IEEE802_11无线局域网络性能分析

第12A期2004年12月电 子 学 报ACTAELECTRONICASINICAVol.32 No.12A

Dec. 2004

IEEE802.11无线局域网络性能分析

盛 敏,李建东,史 琰

(西安电子科技大学ISN国家重点实验室信息科学研究所宽带无线实验室,陕西西安710071)

摘 要: 无线局域网是目前无线通信领域中的主要通信网络之一,如何有效的分析IEEE802.11无线局域网中的饱和吞吐率和接入时延一直是无线局域网中的研究重点.本文引入了一种新型的分析模型,分析了IEEE802.11DCF协议下AdHoc网络的饱和吞吐量,该模型不仅简单而且准确,有效地降低了分析方法的复杂度;同时本文还建立了一种有效的模型,分析了IEEE802.11DCF协议下AdHoc网络的接入时延.仿真结果表明所有的分析结果和仿真结果都很吻合,这说明了我们的分析模型是可行的.

关键词: 无线局域网;饱和吞吐率;接入时延

中图分类号: TN919 文献标识码: A 文章编号: 0372 2112(2004)12A 148 05

PerformanceAnalysisofIEEE802.11underDistributionCoordinationFunction

SHENGMin,LIJian dong,SHIYan

(StateKeyLab&InformationScienceInstitute&BroadbandWirelessLab,XidianUniversity,Xi an,Shaanxi710071China)

Abstract: WirelessLANshaveachievedatremendousamountofgrowthinrecentyears.TheIEEEhasstandardizedthe802.11protocolforWirelessLAN.TheperformanceoftheMediumAccessControlhasbeenexaminedoverthepastyearsandseveralmodelshadbeenprovided.Inthispaper,http://www.77cn.com.cnparedwithothermodels,thismodelisabletopredictthebehaviorsof802.11moresimplyandaccurately.

Keywords: wirelessLAN,saturationthroughput,accessdelay

1999年9月正式通过的IEEE802.11b标准是IEEE802.11协议标准的扩展.它可以支持最高11Mbps的数据速率,运行在2.4GHz的ISM频段上,采用的调制技术是CCK.但是随着用户不断增长的对数据速率的要求,CCK调制方式就不再是一种合适的方法了.因为对于直接序列扩频技术来说,为了取得较高的数据速率,并达到扩频的目的,选取的码片的速率就要更高,这对于现有的码片来说比较困难;对于接收端的RAKE接收机来说,在高速数据速率的情况下,为了达到良好的时间分集效果,要求RAKE接收机有更复杂的结构,在硬件上不易实现.IEEE802.11a工作5GHz频段上,使用OFDM调制技术可支持54Mbps的传输速率.802.11a与802.11b两个标准都存在着各自的优缺点,802.11b的优势在于价格低廉,但速率较低(最高11Mbps);而802.11a优势在于传输速率快(最高54Mbps)且受干扰少,但价格相对较高.另外,11a与11b工作在不同的频段上,不能工作在同一AP的网络里,因此11a与11b互不兼容.为了解决上述问题,为了进一步推动无线局域网的发展,2003年7月802.11工作组批准了802.11g标准,与以前的802.11协议标准相比有以下两个特点:其在2.4Hz频段使用OFDM调制技术,使数据传输速率提高到20Mbps以上;IEEE802.11g标准能够与802.11b的WiFi系统互相连通,

1 引言

随着Internet应用的迅猛发展,以及便携机、PDA(PersonalDataAssistant)等移动智能终端的使用的日益增长,给广大用户提供了诸多便利(随时随处自由接入Internet、能享受更多的业务、安全且有保障的网络).在接入速率和适应环境上与3G技术互为补充的WLAN(WirelessLocalAreaNetwork) 无线局域网[1]已经成为了新一代的高速无线接入网络.无线局域网被看作传统有线网络的延伸,在某些环境还可以替代传统的有线网络.无线局域网有以下显著的益处:!移动性,在服务区域,无线局域网用户可随时随地访问信息; 设备安装快速、简单、灵活,无线局域网系统消除了布线的繁琐工作,网络可遍及有线不能到达的地方;#减少投资,无线网络减少了布线的费用,应用在频繁移动和变化的动态环境中,投资回报高; 扩展能力,无线局域网可组成多种拓扑结构,易于扩展.1 1 WLAN标准的发展过程和发展动态

1997年IEEE802.11标准的制定是无线局域网发展的里程碑,它是由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准.IEEE802.11标准定义了单一的MAC层和多样的物理层,其物理层标准主要有IEEE802.11b,a和g.

收稿日期:2004 10 18;修回日期:2004 11 20

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第 12A 期盛 敏:IEEE802.11无线局域网络性能分析149

共存在同一AP的网络里,保障了后向兼容性.这样原有的WLAN系统可以平滑的向高速无线局域网过渡,延长了IEEE802.11b产品的使用寿命,降低用户的投资.

IEEE已经成立802.11n工作小组,以制定一项新的高速无线局域网标准802.11n.IEEE802.11n计划将WLAN的传输速率从802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上,最高速率可达320Mbps.和以往的802.11标准不同,802.11n协议为双频工作模式(包含2.4GHz和5GHz两个工作频段).这样11n保障了与以往的802.11a、b、g标准兼容.IEEE802.11n计划采用MIMO与OFDM相结合,使传输速率成倍提高.另外,天线技术及传输技术的发展,使得无线局域网的传输距离大大增加,可以达到几公里(并且能够保障100Mbps的传输速率).IEEE802.11n标准全面改进了802.11标准,不仅涉及物理层标准,同时也采用新的高性能无线传输技术提升MAC层的性能,优化数据帧结构,提高网络的吞吐量性能,将是宽带接入的有效手段之一.

目前,我国已经制订了%无线局域网媒体访问控制和物理层规范&和%2.4GHz频段媒体较高速物理层扩展规范&,在无线局域网的发展上取得了重大成果.

1 2 WLAN的多址接入技术

在IEEE802.11的标准中,IEEE802.11[2,3]的MAC协议具有两种信道接入方式:分布式协调方式(DistributedCoordinatedFunction DCF)和点协调方式 …… 此处隐藏：8865字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……