了功率放大器的消耗,进而提高了电池效率。

CDMA降低了平均发射功率,并提高了电池效率。它允许重复使用系数为1(即相邻小区使用相同的频率),从而避免了频率规划的需要。另一方面,需要进行代码规划,但这比频率规划困难得多,因为代码重用模式比FDMA系统中常见的频率重用模式大得多。

然而,CDMA特别需要复杂且非常精确的功率控制,这是系统容量及其正常运行的关键因素。

在直接序列CDMA(DS-CDMA)中,调制的数据信号直接由数字、离散时间、离散值代码信号调制。数据信号可以是模拟信号或数字信号;在大多数情况下,它是数字的。如果是数字信号中,数据调制常常被省略,数据信号直接乘以编码信号;所得信号调制宽带载波。

基本DS-CMA元件包括RAKE接收机、功率控制、软切换、频率间切换和多用户检测。CDMA系统的关键特性包括提高频率重用、高效的变速率语音压缩、增强的射频功率控制、较低的平均发射功率、同时接收和组合多个信号以提高服务可靠性的能力、无缝切换、延长电池寿命和先进功能。

IS-95码分多址

1995年首次修订后,IS-95 CDMA空中接口标准被命名为IS-95A;它指定了蜂窝800-MHz频带的空中接口。ANSI J-STD-008规定了PCS中1900 MHz的空中接口。它与IS-95A的主要区别在于频率计划和与用户站身份,例如寻呼和呼叫发起。TSB74规定了速率集2标准。IS-95B合并了IS-95A、ANSI J-STD-008和TSB74标准。此外,它使用多达八个并行代码指定高速数据操作,从而使最大比特率达到115.2 Kb/s。表7.1列出了IS-95 CDMA空中接口的主要参数。

表7.1.IS-95 CDMA空中接口参数

带宽1.25兆赫
切屑率1.2288微克/秒
频带上行链路•869–894兆赫
•1930–1980兆赫
频带下行链路•824–849兆赫
•1850–1910兆赫
框架长度20毫秒
比特率•速率集1:9.6 kb/s
•速率集2:14.4 kb/s
•IS-95B:115.2 kb/s
语音编码•QCELP 8 kb/s
•ACELP 13 kb/s
软切换是的
功率控制•上行:开环+快速闭环
•下行:低质量环路
RAKE指数四个
摊铺代码沃尔什+龙M(M)-序列

宽带CDMA

基于CMA的方案的3G空中接口标准化侧重于两种主要类型的宽带CDMA:网络异步网络同步。在网络异步方案中,基站不同步;在网络同步方案中,基站在几微秒内彼此同步。

网络异步CDMA提案是欧洲电信标准协会(ETSI)和无线电工业与商业协会(ARIB)的WCDMA。CDMA2000提出了一种网络同步宽带CDMA方案。WCDMA和CDMA2000系统的主要技术途径是码率、下行信道结构和网络同步。CDMA2000对于直接扩展下行链路的5MHz频带分配使用3.6864Mc/s的码片速率,对于多载波下行链路使用1.2288Mc/s的码片速率。WCDMA采用直接扩频,码速率为4.096 Mc/s。

WCDMA(宽带码分多址)

WCDMA方案是ETSI和ARIB于1997年联合开发的。ETSI WCDMA方案是根据欧洲的FMA2方案和日本的Core-A方案开发的ARIB WCDMA。WCDMA方案的上行链路主要基于FMA2方案,下行链路基于Core-A方案。表7.2列出了WCDMA的主要参数。

表7.2.WCDMA参数

信道带宽1.25、5、10、20兆赫
下行射频信道结构直接传播
切屑率1.024/4.096/8.192/16.384百万桶/秒
切屑成形的滚动系数0.22
框架长度10 ms/20 ms(可选)
扩展调制•平衡QPSK(下行链路)
•双通道(上行链路)
•复杂扩展电路
相干检测用户指定的时间复用导频(下行和上行);下行链路中没有公共导频
上行信道复用控制和导频信道时间复用数据和控制信道的多路复用
多速率可变扩频和多码
传播因素4–256
功率控制开环和快闭环(1.6 KHz)
扩频(下行)用于通道分离的可变长度正交序列黄金序列218用于小区和用户分离(截短周期10 ms)
传播(上行)用于信道分离的可变长度正交序列Gold序列241用于用户分离(不同的时间偏移信道,截断周期10 ms)
移交•软切换
•频率间切换

CDMA2000

在标准化委员会TIA TR45.4中,TR45.5.4小组委员会负责CDMA2000基本概念的选择。对于所有其他宽带CMA方案,目标是为IMT-2000性能要求提供数据速率,在车辆环境中至少为144 Kb/s,在行人环境中为384 Kb/s以及在室内办公环境中为2.048 Mb/s。主要标准化的重点是提供大约5MHz带宽的144 Kb/s和384 Kb/s。CDMA2000的主要参数如下表7.3

