OPNET中文tutorialswlan模块.docx
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OPNET中文tutorialswlan模块
wlaninterference(干扰)
网络中包含了2个WLANIBSS(独立基本服务子集),BSS1和BSS2,每个IBSS有五个FTP客户端执行间隔的上传操作,以及一个FTP服务器。
WLAN的数据率被配置为2Mbps(频带为2.421--2.443Ghz)因为这些信道彼此重叠,因此两个IBSS相互干扰,尤其当两个网络的距离变小时,干扰尤为突出。
BSS1的节点沿着他们的轨迹移动。
当开始和中间时,他们暂停,在仿真的结束之前,他们终止运动。
当他们在中间停留2分钟,2个IBSS变成彼此的顶部,他们的节点实际上是位于相同的地理位置。
由于BSS1的运动和两个IBSS距离的变化,干扰的影响理应作为距离的函数相应地变化。
因为BSS2的工作站离他们的服务器的距离与BSS1工作站离服务器距离相比较远,因此在业务流量中,干扰的影响应该对BSS2较大。
而且,较大的数据率(5.5Mbps)也使其发送机由于较低的获取而较差的对抗干扰的能力。
该图清楚表明,在业务流量中对这个客户端的干扰的影响,当两个独立子集离彼此较远,干扰影响较小,切FTP上传大概花费0.3秒。
相反,当两个IBSS在彼此顶部,干扰较大,切上传需要花费约1秒钟。
当两IBSS间距离在一定范围内,则应用程序得到较大的响应时间(峰值在第五和第九分钟时)。
在这个极值范围,干扰已经大到引起误码,但是仍不至于大到让WLAN的MAC感觉到。
因此,未察觉到既存的干扰,MAC依然执行传送,而这些数据将由于误码不会目的节点被成功接收,因而导致一次次重传和终端到终端到延迟。
当IBSS再靠近,干扰将大到被MAC到接收器作为噪音察觉,因此,将延缓传送,阻止传送失败以及再传送。
但是延时与较低干扰时相比仍然较大。
Client7ofbss2ftpuploadresponsetime
该图表明:
当干扰较低时,上传响应时间与BSS2的客户端相比较长,这是因为数据率较低。
业务执行在较高干扰时候影响较大,但最大的影响并没有BSS2的高。
client2ofbss1ftpuploadresponsetime
该图总结了相邻BSS相互的干扰(如不同距离时候,不同数据率时)和业务执行(延时)的关系。
当局域网彼此较近时,延时较久,干扰较大;在一定的距离范围内,延时由于未能察觉到的干扰而达到了顶峰
globalftpuploadresponsetime
结论:
在WLAN中村正的两个BSS会相互产生干扰,该干扰与两BSS的距离有关,距离越近,干扰越大,对各自的影响不同在于,客户端里服务器远的BSS受到的影响较大,且数据率较大的,对抗干扰能力较差。
另外,当干扰不足够MAC发觉时,会引起传送的结果错误,从而重传率增高,延时也增多。
ROAMING(漫游)—表现WLAN中,各节点漫游于可用AP间的能力
该网络由12个WLAN工作站模型组成,在它们中,有2个被配置为AP:
APA和APB。
因为2个AP并非彼此相连,2个工作站只有当他们位于同一个AP的BSS中才能彼此通话。
初始位置在左边的工作站称为工作站A*,,产生的流量传送到DESTA节点,右边的工作站称为工作站B*,产生的流量传送到DESTB。
由于两个目的工作站都位于右边,因此他们开始都与APB合作。
不是AP的工作站的漫游功能被开启,因此,当他们当前的AP连接性能变得低于他们能接受的范围,他们能连接到一个较好的AP.
