一种Wi-Fi分布式协调功能DCF的协议栈仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种Wi

【技术实现步骤摘要】
一种Wi
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Fi分布式协调功能DCF的协议栈仿真方法


[0001]本专利技术涉及一种Wi
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Fi分布式协调功能DCF的仿真方法，尤其涉及使用软件方式模拟Wi
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Fi无线协议栈与无线随机接入机制的结合，属于通信


技术介绍

[0002]当前Wi
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Fi分布式协调功能DCF的模拟仿真，通常包含两种方式。一种是单纯模拟软件协议栈，其必须需要结合硬件才可以工作，另外一种只能够模拟仿真DCF的随机接入机制，比如开源软件NS3等，其无法和协议栈做综合模拟。NS3是一种离散事件随机模拟器，可以用于模拟网络中各种各样场景下的随机事件，比如信道的随机接入，多用户的随机漫游等，可以仿真Wi
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Fi，Wi
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Max，LTE等网络协议，已经被大量的研究和教学场景所采用。
[0003]NS3的仿真目标是评估网络性能，而不是综合无线协议栈，仿真验证程序的可行性。在NS3仿真中，所有的网元是运行在一个虚拟的网络环境中。用户在使用NS3仿真网络协议时，根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Wi
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Fi分布式协调功能DCF的协议栈仿真方法，其特征是，通过软件锁模拟信道竞争，基于Linux平台的进程间共享内存作为无线信道的数据承载，将信道上的传输数据过程转化成对于共享内存的写入操作，在信道上的数据接收过程转化成对共享内存的读取操作，模拟网元之间的DCF信道抢占及数据传输过程，实现DCF的基本模式和请求发送/允许发送模式的仿真。2.根据权利要求1所述的一种Wi
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Fi分布式协调功能DCF的协议栈仿真方法，其特征是，采用有限状态机根据时间轴上发生的随机事件触发各节点的状态迁移，实现对Wi
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Fi无线信道DCF随机竞争机制的仿真。3.根据权利要求2所述的一种Wi
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Fi分布式协调功能DCF的协议栈仿真方法，其特征是，仿真时，将参与Wi
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Fi无线信道竞争的网元抽象为一个节点，将每个节点随时间的推移以及发生的随机事件所产生的变化抽象为IDLE、Backoff、SEND、RECEIVE四种状态之间的迁移。4.根据权利要求3所述的一种Wi
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Fi分布式协调功能DCF的协议栈仿真方法，其特征是，四种状态之间的迁移对应包括以下七种网元状态迁移：11）网元状态迁移1，对应状态IDLE向Backoff迁移：信道锁空闲，读写锁空闲，启动随机退避，有待发送数据，表示信道空间状态下网元有数据需要发送；12）网元状态迁移2，对应状态Backoff向IDLE迁移：信道锁忙，未启动随机退避，有待发送数据，表示信道被其他网元占用；13）网元状态迁移3，对应状态Backoff向SEND迁移：信道锁由空闲转为占用，读写锁由空闲转为占用，未启动随机退避，有待发送数据，表示随机退避定时器超时且信道空闲，开始传输数据；14）网元状态迁移4，对应状态IDLE向RECEIVE迁移：读写锁由空闲转为占用，未启动随机退避，无待发送数据，表示接收机收到数据；15）网元状态迁移5，对应状态RECEIVE向IDLE迁移：在收到的是ACK帧时信道锁由占用转为空闲，读写锁由占用转为空闲，未启动随机退避，无待发送数据，表示数据接收完毕，收到的帧目的地址非当前网元或收到的是ACK帧，无需立即发送响应；16）网元状态迁移6，对应状态RECEIVE向SEND迁移：读写锁由占用转为空闲再转为占用，未启动随机退避，有待发送数据，表示收到的帧目的地址为当前网元，数据接收完毕后需要立即传输响应数据；17）网元状态迁移7，对应状态SEND向IDLE迁移：未启动随机退避，读写锁由占用转为空闲，表示当前数据发送完成并且无其他待发送数据。5.根据权利要求2或4所述的一种Wi
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Fi分布式协调功能DCF的协议栈仿真方法，其特征是，仿真时，将Wi
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Fi无线信道自身随时间的推移以及发生的随机事件所产生的变化抽象为IDLE、BUSY两种状态。6.根据权利要求5所述的一种Wi
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Fi分布式协调功能DCF的协议栈仿真方法，其特征是，两种状态之间的迁移对应包括以下两种信道状态迁移：21）信道状态迁移1，对应状态BUSY向IDLE迁移：信道锁占用，表示网元占用信道准备发送帧数据；22）信道状态迁移2，对应状态IDLE向BUSY迁移：信道锁空闲，表示网元释放信道供下次竞争。
7.根据权利要求1所述的一种Wi
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Fi分布式协调功能DCF的协议栈仿真方法，其特征是，DCF的基本模式时，当同一时刻网元一和网元二竞争无线信道并发送数据给网元三，最终网元二竞争成功时，采用有限状态机根据时间轴上发生的随机事件触发各节点的状态迁移，实现对Wi
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Fi无线信道DCF随机竞争机制的仿真过程，包括以下步骤：在等待一个DIFS时隙后，网元一设定对应随机退避定时器时长为第一设定值，网元二设定对应随机退避定时器时长为第二设定值，且第一设定值大于第二设定值；当网元二随机退避定时器超时时，获取信道锁状态，若信道锁空闲，则占用信道锁，同时获取读写锁，向共享内存写入数据帧，目的地址是网元三，而后释放读写锁；同时，网元一经过一个单位时隙后获取读写锁，发现信道锁已被占用、共享内存中有数据，暂停随机退避定时器，同时获取读写锁，读取到共享内存中的数据帧后，释放读写锁；解析共享内存中的数据帧发现目的地址不是自身，解析duration字段，更新NAV定时器；同时，网元三经过一个单位时隙后获取读写锁，读取到共享内存中的数据帧后，释放读写锁；网元三解析读取到的数据帧，发现目的地址是自身，则等待一个短帧间隙后，网元三获取读写锁，向共享内存中写入ACK帧，目的地址是网元二，再释放读写锁；同时，网元一等待一个单位时隙后继续获取读写锁，读取到共享内存中的ACK帧，释放读写锁；解析共享内存中的ACK帧发现目的地址不是自身，解析duration字段，更新NAV定时器；同时，网元二经过一个单位...

【专利技术属性】
技术研发人员：田野，刘兴立，金永光，李学波，林秋实，王斌，
申请(专利权)人：南京朗立微集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：