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《天津大学》 2004年
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无线局域网性能的实验研究

郝立平  
【摘要】:近年来,随着IEEE 802.11协议族的不断扩充,无线局域网技术得到了更快的发展。无线网络表现出许多不同于有线网络的特点。目前,人们对无线局域网性能的研究,大多限于理论研究和计算机仿真工作。本文在各种无线局域网场景下,通过实际的测量实验,结合理论与仿真研究,更深入地研究了无线局域网的性能。 我们修改了Linux操作系统的内核,加入了记录相关参数的测量代码,实现了针对TCP和UDP两种基本业务的测量。该方法可记录的参数多,灵活性强,可以满足测量研究的需要。 通过对有基础设施网络及Ad-hoc网络的测量,本文给出了无线局域网性能的量化结果。在有基础设施网络中,从有线节点到无线节点的TCP吞吐率可达590KBps,两无线节点间的TCP最大吞吐率可达270KBps,测量结果与仿真结果基本一致。TCP发送接收窗口的大小影响着TCP拥塞窗口所能达到的最大值,从而影响了TCP业务所能达到的吞吐率。信号强度较高时,随着TCP发送接收窗口的增加,底层的差错率呈上升趋势,但整体差错率很低,小于0.06%;信号质量较差时,底层差错率明显增加,可达0.6%左右。在UDP业务过载发送情况下,对应有线—无线、无线—有线、无线—无线三个场景,无线网络所能达到的吞吐率分别为6Mbps、6.4Mbps和2.5Mbps。 对Ad-hoc网络的测量结果表明,1跳时的TCP吞吐率可达5.3Mbps,与仿真结果基本一致,但比理论值小。随着跳数增加,Ad-hoc网络的吞吐率随之下降,而链路差错率则随之上升。 本文在实验床上,对无线接入Internet 业务流进行了测量。统计分析显示,无线接入Internet业务流存在自相似性。 本文作者在仿真工具NS-2和Linux操作系统上,实现了有基础设施无线网络中的区分服务机制。实验结果表明,我们所加入的区分服务机制以少量系统吞吐率下降为代价,换来了实时业务端端延迟的大幅降低,在一定程度上保证了实时业务的服务质量。 为了改进无线局域网的TCP公平性,我们在Linux实验床上,初步实现了邻居区域随机提前检测(NRED)机制。
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