基于ieee802.11n的長(zhǎng)距離無(wú)線鏈路性能實(shí)驗(yàn)研究

1、 基于 基于 IEEE 802.11n 的 長(zhǎng)距離無(wú)線 長(zhǎng)距離無(wú)線鏈路性能實(shí)驗(yàn) 鏈路性能實(shí)驗(yàn)研究 研究 Experimental Study of Long-Distance IEEE 802.11n Wireless Link Performance 領(lǐng) 域：軟件工程 作者姓名：張松 指導(dǎo)教師：趙增華 副教授 企業(yè)導(dǎo)師：韓雙立 高級(jí)工程師 天津大學(xué)軟件學(xué)院 二零一二年十二月 摘 要 基于 802.11 的長(zhǎng)距離無(wú)線 mesh 網(wǎng)

2、絡(luò)具有成本低、覆蓋廣、結(jié)構(gòu)靈活和易于部署等優(yōu)點(diǎn)，適合于偏遠(yuǎn)地區(qū)/人口稀疏地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)接入，為其提供遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、自然環(huán)境監(jiān)控等服務(wù)。然而，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的增加，基于 IEEE 802.11a/b/g 的 mesh 網(wǎng)絡(luò)已逐漸無(wú)法滿足高數(shù)據(jù)速率的需求。 新一代 IEEE 802.11n帶寬可高達(dá) 600Mbps，因此有必要將 802.11n 應(yīng)用于長(zhǎng)距離無(wú)線 mesh 網(wǎng)絡(luò)，以提高網(wǎng)絡(luò)性能并滿足應(yīng)用需求。 本文針對(duì) 802.11n 的

3、關(guān)鍵特性，設(shè)計(jì)了大量實(shí)驗(yàn)，研究 802.11n 在長(zhǎng)距離鏈路中的性能。為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，修改了無(wú)線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng) ATH9K 以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)卡功能定制，使網(wǎng)卡能夠在線設(shè)定多種協(xié)議參數(shù)，包括開(kāi)啟/禁用 CSMA、開(kāi)啟/禁用塊確認(rèn)、設(shè)定 ACK 超時(shí)、設(shè)定聚合幀長(zhǎng)度上限以及設(shè)定調(diào)制編碼方案等功能。這些參數(shù)的設(shè)定為 802.11n 長(zhǎng)距離實(shí)驗(yàn)研究提供了技術(shù)保證。另外，為了提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量精度，本文開(kāi)發(fā)了 MAC 層數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工具 PktRecord，可以精

4、確地實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì) MAC 層的吞吐率、丟包率和數(shù)據(jù)幀的 RSSI 等性能參數(shù)。 本文在長(zhǎng)距離鏈路環(huán)境中開(kāi)展了禁用 CSMA 的幀聚合實(shí)驗(yàn)，開(kāi)啟 CSMA 的幀聚合實(shí)驗(yàn)， 幀聚合對(duì)比實(shí)驗(yàn)以及速率自適應(yīng)算法評(píng)估等實(shí)驗(yàn)， 并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 IEEE 802.11n 高吞吐率特性能在長(zhǎng)距離鏈路中發(fā)揮作用且主要由帶寬、 調(diào)制編碼方案和幀聚合決定。 長(zhǎng)距離無(wú)線鏈路可通過(guò)速率部署自適應(yīng)算法等途徑， 根據(jù)鏈路狀況調(diào)整 IEEE 80