本文選題：網(wǎng)絡(luò)節(jié)能 + 多端口多頻段　； 參考：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：多端口多頻段成為無線局域網(wǎng)(WLAN)發(fā)展的一種趨勢,通過在接入點(AP)上配備多端口,采用不同的頻段,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的提高。然而,這種多端口多頻段的WLAN網(wǎng)絡(luò)卻給運營商帶來很大的能耗負擔(dān)。因此,本文從運營商的角度研究多端口多頻段WLAN網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能策略。本文首先對多端口多頻段網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)做了一定的研究,并在此基礎(chǔ)上提出了能耗評估理論模型,其將一個節(jié)點的狀態(tài)劃分成“發(fā)送”、“接收”、“空閑-監(jiān)聽”和“休眠”四種工作模式。然后,本文研究了影響網(wǎng)絡(luò)能耗的關(guān)鍵因素,并對關(guān)鍵因素做了一系列的測試。測試結(jié)果表明:1)當(dāng)業(yè)務(wù)負載低于某個傳輸門限時,就可以進行天線降級,且該傳輸門限的大小與終端數(shù)量以及終端所在區(qū)域的信噪比有關(guān);2)啟動雙頻段分流僅在單頻段不能滿足當(dāng)前的業(yè)務(wù)負載,且額外傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)足以抵消開啟新頻段后引入的能耗開銷時才能使網(wǎng)絡(luò)的能量效率最優(yōu)。在做了上述研究之后,本文得出天線數(shù)和端口數(shù)會對網(wǎng)絡(luò)的能耗產(chǎn)生很大影響,據(jù)此,本文設(shè)計了面向多端口多頻段WLAN網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能方法,即天線降級算法和單雙頻段轉(zhuǎn)換算法。該算法基于在線采樣,實時性地進行網(wǎng)絡(luò)性能的統(tǒng)計,自適應(yīng)的選擇最具能量效率的天線和端口配置。天線降級是指當(dāng)節(jié)點在單天線能夠滿足業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的需求時,關(guān)閉其中一個傳輸鏈路以節(jié)約能耗。同理,單雙頻段轉(zhuǎn)換是指當(dāng)單頻段能夠滿足網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量需求時,僅使用頻段傳輸業(yè)務(wù),當(dāng)不能滿足時用戶帶寬需求時,則同時使用雙頻段進行分流。在此基礎(chǔ)之上,本文針對802.11n標(biāo)準(zhǔn)中的幀聚合特性,提出了聚合分流策略。該策略是指當(dāng)數(shù)據(jù)分組被傳遞到不同的端口之前,先進行緩存以便聚合到更多的幀;當(dāng)緩存的幀的權(quán)重超過某一因子時,則將其插入到發(fā)送隊列較短的端口中。最后,本文對設(shè)計的天線降級算法和單雙頻段轉(zhuǎn)換算法進行了仿真測試。測試結(jié)果表明本文設(shè)計的節(jié)能算法在保證網(wǎng)絡(luò)吞吐量和時延性能在滿足用戶需求的前提下,能夠取得較好的節(jié)能增益。在雙頻段工作的條件下,本文建議的聚合分流策略,相比其它三種業(yè)務(wù)分流方式,能夠取得更好的網(wǎng)絡(luò)性能和節(jié)能增益。
[Abstract]:Multi-port and multi-frequency band has become a trend of WLAN (WLAN) development. By installing multi-ports on access point (APP) and adopting different frequency bands, the bandwidth of network transmission can be improved. However, this multi-port and multi-band WLAN network brings operators a great burden of energy consumption. Therefore, this paper studies the energy saving strategy of multi-port and multi-band WLAN networks from the point of view of operators. In this paper, the structure of multi-port multi-band network is studied, and a theoretical model of energy consumption evaluation is proposed, which divides the state of a node into "send" and "receive". Idle-listening and hibernating are four modes of work. Then, this paper studies the key factors that affect network energy consumption, and makes a series of tests on the key factors. The test results show that when the service load is below a certain transmission threshold, the antenna can be downgraded. Moreover, the size of the transmission threshold is related to the number of terminals and the signal-to-noise ratio of the terminal area. And the extra traffic is enough to offset the energy cost introduced after the new frequency band is opened to optimize the energy efficiency of the network. After the above research, it is concluded that the number of antennas and the number of ports will have a great impact on the energy consumption of the network. Accordingly, an energy saving method for multi-port and multi-band WLAN networks is designed, that is, the antenna demotion algorithm and the single-dual-band conversion algorithm. The algorithm is based on on-line sampling, real-time network performance statistics, adaptive selection of the most energy-efficient antenna and port configuration. Antenna demotion means that one of the transmission links is closed to save energy when the node can satisfy the service quality of service with a single antenna. In the same way, when a single band can meet the QoS requirements of network services, only the frequency band transmission services are used, and when the bandwidth requirements of users cannot be satisfied, the dual frequency bands are used to split the network services at the same time. Based on this, an aggregation shunt strategy is proposed for frame aggregation in 802.11n standard. The strategy is to cache data packets before they are transferred to different ports in order to aggregate to more frames. When the weight of cached frames exceeds a certain factor, they are inserted into the ports with shorter transmission queues. Finally, the antenna demotion algorithm and the single and double band conversion algorithm are simulated and tested in this paper. The test results show that the proposed energy saving algorithm can achieve good energy saving gain on the premise that the network throughput and delay performance can meet the needs of users. Under the condition of dual-band operation, the proposed aggregate streaming strategy can achieve better network performance and energy saving gain compared with the other three service streaming modes.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN925.93

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本文編號：1837811