数学执本与率用
通信技术
基于序列检测的WLAN网络违规行为检测
张伟
(中国移动通信集团河北有限公司河北石家庄050000)
摘要：在开放的WLAN网络环境中，各无线终端用户内置IEEE802.11MAC层中的分市式协调功能DCF(distributedcoondination fianction)接入无战网络，使用随机进避机制来解决信道竞争问题。然而，有些终端为了自身利益，利用很短的避避时间占用有限的无线信道，获得大的网络优势。针对 WLAN网络存在的违规行为的特点,本文基于序列检测的方法,采用现测与判决同步的方式,实时地对违规行为进行检测。结果表明,该方法用较少的观测次数即可取得较高的正确判断率。
关键调：无线局或网序列检测IEEE802.11
中图分类号：TN914 1引言
文献标识码：A
文章编号:1007-9416(2014)10-0031-01
文的目的就是将这种违规终端及时检测出来，使各用户有效和公平
通信网络随着INTERNET的飞速发展，从传统的有线网络发展到了无线网络，作为无线网络之一的无线局域网WLAN(Wireless LocalAreaNetworky"，满足了人们实现移动办公的梦想，为我们创造了一个丰富多彩的自由天空。WLAN是利用无线通信技术在定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网 LAN(LocalAreaNetwork)的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接人。
2IEEE802.11协议中存在的违规行为
2.1协议的介绍
IEEE802.11的MAC层协议对于信道竞争的解决有两种方式：种是集中式机制(PCF点协调功能),另一种是分布式机制(DCF分布协调功能),本文主要是针对DCF机制中存在的违规行为进行检测。
DCF机制是基于CSMA/CA(带冲突避免的载波侦听多址接入)协议。协议采用单一共享信道的模式，通过RTS一CTS—DATA ACK的握手机制完成分布式数据业务的接人过程，并基本解决了隐藏终端和暴露终端的问题，同时利用载波侦听、冲突避免等技术防止单一共享信道中数据分组的冲突。DCF机制的核心包括：四握手机制，载波侦听(CS)机制和随机退避(randomback-off)规程。在 RTS/CTS访间方式中，
，一个终端需要发送一个数据慎时，该终端必
须在发送数据前从[0,CW](CW为竞争窗口)中随机选择一个值作为自已退避计数器的初始值，每个终端都有自已的CW，并且是可变的，等待信道空闲并持续DIFS(长慎间间隔)后，退避计数器开始计数，每过1个时间间隔(时间间隔的大小是IEEE802.11定义的减1,直到减为零时，该终端先发送一个RTS慎，接收终端收到RTS慎后，将在SIFS(短顿间间隔)后返回一个CTS慎，发送终端只有成功收到这个CTS顿后才能进行数据慎的发送。RTS和CTS慎中都包含着到本次数据慎发送完成时所需的持续时间，其它能够收到RTS或CTS的终端将根据这个持续时间信息修改其变量NAV(NetworkAllocationVector)，此时这些整终端的退避计数器保持不变。当RTS/CTS进行一次成功的交换以后，发送终端就开始发送数据，接收终端正确收到数据后要回复个ACK包进行确认。如果发送终端的数据传输成功后，终端重设它
的Cw到cw.否则Cw设为原来的两倍，直到CWax。 2.2协议存在的同题
无线网络设备往往采用IEEE802.11协议直接接人无线媒体，对协议内部的参数没有严格的限制，一些自私性终端可通过以下两种方式执行违规行为，以获得更多的网络资源：
(1)终端不按照DCF定义的区间选择退避值，而是有意缩短退避时闻，从平均退避值较小的分布中选择退避值如从区间0， CW，/4],而不是[0,CW，]中选择退避值),甚基至所选择的退避值仅仅为一个时间间隔。
(2)用不同的重传策略，当冲突发生时CW不变。这两种违规行为导致其他终端几乎没有机会接入网络，造成很大的不公平性。本收移日期：2014-1010
地使用有限的无线信道资源。 3建立网络模型
不失一般性，构建网络模型如图1所示：
图1网络拓扑图
图1中假设STA执行违规行为，STA2终端为正常终端，它与违规终端3竞争占用信道，向AP传输数据，假设STA第次传输RTS包时的时间为了，有
T, = T,-, + TouFs + b, i >1
(1)
式中工为上次成功传输数据后的时闻，7s为本次传输所需要等待的DIFS，b为本次传输的退避时间。根据AP观测到的信息，很容易求出该退避值。即使STA是第一次发送数据，无法获得T-1 值，依然可以通过AP的传输情况求得T，值，T表示AP第次传输 CTS包的时间。
T, = TackJ- + Toups + b, +Tars + Tsps i >1
(2)
式中Tacx,-I为AP接收STA2传输数据返回ACK赖时的时间， Tors，b,同(1)式，Tgrs为传输RTS慎的时间，TsiFs为本次传输时所需要等待的SIFS。如果STA，AP都是第一次传输，则认为整个网络为第一次传输，记T，为0,按(1)式计算。根据(1).(2)式可以很容易求出b值.将b值视为采样样本值，无线网络中违规行为的检测间题
就转化成为序列检测问题。 4结语
本文针对WLAN网络中存在的违规行为,提出了一种基于序列检测的方法。该方法主要是通过对违规终端的退避值进行观测，从仿真结果中可以看出，序列检测方法与只能通过固定观测次数的 WRST方法相比，能在较短的时间将违规行为检测出来，快速性好。将具有违规行为的终端检测出来后，采取一定的措施对违规终端进
行惩罚，使各终端公平的使用有限的无线信道资源。参考文献
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[2]赵树杰.赵建融.号检测与估计理论[M].清华大学出版社,2005. 104109.
作者简介：张伟(1983一),男,河北唐山人,硕士,毕业于燕山大学，工程师,研究方向：WLAN网络研究，