ieee+802.11n长距离无线链路高效可靠传输机制的实验研究

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1、第一章绪论特征和模式，选取合适的FEC（ForwardErrorCorrection）设计仿真实验，使用户外实验Trace进行仿真，并根据仿真结果说明FEC可以有效的对出现校验错误的数据帧进行恢复，减少重传，提高链路数据传输的可靠性。1.4论文工作本文结合802.11n标准的新特性，设计、实施了大量实验床实验，针对当前链路利用率偏低，不能充分利用长距离链路容量的问题，提出了改进的ARQ协议，利用帧聚合特性和块确认机制，有效提升了链路的利用率，提高了长距离无线链路数据传输的效率，增加了长距离无线mesh网络的吞吐率。在详细分析长距离无线mesh网络中重传代价的基础上，对长距离

2、无线链路上丢失的数据包进行了分类，分析了造成长距离链路产生丢包的主要原因为接收到的数据帧出现校验错误；统计和分析了数据帧内出错字节的特征和模式，利用长距离无线链路数据传输的数据Trace，设计并实施仿真实验，验证了FEC在恢复数据帧、减小链路丢包率、增强链路可靠性等方面的作用。本文主要的工作如下：1)设计新的协议以提高链路数据传输效率根据802.11n块确认机制和数据帧聚合技术，分析提高链路利用率的理论基础和可行性。通过修改驱动的代码实现改进的ARQ协议，使用数据帧定制了所需的管理帧，提出了完整的序号管理策略和缓冲区管理方法。在减少反向信道的使用的同时，扩大了块确认的范围，

3、使得数据尽可能的充满链路，提高了数据传输的效率。2)探究数据帧内字节出错模式选取FEC数据传输中数据出现错误，往往是难以避免的。本文系统测量、统计和分析了长距离链路中的数据帧丢失的原因和出错模式，实验结果表明数据帧内出错字节随机分布，数据帧所有字节出错概率相等；出错字节占总字节比例平均值，20MHz时不超过2%，40MHz时不超过10%；连续出错字节长度平均值，20MHz和40MHz时都低于20字节。选取Turbo码作为数据恢复的编码策略，有效减少了校验错误导致的数据帧丢失，提高了链路数据传输的可靠性。1.5论文结构本文内容安排如下：第一章介绍了课题背景和论文选题的意义；第

4、二章综述了IEEE802.11n物理层和MAC层的主要特性；第三章从链路利用率的角度分析2第一章绪论了长距离链路中链路吞吐率不能进一步提高的原因，设计了改进的ARQ协议和相关的缓冲区管理策略，然后对ARQ协议的性能进行了评测，验证了协议的有效性；第四章首先分析了长距离链路中重传的代价，然后设计了户外测量实验，获取信道丢包统计数据，记录了出错的数据帧，并对接收端数据帧进行分类，分析了数据帧出错的模式，针对统计结果选取以Turbo码为基础的FEC策略，利用户外测量实验的Trace设计并实施仿真实验，仿真结果表明FEC可以有效减少重传，提高数据传输的可靠性，验证了FEC策略的可行

5、性和有效性；第五章进行了全文总结和研究展望。3第二章IEEE802.11n相关特性第二章IEEE802.11n相关特性IEEE802.11n是WiFi联盟在IEEE802.11b/a/g标准后制定的一个无线传输协议[7]，自2002年相关技术问世，经历多次的草案更新后2009年正式获得批准。本章介绍了802.11n相对于802.11b/g协议在物理层和MAC层的新增主要特性，这些新增特性是我们后续测量和研究的理论基础。1.4主要特性综述与IEEE802.11a/g相比，这主要得益于其在物理层和MAC的改进。首先在物理层，802.11n使用更宽的带宽（支持20MHz和40MH

6、z），并且引入多入多出（MIMO）。在MAC层增加的帧聚合特性和块确认机制[8]提高了信道的利用率，数据传输效率也随之增加。802.11n的新特性使得数据吞吐率有了显著的增大，802.11n与802.11g的相应技术对比和吞吐率差异情况如图2-1所示。图2-1IEEE802.11n与802.11g的对比情况MIMO系统中，空分复用被用来在不同天线上传输独立的数据流，因此可以从根本上改善数据传输的强健性。为数据传输提供了可靠性的是物理层的可选特性空时编码和低密度奇偶校验码。信道绑定技术使得802.11n的带宽由20MHz扩展到了40MHz，是802.11b/g带宽的两倍。帧聚

7、合技术增加了数据帧的长度，4第二章IEEE802.11n相关特性整体上减少了数据包的头部信息，提高了数据传输的效率，保证在有限的信道传输能力条件下，尽可能多的传输有效数据。与帧聚合技术配合使用的是块确认机制，即不再对单个的数据帧进行确认，而是对一个大聚合帧发送ACK，这样不仅整体上减少了确认次数，也减少了反向信道的使用，提高了MAC层数据确认的效率。1.4物理特性2.4.1信道绑定信道绑定（ChannelBonding）是802.11n中采用的一项重要技术[9]。两个不重叠的信道通过使用此技术可以同时进行数据传输，