2022年基于OPNET的WLAN建模仿真与性能测试课程设计.docx
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1、精品学习资源通信工程专业课程设计题 目 基于 OPNET地 WLAN 建仿照真与性能测试欢迎下载精品学习资源毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人正式承诺:所呈交地毕业设计(论文),是我个人在指导老师地指导下进行地争论工作及取得地成果 .尽我所知,除文中特殊加以标注和致谢地地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过地争论成果,也不包含我为获得及其它训练机构地学位或学历而使用过地材料.对本争论供应过帮忙和做出过奉献地个人或集体,均已在文中作了明确地说明并表示了谢意.作 者 签 名:日期: 指导老师签名:日期:使用授权说明本人完全明白高校关于收集、储存、使用毕业设计(论文)地规定,
2、即:依据学校要求提交毕业设计(论文)地印刷本和电子版本;学校有权储存毕业设计(论文)地印刷本和电子版, 并供应目录检索与阅览服务;学校可以采纳影印、缩印、数字化或其它复制手段储存论文;在不 以赢利为目地前提下,学校可以公布论文地部分或全部内容.作者签名:日期:欢迎下载精品学习资源学位论文原创性声明本人正式声明:所呈交地论文是本人在导师地指导下独立进行争论所取得地争论成果.除了文中特殊加以标注引用地内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写地成果作品.对本文地争论做出重要奉献地个人和集体,均已在文中以明确方式标明.本人完全意识到本声明地法 律后果由本人承担.作者签名:日期: 年 月 日
3、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全明白学校有关保留、使用学位论文地规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文地复印件和电子版,答应论文被查阅和借阅.本人授权高校可以将本学位论文地全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采纳影印、缩印或扫描等复制手段储存和汇编本学位论文.涉密论文按学校规定处理.作者签名:日期: 年 月 日导师签名:日期: 年 月 日通信工程专业课程设计任务书院系专业班级同学姓名一、课程设计题目基于 OPNET地 WLAN 建仿照真与性能分析二、课程设计工作自年 月 日 起至年月 日止三、课程设计进行地点:四、课程设计地内容要求:1. 熟识无线局域网络拓扑结构.2.
4、 熟识 OPNET软件环境,在运算机通信网地学习基础上模拟WLAN 组建,把握 OPNET运行,明白 WLAN 地组成协议、组成和应用领域.3. 在 OPNET 环境下建立 WLAN,并进行仿真调试,测试WLAN 地网络性能,包括网络时延、网络欢迎下载精品学习资源吞吐量和网络丢包率 .4. 对仿真测试地数据、图表结合所学内容进行分析(包括原理,仿真结果,图表等),以报告地势式上交 .指 导 教 师系教 研 室接受任务开头执行日期同学签名无线局域网建模与仿真分析(陕西理工,陕西 汉中 723003) 指导老师: 摘要随着无线通信地快速进展,越来越多地移动终端需要采纳一种便利快捷地方式接入Inte
5、rnet ,于是 WLAN 应运而生 .争论了 IEEE 802.11无线局域网地建模和性能问题.基于对 IEEE802.11 协议和目前功能最强大地网络仿真工具OPNET1软件地争论,第一分析了无线局域网地各种行为,分别对这些行为单独建模后,通过有线状态机将它们集成而形成IEEE 802.11协议支持模块.给出了模型 输入输出接口地具体说明,并对网络地性能进行了分析比较. 关 键 词 OPNET;IEEE 802.11;无线局域网;网络仿真;建模.欢迎下载精品学习资源Modeling and simulation analysis of wireless LAN Shaanxi Univer
6、sity3, Shaanxi Hanzhoung 723003 Instructor:Abstractwith therapid developmentof wireless communication,more and more mobileterminal needs to use a convenient and efficient way to access Internet, so WLAN emerge as the times require.Discusses the IEEE802.11 wireless local area networkmodeling and perf
7、ormance problems. Based on the IEEE 802.11 protocol and is currently the most powerful network simulation tool OPNET 1 software research, firstly analyzes the wireless local area network in a variety of acts, each of these actions alone aftermodeling,throughthe cable state machine theyare integrated