当节点在他们的初始位置,左边的工作站产生的流量不能达到他们的目标,DESTA,因为源节点和目的节点连接到不同的AP。
在10秒时候,左边的工作站开始他们的轨迹,并且在40秒的时候达到右边。
由于这个位置改变,他们从APA漫游到APB,并开始被APB服务。
工作站一个个离开APA,而APA在25秒左右时刻,接收到的数据流量降到0,这些在保存在网络模型中,WLAN收集的统计量可以看到。
随着一个很小的延迟,他们会被连接到APB,因此APB接收到的数据流量翻倍--在约28秒的时刻,由于在浏览期(一个短暂的时间区,此时,他们寻找可用的AP,并评估他们找到的AP,在此期间,数据传输被暂停),缓冲堆积到工作站里,达到了一个本地极值。
由于这个移动,DESTA开始记录吞吐量,这是因为此刻它已经成功地从源工作站处收到流量--他们连接于同一个AP。
从50秒到80秒,初始位置在右边的工作站开始朝左边移动,因此,他们离开了APB的BSS,且连接到了APA。
在结果中我们可以看到,被APA接收到的剧增,而此时,被APB接收到的流量下降。
类似地,在DESTA,由于它的源节点正在试图与另一个AP连接,它的吞吐量也降到了0.
DESTB同它的源节点一同移动,因此我们认为,通过仿真,也可接收到流量,只要他和他的源节点连接到同一个AP。
结果表明,在约65秒处,吞吐量有一个速降。
当他和他的源节点离开APB时,这只是一个短暂的时期,此时它只是寻找一个新的AP,最后,找到APA.
在90秒和150秒之间,两个AP横越岭他们的轨道,但常规工作站是稳定的。
这是因为移动仍然改变着两AP和工作站的距离,工作站在此期间被交到AP之间。
交接期导致了一个短暂的通信损失,此时全局吞吐量速降,而DESTB的吞吐量在105秒到135间保持稳定。
接近AP移动相同的短暂瞬间,一个很小的吞吐量在DESTA持续了一小段时间。
因为DESTA和他的流量源在很短的一段时间内,当AP在横越他们的轨迹时,关联到同一个AP
结论:
节点具有漫游的能力,可以自动寻找具有较高能力的AP,连接到新的AP时会有一个短时的延时
源节点和目的节点必须位于同一个AP范围,
WLAN-BACKBONE-CONFIG(主干网的构建实例)
opnetwlan模型支持由拥有属于一个BSS的WLAN接口的路由器组成的无线局域网主干。
这些主干网也可服务于WLAN的扩展服务子集(ESS),在ESS中,他们通过他们的AP连接到WLAN--就如连接到一个有线主干网一样。
该网络包含无线FTP客户端和无线FTP服务器,服务器和客户端从属不同的无线局域网--分别是BSS0和BSS1。
这两个局域网通过2个路由器得以彼此连接。
一个路由器有2个WLAN接口,作为BSS0和BSS1的接入点(AP),同时还组成了WLAN的主干网--BSS2.为了实现这一要求,在无线路由器0的两个WLAN接口中,第一个接口,IF0,被构建为一个AP,而另一个接口,IF1,被禁用,且它的BSSID被设置为2.第二个路由器也被类似地构建,因此,两个路由器的接口IF0都变为了AP,而接口IF1被连接到主干网。
主干局域网--BSS2,没有AP,也不需要AP,虽然它可以将主干网接口中的一个构建为AP。
另外,两个路由器上的IF1使用的物理层技术被设置为"OFDM正交频分复用的多载波调制技术(802.11A)"的调制速率,,以保证符合802.11a的数据率,他们的数据率被设置到54Mbps.也就是说,BSS2展开了802.11A物理层标准。
而BSS0和BSS1使用的是802.11/11b物理层标准。
EIGRP是运行于网络的动态路由协议,它通过仿真赋予“IP动态C路由协议”得以展开。
FTP上传响应时间WLAN吞吐量
仿真结果表明FTP流量在无线客户端和服务器间,通过WLAN主干网成功流动。
PCFVSDCF--802.11的两种信道接入控制方式的对比,中心协调方式和分布协调方式
它们的区别在于“distribution(分布式)”和“Point(中心)”。
DCF---分布式网络由许多同等实体组成网络。
也就是很多同等的工作站组成的系统,它们依托分布式协调方式公平地竞争资源,采用有竞争的信道共享方式(CSMA/CA).