表7.3.CDMA2000参数汇总

信道带宽1.25、5、10、20兆赫
下行射频信道结构直接扩频或多载波
切屑率•直接传播1.2288/3.6864/7.3728/11.0593/14.7456 Mc/s
n个×1.2288 Mc/s(n个=1,3,6,9,12)对于多载波
滚动因子与IS-95类似
框架长度•20 ms用于数据和控制
•基本和专用控制信道上的控制信息为5 ms
扩展调制•平衡QPSK(下行链路)
•双信道QPSK(上行链路)
•复杂扩展电路
相干检测•导频时间与PC和EIB多路复用(上行链路)
•公共连续导频信道和辅助导频(下行)
上行信道复用•控制、导向、基本和补充代码多路复用
O(运行)数据和控制信道的多路复用
多速率可变扩频和多码
传播因素4–256
功率控制开环和快速闭环(800 Hz,研究中的更高频率)
扩频(下行)用于通道分离的可变长度Walsh序列,M(M)-序列215(在不同的细胞中使用具有时移的相同序列,在通道)
传播(上行)•用于信道分离的可变长度正交序列M(M)-序列215(所有用户的顺序相同通道)M(M)-序列241−1用于用户分离(不同用户的时间偏移不同)
移交•软切换
•频率间切换
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网址:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978012170960050075X

应用程序模型和性能问题

阿努拉(Anurag)古玛, ...欢乐库里,英寸 无线网络, 2008

3.1 网络架构和应用场景

图3.1我们对目前存在的电信网络提供了一个简化的视图。这个公共交换电话网(公共电话号码)近一个世纪来一直在接电话。在这个网络中,呼叫通过电路交换多路传输到链路上。分组交换公共数据网络已经从早期的X.25网络发展到现在无处不在的互联网。蜂窝网络自20世纪80年代初以来就提供了移动接入,并且已经通过三代商业部署进行了发展。如中所述第1章蜂窝网络中采用了多种资源分配技术;这些技术将成为第4章,5、和6在校园和企业中,笔记本电脑和个人数字助理(PDA)等移动设备通过无线局域网(WLAN)访问互联网服务。图3.1还显示了一些新兴技术,即,无线城域网和adhoc多跳无线mesh网络。

图3.1.公共交换电话网络(PSTN)和互联网的简化视图,以及它们如何相互连接和各种无线网络技术。GW表示网关;有用于信令和呼叫控制的网关,也有用于跨网络边界传输流量的网关。其他缩写为:CO-中央办公室,TX-中继交换机;R-路由器。

图3.1还显示了某些设备,通常称为网关(GW),将PSTN、互联网和蜂窝网络互连。请注意,我们仅显示持票人实际应用程序流量路径中的网关。由于网络中的信令协议不同,也需要信令网关它们是独立发展的。例如,一个称为会话初始化协议(SIP)用于在Internet中设置语音通话,而7号信号系统(SS#7)PSTN中使用。

在这种情况下,我们可以识别几个不同的点对点通信实例,每个实例都会导致某些资源分配问题。常见的例子是PSTN上固定电话设备之间的语音通话(例如图3.1)和手机(例如C)。我们将经常使用更通用的术语移动台(MS)对于移动设备,如手机或PDA;在某些技术中,术语车站(STA)用户站(不锈钢)网关GW在PSTN和蜂窝网络之间的功能之一是在恒定比特率PSTN中的语音字节在资源有限的蜂窝无线网络上流向低比特率语音编码方案。在蜂窝网络中,语音通常作为比特率低于PSTN的CBR流进行处理。在GSM等FDM-TDMA系统中,有多个信道,每个信道可以以固定速率承载一个呼叫。在呼叫的整个持续时间内,将接受的呼叫分配给频道。因此,这本质上是一个电路复用系统。没有可用频道的呼叫是阻塞系统的主要性能指标是阻塞概率定义如下。A类(t吨)是截止时间到达的呼叫数t吨、和B类(t吨)是同时阻塞的呼叫数;然后是阻塞概率P(P)b条由给定

P(P)b条=t吨B类(t吨)A类(t吨)

只要存在限制。在CDMA蜂窝系统中,通过分配所需的编码速率来处理语音连接。然而,与典型的FDM-TDMA系统不同,可以分配各种速率。每个接受的呼叫都需要分配一个发射功率级别,呼叫是否被接受取决于已接受的其他呼叫的速率要求,以及新呼叫被接受后产生的干扰级别。同样,性能指标是呼叫阻塞的概率。