8、 toformIEEE 802.11 protocol support module. Gives a model of inputand outputinterfaceis described in detail, and the network performance is analyzed. Key words OPNET; IEEE 802.11; wireless LAN; network simulation ; modeling.目录欢迎下载精品学习资源绪 论1第一章 WLAN 技术原理21 WLAN 基本概念21.2 IEEE 802.11协议简述21.3 802.11b 地物
9、理层21.4 WLAN 数据链路层31.5 802.11g- 最新 WLAN 主流标准31.6 802.11a51.7 802.11n52. WLAN 互联结构53 .WLAN 地操作6其次章 OPNET概述81. OPNET简介82. opnet 建模11第三章 Wlan 建仿照真与性能测试131 输入接口132 输出接口143 Wlan 网络建模144 WLAN 地运行仿真175 WLAN 地性能测试20课设结论21心得体会22致 谢23参考文献24附 录25欢迎下载精品学习资源绪 论在当今日新月异地信息技术时代,人们对网络通信地需求也随之不断提高 .通信网络结构规模日趋巨大复杂,网络地应
10、用越来越多样化,网络地性能也变得愈加难以猜测 .无论是构建新网络, 仍是升级改造现有网络,或者测试新地协议,都需要对网络传输地性能(如网络延时和吞吐量等),以及牢靠性和稳固性进行客观地评估,进而降低网络组建地投资风险,使设计地网络有较高地性能和Qos,或者使测试结果能够真实反映新协议地表现.单纯地依靠体会来进行网络地规划 和设计、网络设备地研发以及网络协议地开发,已经不能适应当前网络地飞速进展. 在这种情形下,网络仿真作为一种新地网络规划和设计方法应运而生,它以其特殊地方法为网络地规划设计供应客观、牢靠地定量依据,缩短网络建设周期,提高网络建设中决策地科学性.目前,网络仿真技术已经逐步成为网络
11、规划、设计和开发中地主流技术.网络仿真是一种利用数学建模和统计分析地方法模拟网络行为,从而猎取特定地网络特性参数地技术 .数学建模包括网络建模(网络设备、通信链路等)和流量建模两个部分.模拟网络行为是指模拟网络流量在实际网络中传输、交换和复用地过程.网络仿真猎取地网络特性参数包括网络 全局性能统计量、网络节点地性能统计量、网络地链路流量和延时等,由此既可以猎取某些业务层地统计数据,也可以得到协议内部某些特殊参数地统计结果.第一,网络仿真能够为网络地规划 设计供应牢靠地定量依据.其次网络仿真能够验证明际方案或比较多个不同地设计方案.目前常用地网络仿真软件种类已经比较丰富,主要有Berkeley
12、NS,OMNeT+, SSFNE,T OPNET等.其中, OPNET近几年赢得地大量奖项是人们对其在网络仿真中所采纳地精确模拟方式及仿真结果地充分确定.仿真工具版本:OPNET MODELER 14.5Microsoft Visual C+ 6.0欢迎下载精品学习资源第一章 WLAN 技术原理1 WLAN 基本概念通信网络随着 INTERNET地飞速进展 , 从传统地布线网络进展到了无线网络,作为无线网络之一地无线局域网 WLAN( Wireless Local Area Network ),满意了人们实现移动办公地抱负,为我们制造了一个丰富多彩地自由天空.WLAN 是利用无线通信技术在肯定
13、地局部范畴内建立地网络,是运算机网络与无线通信技术相结合地产物,它以无线多址信道作为传输媒介,供应传统有线局域网LAN(Local Area Network )地功能,能够使用户真正实现随时、随地、随便地宽带网络接入.WLANWirelessLocal Area Networks 无线局域网是一种数据传输系统.它是利用射频PFRadio Frequency技术取代旧式双绞铜线Coaxial所构成地局域网络 .无线局域网络一般不是用来取代有线局域网络,而是用来补偿有线局域网络之不足,以延长网络,作为有线局域网络地备用系统.各团体、企事业单位广泛地采纳了WLAN 技术来构建其办公网络.但随着应用地
14、进一步进展,WLAN 正逐步从传统意义上地局域网技术进展成为“公共无线局域网 ”,成为国际互联网INTERNET宽带接入手段 .WLAN 具有易安装、易扩展、易治理、易爱护、高移动性、保密性强、抗干扰等特点.1.2 IEEE 802.11 协议简述IEEE802 工作组制定了802.3 Ethernet 协议、 802.5 Token Ring 协议、 802.3z 100BASE-T快速以太网协议以及 1997 年发布地 802.11 协议 .802.11 协议主要工作在ISO 协议地最低两层上,并在物理层上进行了一些改动,加入了高速数字传输地特性和连接地稳固性.802.11b 协议在 80
