题目：低功耗无线个域网的QoS技术和跨层优化

随着无线数据网络应用的普及，人们希望新一代无线数据网能够适用于各种类型的业务。为不同种类的业务提供满足其服务质量（QoS）要求的服务、同时尽可能提高网络的利用率是网络技术研究的主要目标之一。MAC层的信道接入技术是提供QoS保障的重要环节，因此研究无线数据网MAC层QoS技术具有重要意义。本文主要针对无线数据网络中的IEEE 802.15.4无线个域网和无线传感器网络，研究了MAC接入机制和MAC层的QoS技术和跨层优化。第一章对无线城域网、局域网和个域网的主要标准与协议进行概述，并介绍了QoS技术相关定义和衡量标准。第二章研究了竞争接入机制的MAC协议，并针对可适用于无线传感器网络的IEEE 802.15.4标准，在NS-2仿真平台上建立了较为精确的能量模型，分析了负载、占空比、工作/睡眠切换频率和节点数对传感器网络性能的影响，为实际应用中设置合理的参数以及进一步改进MAC协议提供了依据；还对网络的能耗、时延和可升级能力进行了定量研究。第三章以IEEE 802.11标准MAC层的各种QoS技术为切入点，对无线个域网的MAC层进行改进，提出了一种具有QoS保障的MAC协议，并对网络性能进行分析和比较。分析表明，该方法能在保证能源受限节点低能耗的前提下提高非能源受限节点的QoS，并且具有实现简单、与现有标准兼容等特点。第四章为CSMA/CA系统中的每个节点建立基于马尔科夫的模型，从跨层的角度考察CCA机制的虚警和漏警参数对系统吞吐量造成的影响。本章理论推导了饱和吞吐量的表达式，用数值方法分析了网络的饱和吞吐量。从仿真和数值分析可见，一定的虚警可以提高网络吞吐量，而漏警则降低网络吞吐量。