【技术应用标题：WLAN与WPAN的QoS机制对比分析】摘要：无线局域网（WLAN）和无线个域网（WPAN）技术的发展带来的多媒体业务流量的剧增 ， 使无线网络的资源治理、服务质量（QoS）保障等问题日益突出 。传统的媒体访问控制（MAC）协议需要重新设计才能对无线网络的QoS问题进行有效地解决 。文中研究了IEEEWLAN和WPAN工作组分别于2002年5月和2003年2月提出的IEEE802.11eD3.0和IEEE802.15.3D16两种协议标准的工作机制并对两者的性能作出了比较分析 。
要害词：无线局域网;无线个域网;服务质量;媒体访问控制;超宽带技术
一、引言
无线局域网（WLAN,即WirelessLocalAreaNetwork）和无线个域网（WPAN,即WirelessPersonalAreaNetwork）是对目前无线接入系统的补充 ， 近年来得到了迅速的发展 。WLAN可以使网络用户摆脱网线的束缚 ， 在企业、家庭、酒店、机场等热点地区向终端用户提供高速数据传输 。WPAN能在便携式消费者电器和通信设备之间进行短距离高速通信 ， 覆盖范围比WLAN小 ， 一般在10m半径以内 。
IEEEWLAN工作组在1997年制订了802.11协议标准 ， 1999年8月增加了802.11b和802.11a标准［1］ 。IEEE802.11b可提供的数据速率为11Mbps ， 而IEEE802.11a传输速率最高可达54Mbps ， 虽然这样的高速率可以满足一般的网络应用 ， 但是对于发展迅速的家庭数字媒体应用 ， 如实时视频、HDTV来说仍显不足 。为了解决数字摄像机、数字电视机、数字照相机、mp3播放机、打印机、投影仪和笔记本电脑等便携式消费电器的高速互联问题 ， IEEEWPAN工作组发起了802.15.3高速率WPAN任务组 ， 针对消费者图像和多媒体应用 ， 为低功率低成本的短距离通信制定速率为11～55 Mbps的802.15.3标准；还成立了802.15.3a研究组（SG3a） ， 目的是寻求更高传输速率的物理层替代技术 ， 目前研究领域方兴未艾的超宽带（UWB,即UltraWideband）技术［2］最有希望成为802.15.3a的PHY标准 ， 提供高达500Mbps的超高传输速率 。
随着无线网络上流量的剧增 ， 用户在享受宽带无线接入的同时 ， 对于有效、鲁棒的服务质量（QoS）保障的需求也越来越突出 。QoS的实现首先要精确区别每个网络应用的类型 ， 其次要恰当地分配网络资源 ， 如带宽和相对优先级等 。早期的QoS研究主要针对有线网络 ， 在网络层以上提供服务质量保障 。如综合服务/资源预约（IntServ/RSVP）、区分服务（DiffServ）、多协议标签交换(MPLS)、流量工程(TrafficEngineering)、约束路由(CBR)、子网带宽治理(SBM)等［3］ 。但是上述的QoS机制并不能直接应用于无线网络中 ， 主要有2个原因：首先 ， 无线传输与有线传输截然不同 ， 在无线传输中 ， 串扰和多径传播将导致衰落和色散 ， 因此无线网络具有数据传输率低而误码率高的特点；而WLAN和WPAN等为了保证灵活性和兼容性 ， 协议标准一般只制订MAC层和PHY层规范 ， 从而造成网络上层的QoS与无线链路层的分离 ， 最终QoS无法得到充分发挥；其次 ， 随着无线接入技术的发展 ， 异质网络的应用将越来越普及 ， 各种应用一般会经过无线接入、有线骨干网传输、无线接入的传输途径 ， 在这种情况下 ， 紧紧依靠传统的有线网络QoS机制已经无法提供端到端的服务质量保障 ， 迫切需要一种能够针对无线信道的特点 ， 在无线链路层媒体访问控制（MAC）子层提供网络业务的区分、优先级控制、资源分配等的QoS控制和保障 ， 从而使无线网络和有线网络的QoS进行整体规划 。
本文将研究两种提供QoS保障的无线网络媒体访问控制协议——2002年5月公布的IEEE802.11eD3（草案）［4］和2003年2月公布的IEEE802.15.3D16（草案）［5］ ， 首先分析两种MAC协议的媒体访问机制 ， 其次对比两种协议在处理多种数据业务类型、不同的网络配置、解决“隐藏节点”问题等方面的优缺点 ， 最后给出结论 。
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