15、2.11 地 1Mbps 和 2Mbps 速率下又增加了5.5Mbps 和 11Mbps 两个新地网络吞吐速率,移动用户能够获得同Ethernet 一样地性能、网络吞吐率、可用性.1.3 802.11b地物理层802.11b 地无线传输频点定义在2.4GHz 地 ISM 波段内,即 2.42.4835GHz 频段.在各个国际无线治理机构中,例如美国地USA,欧洲地 ETSI和日本地 MKK 都是非注册使用频段 .因此,使用 WLAN 设备不需要任何无线频率地许可.802.11b 采纳 DSSS(direct sequence spread spectrum )技术,支持 1Mbps 、2Mbp
16、s 、5.5Mbps和11Mbps 等四种传输速率,在不同传输速率下,其采纳地调制技术也不一样.具体如下: BPSKBinary Phase ShiftingKeying:每 11 位地 chipping 代表一个一位地数字信号1 或者0,这个序列被转化成波形称为一个 Symbol后,在空中传播 .这些 Symbol 以 1MSPS每秒 1M 地 symbols地速率进行传输,即传输速率为1Mbps.QPSKQuadrature Phase Shifting Keying: 在 2Mbps 地传输速率中,使用QPSK调制方式,其欢迎下载精品学习资源数据传输率是BPSK地两倍,以此提高了无线传输
17、地带宽.CCKComplementary Code Keying:为了将无线传输速率提高至5.5Mbps和 11Mbps ,在802.11b 标准中,采纳了更为先进地CCK 编码技术 .在这个编码技术中,通过数据编码设计,使其具有特殊地数学特性,提高了抗干扰才能.其中, 5.5Mbps 使用 CCK 串来携带 4位地数字信息,而11Mbps 地速率使用 CCK 串来携带 8 位地数字信息 .两个速率地传送都采纳了 QPSK调制技术 .自适应速率调剂技术:答应用户在不同地环境下自动使用不同地连接速率. 在抱负状态下,采纳 11Mbps连接速率;当由于环境变化导致信号传输质量下降时,速率自动按序降
18、低为5.5Mbps 、2Mbps 、1Mbps. 同样,当无线环境好转时,连接速率也会以反向增加直至 11Mbps. 速率调剂机制是在物理层自动实现地,不会对用户和其它上层协议产生任何影响 .1.4WLAN数据链路层在 802.3以太网协议中, MAC 层使用 CSMA/CD( Carrier Sense MultipleAccess withCollisionDetection )协议,采纳地是冲突检测技术.CSMA/CD 可通过电缆中电压地变化来检测,这是由于当数据发生碰撞时,电缆中地电压就会随之发生变化.由于在射频传输网络中,冲突地检测比较困难,所以在802.11 协议中,对 CSMA/
19、CD 进行了一些调整,制定了新地CSMA/CA( CarrierSense MultipleAccess withCollision Avoidance )协议.CSMA/CA 采纳能量检测( ED)、载波检测( CS)以及能量载波混合检测等3 种手段,检测信道是否闲暇 .在解决数据冲突问题上,采纳地是冲突防止技术.CSMA/CA 利用 ACK 信号来防止冲突地发生,也就是说,只有当客户端收到网络上返回地ACK信号后才确认送出地数据已经正确到达目地.CSMA/CA 通过这种方式来供应无线地共享拜访,这种显式地 ACK机制在处理无线问题时特别有效.然而不管是对于 802.11 仍是 802.3
20、来说,这种方式都增加了额外地负担,所以802.11 网络和采纳冲突检测地Ethernet 网相比较,总是在性能上稍逊一筹.WLAN 地 MAC 子层负责解决客户端工作站和接入点之间地连接 .当一个 WLAN 客户端进入一个或者多个接入点地掩盖范畴时,它会依据信号地强弱以及误包率自动挑选一个接入点进行连接,一旦被一个接入点接受,客户端就会将连接信道切换至该接入点地频段 .这种重新协商通常发生在无线工作站移出了它原连接地接入点地服务范畴,导致信号衰减地时候 .其他地情形仍发生在建筑物造成地信号地变化,或者仅仅由于原有接入点中产生拥塞 .1.5 802.11g-最新 WLAN 主流标准802.11g
21、 有两个最为主要地特点:高速率和兼容802.11b. 高速率是由于其采纳OFDM(正交频分复用)调制技术,可得到高达54Mbps地数据通信带宽;兼容802.11b是由于其仍旧工作在2.4GHz,并保留了802.11b所采纳地 CCK(补码键控)技术,采纳了一个“爱护 ”机制,因此可与欢迎下载精品学习资源802.11b 产品保持兼容 .802.11b和 802.11g设备都是工作在2.4GHz,但它们采纳不同地调制技术:802.11b采纳CCK, 802.11g 采纳 OFDM 技术.为保证兼容性, 802.11g 采纳了两个方法来解决这个问题 .方法一: 802.11g 设备同时支持OFDM
22、和 CCK两种调制技术;方法二:采纳 “爱护 ”机制 .爱护机制供应了一种能掌握无线工作站是采纳OFDM 仍是采纳CCK地调制技术 .具体实现方法是采纳802.11b 规范中已有地RTS/CTS机制,当使用爱护机制时,每一个 802.11g 地 OFDM 数据包之前都有一个CCK地 RTS( Request to Send).由于 802.11g 在 2.4GHz 频段采纳了与802.11b 相同地调制技术,因此802.11g 设备在采纳 CCK调制时与 802.11b 设备具有相同地距离范畴 .802.11g 虽然也采纳了与 802.11a 相同地调制技术OFDM,但由于 802.11a 设
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