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红外线作为一种短距离室内通信的传输媒质,与无线电相比具有显著的优点,且几乎所有的笔记本电脑都已具有红外装置,使得红外网络的研究具有重要意义。但红外网络现有的MAC层协议均存在不足之处,故红外网络的应用又具有一定的局限,因此有必要对MAC层协议进行改进研究,以完善红外网络协议。 本文主要从以下三个方面对MAC层协议进行了研究: (1)针对IEEE802.11协议每次冲突不能真实反应信道竞争水平,须以多次传送失败为代价获取信道竞争水平信息等问题,提出了室内红外过滤控制(IrFC)接入协议。引入一个与信道竞争水平相关的参数─时隙利用率,推导出时隙利用率最佳时吞吐量达到最大,并分析了怎样通过调整网络站点数目来维持一最佳的时隙利用率,以提高网络性能。利用OPNET仿真工具,仿真验证了红外过滤控制(IrFC)接入协议性能较优且可以克服IEEE802.11协议存在的问题。 (2)针对高级红外载波监听冲突避免协议(AIr CSMA/CA)存在小规模网络吞吐量性能较差的问题,从吞吐量公式入手,推导出使吞吐量达最大的最小竞争窗口自适应算法公式,并将其与AIr CSMA/CA协议的线性退避算法结合,构成线性调节自适应接入协议(LAMAC)。从理论推导和仿真结果两方面验证了改进后的线性调节自适应接入协议提高了吞吐量性能,能够解决AIr CSMA/CA协议小规模网络下吞吐量性能较差的问题。 (3)文中又根据红外信道特性,研究一种适用于红外信道特性且性能较优的红外令牌接入协议(IrTAP)。利用红外收发器使数据传输形成回路,构成室内点对点红外链路环形网,并将令牌传递技术应用到红外环形网络中,对红外令牌环网的饱和吞吐量公式进行了推导分析,通过仿真验证了红外令牌接入协议的性能优于传统的IEEE802.11无线局域网标准协议。