基于ieee802.11n的長距離無線鏈路性能實驗研究

1、 基于 基于 IEEE 802.11n 的 長距離無線 長距離無線鏈路性能實驗 鏈路性能實驗研究 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 的長距離無線 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，適合于偏遠地區(qū)/人口稀疏地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)接入，為其提供遠程醫(yī)療、遠程教育、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)已逐漸無法滿足高數(shù)據(jù)速率的需求。 新一代 IEEE 802.11n帶寬可高達 600Mbps，因此有必要將 802.11n 應(yīng)用于長距離無線 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 802.11n 的

3、關(guān)鍵特性，設(shè)計了大量實驗，研究 802.11n 在長距離鏈路中的性能。為進行實驗測量，修改了無線網(wǎng)卡驅(qū)動 ATH9K 以實現(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)，包括開啟/禁用 CSMA、開啟/禁用塊確認、設(shè)定 ACK 超時、設(shè)定聚合幀長度上限以及設(shè)定調(diào)制編碼方案等功能。這些參數(shù)的設(shè)定為 802.11n 長距離實驗研究提供了技術(shù)保證。另外，為了提高實驗數(shù)據(jù)的測量精度，本文開發(fā)了 MAC 層數(shù)據(jù)統(tǒng)計工具 PktRecord，可以精

4、確地實時統(tǒng)計 MAC 層的吞吐率、丟包率和數(shù)據(jù)幀的 RSSI 等性能參數(shù)。 本文在長距離鏈路環(huán)境中開展了禁用 CSMA 的幀聚合實驗，開啟 CSMA 的幀聚合實驗， 幀聚合對比實驗以及速率自適應(yīng)算法評估等實驗， 并對測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。 實驗結(jié)果表明 IEEE 802.11n 高吞吐率特性能在長距離鏈路中發(fā)揮作用且主要由帶寬、 調(diào)制編碼方案和幀聚合決定。 長距離無線鏈路可通過速率部署自適應(yīng)算法等途徑， 根據(jù)鏈路狀況調(diào)整 IEEE 80