PCF采用轮询的方式分配信道,是依托中心节点协调无线资源分配的方式,必须有一个节点担任“中央控制节点”的角色,也就是接入点AP,即基站。
它没有冲突,但是有延迟。
该场景由一个简单网络(架构BSS--该BSS中只有一个AP)里的9个无线局域网移动站节点组成,这些满足PCF的WLAN接入方式。
PCF提供了一个自由连接(CF)框架转移。
当CF被位于AP的问题协调员(PC)控制,媒介就被接入。
DCF_wkstn3和DCF_wkstn4被禁用PCF。
在移动站间的流量流动如下:
PCF_wkstn1------PCF_wkstn2
DCF_wkstn3------DCF_wkstn4
PCF_wkstn5------PCF_wkstn6
PCF_wkstn7------PCF_wkstn8
所有PCF相关的配置参数被分组到一个单独的复合属性“PCF参数。
”移动站在CF期间,通过激活移动工作站的PCF功能性,能加入到框架转移。
图中,作为被允许使用CF期的利益,PCF-2以远远低于DCF-3的重传率转移数据。
该图表明两个源产生了大致相等的数据给他们的目的地
观察流量从PCF-2到PCF-1以及DCF-3到DCF-4的流动.比较2个数据流动
该图对比了终端-终端到的WLAN延时---从PCF-1和DCF-4测量看出。
由于需要较少的重传率,PCF-1接收到的数据包延时远少于DCF-4的包延时。
并且,PCF-1接收到的数据包延时也有较稳定。
这将成为数据类型要求的主要质量
最后一幅图,我们可以发现两个目的地虽然延时不同,由于媒介未被当前的链路浸染,因此测量到的吞吐量很接近。
也就是说,所有产生的数据流量迟早会到达目的地。
结论:
DCF和PCF两种方式对数据丢失方面能力基本一致,而DCF虽然本身节省了轮询的时间,但是由于信道冲突会产生较高的重传,因此总的延迟和延时稳定都不如PCF。
11b与11g共存----
这个场景用来测量在11gWLAN能达到的最大吞吐量,并探讨了一个没有辐射功率的移动站(不具备11g能力)的存在的影响,和一个在局域网中无辐射功率的AP能达到的吞吐量。
网络由2个BSS组成,左边的BSS0--由10个11g移动站和一个11gAP组成。
所有节点的数据率都被设置到了54Mbps,每个移动站都产生一个2.6Mbps的流量到目的节点。
这WLAN在BSS0网络层的平均总速率达到26Mbps。
右边的BSS1由一个单独的11b(无辐射功率)的移动站和一个11bAP组成,因此它们只要支持802.11/11b的数据率。
无辐射功率的工作站不会产生任何流量,因此测量到的全局吞吐量完全属于网络中激活11g的移动站的传送。
在1到20秒之间,无辐射功率的移动站横越了它的轨迹,因此它移动到了BSS0,并与BSS0的AP关联,成为BSS0中的一部分。
然后,它朝着BSS1的AP回移,并在此关联。
在25秒到44秒之间,激活11g的工作站以一条相反路线移动:
它们开始移向BSS1,同BSS中的无辐射功率AP关联,而后又朝初始位置回移,接着与BSS0中无辐射功率的AP再关联。
结果显示了网络中全局WLAN的吞吐量和丢掉的数据。
显示了基于产生不同吞吐量的仿真时期获得的WLAN吞吐量。
0-5秒:
BSS0完全由11g能力的移动站组成,数据传输达到54Mbps。
结果表明吞吐量在此期间约为23Mbps
5-16秒:
由于无辐射功率的移动站从BSS1到达了BSS0并与AP的关联,虽然新的移动站未传送任何数据,位于WLAN上空的协议显著增长。
首先,有辐射功率的工作站在以54Mbps传送它们的数据帧之前,不得不用一个保护机制,这是因为这个速率是11g的速率,而他们所在的BSS中有一个移动站不能支持11g速率的.”向自己发送CTS(确认发送帧)“被用来作为保护机制。
这是保护的默认途径,另一个选择是交互常规rts(请求发送帧)/cts帧,,这是当“cts-to-self”被那个移动站禁用时才采用。
cts-to-self比rts/cts交换引起的相对较少的上层协议,但这种方式可能遭遇在一个确定的WLAN隐藏移动站问题。
另外,由于无辐射功率工作站和BSS关联,狭缝时间从9微秒增长到20微秒。
