發(fā)布時間：2020-06-15 23:19

【摘要】：WIFI由于具有低成本、高速率、使用便捷等優(yōu)勢,已經(jīng)成為人們生活中必不可少的一部分。隨著無線智能終端的爆發(fā)增長以及移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,人們對于WIFI的連接需求越來越大,WIFI網(wǎng)絡(luò)密集用戶場景越來越普遍。在大型會議室、高校教室、飛機場、火車等人員密集的場景單個AP覆蓋范圍內(nèi)往往有100至200人需要通過WIFI接入互聯(lián)網(wǎng)。由于WIFI在MAC層接入機制采用CSMA/CA機制,該機制只支持單用戶接入和單用戶數(shù)據(jù)傳輸,即同一時刻只允許一個用戶傳輸數(shù)據(jù)。并且一旦用戶接入就不會退出并且對接入的用戶分固定的帶寬,但是數(shù)據(jù)的產(chǎn)生往往具有很大的隨機性,在用戶閑置時,將產(chǎn)生信道利用率低、帶寬閑置嚴重等問題,所以本文對802.11協(xié)議MAC層機制做出了改進提出了一種動態(tài)的用戶接入管控方法。本文基于現(xiàn)有的802.11協(xié)議,提出了一種基于動態(tài)用戶集的大容量MAC協(xié)議。該協(xié)議的系統(tǒng)架構(gòu)由路由器、移動終端、PC端、服務(wù)器四部分組成,各端根據(jù)動態(tài)用戶集的大容量MAC協(xié)議進行通信。當用戶處于閑置狀態(tài)時,仍然占用著用戶數(shù)資源。動態(tài)用戶集的大容量MAC協(xié)議將閑置用戶斷開連接,以供有數(shù)據(jù)需求的用戶接入,通過這種協(xié)議能在短時間內(nèi)連接大量用戶。本文對基于動態(tài)用戶集的大容量MAC協(xié)議進行了數(shù)學建模和性能分析,仿真結(jié)果表明該協(xié)議能有效提高WIFI系統(tǒng)可接入用戶數(shù)和信道利用率。本文還對基于動態(tài)用戶集的大容量MAC協(xié)議進行了軟件實現(xiàn),利用OPENWRT路由器操作系統(tǒng),在wndr4300硬件平臺上實現(xiàn)了該協(xié)議并對該系統(tǒng)的功能和性能進行了測試,測試結(jié)果表明該協(xié)議在短時間內(nèi)提供了大量用戶的連接,驗證了該協(xié)議的有效性。
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN92
【圖文】：

ＳＴＡ１邐ＤＡＴＡ邋ｔｏ邋ＡＰ逡逑圖２．５邋ＰＣＦ輪詢逡逑２．３現(xiàn)有８０２．１１協(xié)議應用與密集場景下容量分析逡逑２．３．１邋ＷＩＦＩ密集場景逡逑邐表２－１邋ＷＩＦＩ密集場景邐逡逑￣￣￣￣邐￣￣￣ＡＰｓ＂邐ＳＴＡｓ邐福述逡逑＞！000邐＞５００００邐大規(guī)模賽事，需要大量ＡＰ提供ＷＬＡＮ覆蓋，逡逑為視頻服務(wù)提供上傳與下載逡逑列車車廂邐＜１0邐＞１０００邐為一列列車車廂內(nèi)的用戶提供網(wǎng)絡(luò)接入服逡逑務(wù)，車廂內(nèi)ＳＴＡ密集逡逑公寓樓邐＞１００邐＞３００邐公寓樓內(nèi)部署大量ＡＰ，每個ＡＰ覆蓋的范圍較逡逑邐小，ＡＰ之間存在較強的干擾邐逡逑ＷＬＡＮ邋ｃｏｖｅｒａｇｅ邋ａｒｅａ邐＇邐＞邋＾邋、義邐、＜？邐、NB邐、NB邐、逡逑＾、［ｐ．ｇ0邋ａＳ邋ａｂ邋ｓｌｅ．ｇｆｉ邋Ｂｐ邋ｇｂ邋ｎｌ６．－ｐ５邋３0邐一１邋］逡逑＾邋＾＾邋ｆｂ）逡逑丨＇，之＾邋ｙＶＸｘＸ＇ｉ邐Ｓｈｏｒｔ－ｒａｎｇｅ邋ＷＬＡＮ邋，一、、邐一逡逑、一、一、一、一邐產(chǎn)二廣：．九二」…．」？邋—１￣；！逡逑Ｖ＿＿邋．Ｖ－、丁邐、、＿邋＿邋’邐、邐Ｊ逡逑（ａ）邐、一，逡逑Ｉｃ）逡逑圖２．６邋ＷＩＦＩ密集場景逡逑圖２．６描述的三種場景：體育場，火車車廂和一棟公寓樓。在這些密集場貴逡逑中

與用戶數(shù)量關(guān)系不大，始終維持在一個比較高的水平。由此可以看出在密集環(huán)境逡逑時，使用ＲＴＳ／ＣＴＳ機制有助于提高系統(tǒng)吞吐量。逡逑圖２．８說明了每個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包的碰撞概率和ＳＴＡ的數(shù)量的關(guān)系，當用戶逡逑數(shù)越多的時候，碰撞概率越大，例如當節(jié)點數(shù)為５的時候碰撞概率不到２０％而當逡逑節(jié)點數(shù)為２０的時候，碰撞概率己經(jīng)達到４０％。說明此時信道競爭激烈，同時存逡逑在多個ＳＴＡ退避到０，同時發(fā)送數(shù)據(jù)包產(chǎn)生碰撞的情況很常見，信道資源被用來逡逑重傳數(shù)據(jù)包，導致信道資源利用率低下。圖２．９說明發(fā)送概率隨著ＳＴＡ數(shù)量增加逡逑而減少，當ＳＴＡ數(shù)量為５時，發(fā)送概率為０．０４７，而ＳＴＡ數(shù)量增加到５０時發(fā)送逡逑概率只有0．0１５。發(fā)送概率的降低說明單個用戶對信道的使用頻率降低，單個用逡逑戶信道利用率下降。逡逑２．３．３密集場景下ＷＩＦＩ容量不足原因分析逡逑在這些密集場景下，引起無線局域網(wǎng)容量不足的原因有相鄰小區(qū)的信道重疊逡逑使用而導致的共道千擾和鄰道干擾

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本文編號：2715148