另一种可能的连接类型是PSTN仪器a和IP语音(VoIP)例如,B。然后,PSTN和Internet之间的GW将在PSTN中语音字节的CBR流之间转换为Internet中语音包的异步流。由于数据包在数据包网络中异步流动,并且可以在网络路由器的缓冲区中排队,因此出现了一些新问题,这些问题将在第3.3节类似地,a或B与端点D之间也可以进行语音通话,端点D通过WLAN或WMAN访问互联网。在这种情况下,无线接入网络上的分组多址机制会影响语音呼叫的性能。

另一个场景是使用MS C浏览连接到Internet的web服务器E的内容。稍后我们会看到第3.4节,这种应用程序与语音截然不同,因为没有内在的数据从web服务器传输到移动电话的速率。采用基于反馈的速率控制算法来确保此类连接之间的某种速率公平性,并有效利用网络资源。在互联网中,这种控制是由TCP结合来自网络的隐式或显式拥塞反馈来执行的。此外,CDMA蜂窝网络或OFDMA网络等蜂窝接入网络将具有自己的速率控制算法。与这些中央控制的蜂窝系统不同,随机接入WLAN(请参阅第7章)没有明确的费率分配机制。因此,当设备(如D)从互联网进行网络传输时,确定吞吐量以及实现何种公平性是很有意义的。

最后,MS C或设备D可能正在显示存储在服务器E中的视频。现在,一旦视频开始播放,网络应提供传输视频流所需的平均速率。通过在播放设备中缓冲足够数量的视频,可以补偿网络传输视频的速率的变化。这种缓冲必须以这样的方式进行,即播放不会耗尽(即,缓冲区清空),也不会溢出。

图3.1还显示了连接到Internet的即席多跳无线网状网络。虽然多跳移动无线网络已经研究了三十多年(在最初的几年中,以这个名字命名分组无线网络)即使在今天,此类网络的部署仍处于试验阶段。这是无线网络中较为活跃的研究领域之一,我们将在第8章,9、和10IEEE 802.16协议套件(通常称为WiMax)现在包含网状网络标准的定义。根据该标准,无法直接访问WiMax基站(BS)的节点可以形成一个静态网状网络,在某个点连接到WiMax基站。我们可以将其视为托管网状网络。此类网络将承载所有互联网服务,并遵守我们将描述的QoS目标。另一方面,自组织无线网状网络(如由家庭中的WiFi接入点组成的社区网络)无法为其承载的应用程序提供任何一致的QoS。我们可能期望这些应用程序主要用于非实时存储和转发应用程序,如电子邮件和web浏览。

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网址:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123742544500041

无线网络的EAP方法

猛撞丹图, ...阿努杰阿特里,英寸 计算机标准和接口, 2007

SS授权期间提供的授权密钥是802.16安全中使用的多种密钥之一。该标准规定使用以下键:

授权密钥(阿拉斯加州)。此密钥使用RSA公钥方案进行加密,并在其X.509证书中使用SS的公钥,在初始SS授权期间授予,并在SA参数中指定的其生命周期结束时刷新。

密钥加密密钥(KEK公司)。该密钥由BS从授权密钥派生而来,用于在传输到SS时对流量加密密钥进行加密。

流量加密密钥(TEK公司)。使用密钥加密密钥进行加密,此密钥用作加密机制的密钥,用于保护SS和BS以及vice-versa之间的实际有效负载流量。

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网址:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920548906500X

认知无线电技术:从分布式频谱协调到自适应网络协作

迪潘卡乔度里, ...约瑟夫·B。埃文斯,英寸 普及和移动计算, 2008

网络场景如所示图6(a) 其中802.16用户工作站可以均匀分布在区域(i)中,也可以通过802.11b热点聚集在区域(ii)中。聚类指数C定义为802.11b热点大小和802.16 SS群集大小之间的比率(C=R(右)11/R(右)16),这表明两个系统在空间上的耦合程度如何,指数越大,干扰越高。图6(b) 通过使用具有频率自适应的反应式DFS或CSCC比较平均系统吞吐量(包括WiFi、WiMax上行链路和下行链路)。这两种方案的吞吐量增益均为15%–150%,具体取决于所使用的网络拓扑,因为在这种情况下,只有一个WiMax小区,两个系统都可以通过寻找空置频率来适应,从而始终避免干扰。图6(c) 显示了当没有可用的空闲频谱且仅使用CSCC功率自适应时的情况,当聚类指数较大(强干扰情况)时,CSCC礼仪协议可以帮助将平均网络吞吐量提高约20%,但由于隐藏节点问题,反应式方案没有帮助。

图6.共存WiFi和WiMax网络中反应式和主动式频谱协调方案的仿真结果。(a) 网络场景(b)频率自适应的均匀和集群分布802.16a SS的吞吐量,当R(右)最大值11=50和Pareto流量,开/关时间=500 ms/500 ms,流量负载1 Mbps。(c) 在区域(ii)中使用集群分布式802.16a SS进行功率自适应的吞吐量,Pareto流量开/关时间=500 ms/500 ms。