由于这2个增长WLAN上层协议的重要因素,BSS的吞吐率从23Mbps降到9.3Mbps。
16-25秒:
当无辐射功率的移动站关联从BSS0移动回BSS1,在BSS0的吞吐率上升。
结论:
虽然不支持11g的工作站,也就是无辐射功率的工作站不会产生任何流量,但是当其到达一个11g的AP范围时,由于其带来的上层协议和由于其的到来引起其他站点的保护机制,会给全局的吞吐量较低,数据丢失增多。
也就是说,不兼容的工作站在BSS中会影响BSS的吞吐量和丢失率。
Large_network---
这是一个有89个节点的WLAN网络层,强调了在IEEE802.11和802.11b标准中定义的WLAN的不同算法和功能,例如不同的WLAN数据率,RTS/CTS帧交互,数据包碎片和漫游。
网络由一个中心桥组成,8个AP连接到这个桥,这些AP的变化与他们对应的BSS编号一致。
每个AP的BSS中有10个无线移动站。
BSS0中的工作站,初始顺时针旋转,在仿真近结束时完成他们的周期。
因此,我们认为他们在AP横越他们的轨迹时,能连接到所有存在的AP.同样,在BSS6范围的移动站,通过仿真,也能以一个逆时针方向访问所有AP.其他所有的工作站在仿真期间都稳定。
不同AP使用不同的WLAN数据传输率:
AP0和AP4使用1Mbps,AP1和AP5使用2,bps,AP2和AP6使用5.5Mbps,AP3和AP7使用11Mbps。
并且,AP2,AP3,AP4和AP6可以使用RTS/CTS帧交互,AP1,AP3,AP5和AP6激活了大数据包的碎片。
这些移动站节点的参数设置和他们初始AP一致。
每个移动站生产1个数据包平均花费1.2秒,这个时间因为随机而不同的站点而不同。
WLAN节点的传输能力被设置为一个低于默认值的值(2mw)以减少AP能覆盖的面积,从而保证这些地区不会显著地重叠,同时能保证移动站在两个AP的中点附近能被交接到下一个AP.
该图对比了网络中不同AP接收到的数据流量,对应为AP_0,AP_2,AP_3
由于AP_0的初始工作站是移动到,因此AP_0接收到的流量只出现在开始时和仿真结束时--它的站点开始他们的移动和回来的时候。
并且,当开始在南面的工作站访问它(第三分钟)并连接到它时。
不同于AP_0,AP_2有稳定的工作站,因此它从工作站接收到的数据量不像AP_0那样,从未掉到0处。
而且,我们认为,当西面和南面的移动站穿越它的区域时,它的流量加倍了(约60秒和120秒处)。
AP_3被所有移动站点在同一时间访问--大约在仿真时间的90秒处,它的数据流量翻到3倍。
G1
该图表明了在仿真期间,被STA_34测量到的信道接入延时。
在90秒到130秒期间,延时值相对较高。
这时,STA_34的BSS正被移动站访问。
由于BSS的MAC值达到3倍,连接变得粗糙,且MAC信道接入延时增加
G2
G3G4
G5G6
这些图对比了STA_34和STA_71.这两个站点都以11Mbps的速率传输它们的数据帧。
STA_34对每个数据包使用RTS/CTS帧交互,并且大约把数据包的75%作为2个碎片发送。
STA_71既不用RTS/CTS信息,也不用数据碎片。
从G3我们也可以看出,由于RTS/CTS帧的作用,STA_34的MAC信道接入延迟的平均值高于STA_71.由于相同的原因和各碎片的分离的已知,STA_34接收到的控制流量高得多。
在G4中可以看出。
(STA_71接收到的控制流量短暂升高是因为漫游工作站对它BSS的绕行,而这,既用到了RTS/CTS也用到了碎片)
G5表明了两个站点观察到的在第一个缄默期(在访问站点到达前),平均终端-终端延时(此时站点和他们的AP有各自的WLAN配置)。
虽然两个站点的差别不大,STA_71观察到一个较低的平均终端-终端延时。
另一方面,如果我们观察两个站点整个仿真期的所有终端到终端延时--G6,我们会发现,当移动站的同属一个BSS时,最差值出现,与STA_34相比,STA_71此时的延时要高得多。
这表明,sta_34所遵循的保守路径所带来的好处在有工作站进入或离开周围BSS的时刻突出出来了。
由于访问站点,连接会变得粗糙。
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