智能無線區域網路的接入機制選擇與動态優化研究
近年來，移動網際網路得到了迅猛的普及與應用，移動使用者的數量更是與日俱增。
而使用者日益增長的高速率、低延遲時間等性能需求越來越成為無線網絡性能研究與優化的迫切難題與挑戰。
是以，IEEE 802.11标準作為無線網絡的通用标準，曆經幾十年的技術演變與發展，主要目标在于提高網絡吞吐量與保證低延遲時間性能。
然而，網絡協定中的預設設定使得系統無法自适應調整，使得網絡性能并不能實作最大化。
是以，針對無線區域網路的智能優化研究就顯得尤為重要了。
一方面，無線區域網路使用固定的RTS門檻值，單一工作模式使得網絡無法自适應運作在合适的接入機制。
另一方面，無線區域網路采用靜态的退避參數，網絡無法随着系統參數變化而自适應調整，導緻網絡性能下降。
本文針對無線區域網路絡的理論與仿真研究，旨在調整WiFi網絡的固有設定模式，實作無線區域網路的智能優化、提升網絡吞吐量性能。
本文針對無線區域網路的自身協定存在的以上缺陷，結合理論分析與仿真研究，從理論上分别推導出最佳RTS門檻值與最優初始退避視窗大小的顯式表達式，清晰直覺地顯示它們與網絡系統參數的内在關聯。
那麼，随着網絡參數的動态變化，最佳RTS門檻值與最優初始退避視窗的設定可以進行相應的自适應調整，相對應的接入機制自适應選擇以及網絡性能動态優化都能輕松實作。
是以，通過理論與仿真研究，解決網絡管理與網絡性能優化的問題，支援網絡接入機制的自适應調整、保證網絡性能的最佳，有效提升了網絡吞吐量性能。
相比于IEEE 802.11标準的固有設定模式，無線區域網路性能的智能優化使得網絡調整更加靈活、管理更加友善。
為實作可自适應選擇接入機制、可動态優化的智能無線區域網路奠定了理論與仿真基礎。
本文的主要工作可以分為以下幾個部分：（1）為保證NS-3的IEEE 802.11MAC層的準确性，基于Dai的統一分析架構理論模型，設計了一系列的網絡仿真場景。
包括不同的網絡狀态、變化的系統參數、不同的接入機制以及不同的網絡拓撲，成功驗證了NS-3的IEEE 802.11MAC層模型的準确性。
為無線區域網路的性能設計與實作提供了一個可靠的仿真工具。
為實作可自适應接入機制選擇的無線區域網路，本文深入比較基本接入機制與RTS/CTS機制的網絡吞吐量性能差異，從理論上推導了最佳RTS門檻值的顯式表達式。
基于NS-3仿真平台驗證了最佳RTS門檻值的準确性與接入機制選擇的可行性。
結合最佳RTS門檻值與網絡系統參數關系，設計了可自适應接入機制選擇的無線區域網路，并在NS-3平台進一步實作。
與标準設定比較，網絡吞吐量性能提升了16.7%，網絡性能得到了顯著改善。
為實作可動态優化的無線區域網路，利用Dai的統一理論架構模型展開無線區域網路動态優化的理論分析。
結合最優初始退避視窗的顯式解析式，設計了一個可動态優化的無線區域網路，并在NS-3平台進行實作。
特别地，與目前标準設定相比，網絡吞吐量性能提升31.5%，網絡吞吐量性能始終保持最大化。
本文針對下一代智能無線區域網路開展理論與仿真研究，為無線區域網路的可自适應接入機制選擇、可動态優化創造了新的解決方法。
本文提出的設計方法，在仿真平台得到實作，可以進一步擴充到實際無線區域網路的性能優化中。
相比于目前IEEE 802.11标準的預設設定模式，本文提出的下一代智能無線區域網路的理論與仿真研究，為實作可自适應選擇接入機制、可動态優化的實際智能無線區域網路奠定了重要的工作基礎。
網絡吞吐量性能上得到了較大的改善，但是仍然存在一些需要改進與完善的方面。
本文假設所有節點發送的隊列頭包的重傳次數是沒有限制的。然而，在實際網絡中，如果資料包傳輸失敗達到一定次數，它可能被丢棄。
本文提出的設計方法通過NS-3仿真平台得到成功驗證，需要進一步搭建硬體平台來實作。
本文設計與實作的可自适應接入機制選擇、可動态優化的無線區域網路主要圍繞IEEE 802.11DCF同構網絡展開，可以進一步擴充到IEEE 802.11EDCA網絡。