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网址:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1574119208000059

机器对机器(M2M)通信:一项调查

巴旺·库马尔维玛, ...阿卜杜勒哈基姆阿布加拉夫,英寸 网络与计算机应用杂志, 2016

5.2 技术驱动联盟

(1)

WiMAX技术:WiMAX技术基于IEEE 802.16标准(针对用户站和基站),并可随时随地提供无线宽带服务(http://www.wimaxforum.org)。WiMAX产品可以在一系列应用程序中包含固定和移动使用模式。它定义了用途、低OPEX部署模型、基于IEEE 802.16协议的功能要求以及端到端M2M系统的性能指南。与所有无线技术一样,WiMAX可以以更高的比特率或更长的距离运行,但不能两者兼而有之。在最大50范围内运行 km增加了误码率,从而导致更低的比特率。相反,减小范围(至1以下 km)允许设备以更高的比特率运行。

(2)

Wi-Fi联盟:Wi-Fi联盟的愿景是无缝连接和互操作。它提供了广泛认可的互操作性和质量描述,并有助于保证支持Wi-Fi的产品提供最佳用户体验。此外,IEEE 802.11是第一个无线局域网标准,它是一组物理层和MAC层规范,用于在2.4、3.6、5和60中实现无线局域网通信 GHz频带。IEEE 802.11标准及其修正案促进了Wi-Fi品牌在无线网络产品中的使用。通过Wi-Fi联盟,该技术取得了长足进步,适合低功率网络设计。此外,IEEE 802.11标准有许多协议,其互操作范围不同。例如,802.11a上的核心MAC/PHY互操作性可以覆盖20个 m室内,更大范围室外。如果使用普通天线,IEEE 802.11b和802.11g的范围可能为35 室内100米 m户外。IEEE 802.11n可以是范围的两倍以上。范围也因频带而异。2.4中的Wi-Fi GHz频率块的范围略优于Wi-Fi 802.11a和802.11n使用的GHz频率块(http://www.wi-fi.org).

(3)

Zigbee联盟:ZigBee低功耗无线标准可以很容易地安装,并便于在收集的能量或电池上运行多年。可以在中找到各种ZigBee标准网址:http://www.zigbee.org/此外,IEEE 802.15工作组维护IEEE 802.1.4标准。它是确定低速无线个人区域网(LR-WPAN)的物理层和MAC层规范的标准。它是ZigBee、Mi-Wi和WirelessHART规范的基础,每个规范都通过开发IEEE 802.15.4中未定义的上层来扩展标准。作为替代方案,我们还可以使用IEEE 802.15.4标准和6LoWPAN来构建无线嵌入式互联网。以下是IEEE 802.15.4的一些当前发展版本。

IEEE 802.15.4e:IEEE 802.15任务组4e的存在是为了修改IEEE 802.15.4 MAC层,以满足不同工业应用的要求,从而克服现有MAC的限制。添加了一些特定的增强功能,包括跳频和一个非常适合ISA100.11a的可变时隙替代。工业应用包括智能电网、楼宇自动化、工厂自动化、跟踪和追踪。该任务组的目标是进行信道管理,以改进安全机制,并使用多信道提高链路可靠性。

IEEE 802.15.4f:IEEE 802.15.4f标准(也称为主动RFID系统任务组)的目的是定义一个新的无线物理层,并为802.15.4标准MAC层添加增强功能。两者都需要支持主动RFID系统双向和位置确定应用程序的新物理层。

IEEE 802.15.4g:IEEE 802.15.4g标准(也称为智能公用网络(SUN)任务组)的目标是对802.15.4进行物理层修改,以提出一个促进大规模过程控制应用的全球标准。任务组最近发布了802.15.4g无线电标准。

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蓝牙技术(IEEE 802.15.1):IEEE 802.15.1任务组定义了蓝牙技术,旨在定义物理层和MAC层规范,以在许多支持蓝牙的设备之间提供无线连接和互操作性。然而,当涉及毛细管M2M和物联网时,蓝牙技术已成为其他现有技术的首选。作为一种无线技术,蓝牙是在2400至2480的ISM频段内短距离交换数据的标准 来自固定设备和移动设备的MHz,从而创建具有高度安全性的个人区域网络(PAN)(http://www.bluetooth.com(蓝牙))。蓝牙主要是为低功耗而设计的,它提供了一种安全的方式,可以在手机、笔记本电脑、电话、传真、打印机、个人电脑、全球定位系统(GPS)接收器和数码相机等设备之间连接和交换信息。它主要设计为低带宽技术。

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网址:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1084804516000990