Разработка беспроводной многоканальной системы передачи больших потоков данных реального времени
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?ыводу, что на стороне передающей станции целесообразно использовать одну антенну (один поток MIMO). Если же возникнет необходимость увеличить пропускную способность сети, можно будет легко задействовать технологию MIMO в конфигурации с несколькими антеннами, поскольку она уже поддерживается оборудованием стандарта IEEE 802.11n.
Принимающая станция (точка доступа) может использовать большее количество антенн для повышения надежности передачи и радиуса действия сети, так как на его стороне проблем с энергопотреблением не существует.
Используемый диапазон частот
Устройства, поддерживающие стандарт IEEE 802.11n могут работать в двух частотных диапазонах - 2,4 ГГц и 5 ГГц.
.4 ГГц
Преимущества
Большинство устройств доступных на рынке поддерживают этот диапазон, в отличие от диапазона 5 ГГц.
Недостатки
Широко используемый диапазон (используется оборудованием IEEE 802.11g, некоторыми DECT - телефонами и СВЧ - печами). Вследствие этого диапазон сильно зашумлен, что приводит к искажению передаваемой информации из-за помех.
Количество непересекающихся каналов передачи данных - 3. То есть всего три различных Wi-Fi сети могут работать в одном эфирном пространстве, не создавая друг другу помех. В настоящее время практически в любых местах наблюдается наличие более трех сетей, что означает, невозможность создания своей дополнительной сети, не взаимодействующей с уже существующими. Это может сильно увеличить количество потерь пакетов, что уменьшит общую пропускную способность системы.
Затруднено использование каналов шириной 40 МГц.
ГГц
Преимущества
Малая занятость диапазона. До недавнего времени этот диапазон был запрещен для использования гражданскими организациями. В связи с этим, существует ограниченное число устройств, работающих в этом диапазоне.
количество непересекающихся каналов передачи данных - 19.
Возможность использовать каналы шириной 40 МГц в полной мере.
Недостатки
В сравнении с диапазоном 2.4ГГц хуже подходит для использования в помещениях, так как волны меньшей длины лучше проходят сквозь препятствия (стены, потолки и т.д.).
Таким образом, приходим к выводу, что приоритетно использование частотного диапазона 5 ГГц, за исключением случаев использования в помещениях с большим количеством препятствий. Однако необходимо отметить, что с точки зрения логики работы сети разницы между используемыми диапазонами частот нет, что позволяет проводить эксперименты в любой конфигурации (как 5 ГГц, так и 2.4 ГГц).
Используемая ширина каналов
Использование каналов шириной 40 МГц приводит почти к двукратному увеличению пропускной способности, следовательно, их использование предпочтительно. Однако существуют определенные трудности при работе с каналами шириной 40 МГц в диапазоне 2,4 ГГц - неизбежны помехи, создаваемые устройствами, работающими в других беспроводных сетях этого же диапазона, что приводит к падению производительности системы. В диапазоне 5ГГц такой проблемы не возникает, что позволяет использовать преимущества более широких каналов.
Однако с точки зрения логики работы ситуация схожа с выбором используемого диапазона частот. Это также позволяет проводить эксперименты в любой конфигурации (как 20 МГц, так и 40 МГц).
Использование технологии Short GI
Уменьшение защитного интервала может вызвать ошибки при приеме пакета, тем самым увеличивая количество повторно переданных пакетов. Анализ технологии и проведение ряда экспериментов показали, что при использовании технологии SGI реальная пропускная способность устройств возрастает, что говорит о необходимости ее использования.
Проанализировав все возможные альтернативы приходим к выводу, что для нашей задачи наилучшей конфигурацией является:
Таблица 3 - Конфигурация сети
Топология сетиЗвездаИспользуемый диапазон частот5 ГГцШирина используемых каналов40 МГЦТехнология MIMON x 1 (N антенн на принимающей станции, одна на передающей)Технологии Short GIВключена
Принципиальная схема работы сети
Одним из принципиальных требований к работе системы является поддержка гарантированной пропускной способности в расчете на абонента. Сети со случайным доступом абонентов к среде не могут обеспечить этого. Таким образом, приходим к выводу, что необходим способ организации сети, основанный на модели сети с маркерным способом доступа [8], то есть сети, право на доступ к среде передается циклически от станции к станции по логическому кольцу. Одной из наиболее известных сетей с таким способом доступа является сеть Token Ring [9].
Общая концепция маркерной сети такова - абоненты сети получают право на передачу данных только при получении кадра специального формата - маркера. Если абонент не получал этот специальный кадр, он не имеет права начинать передачу. Таким образом, в каждый конкретный момент времени только один абонент сети имеет доступ к среде и право передачи. Следовательно, исключается принципиальная возможность коллизий (одновременной передачи данных несколькими станциям) и как следствие порчи передаваемых кадров. Второе преимущество заключается в том, что каждый абонент сети в обязательном порядке получает право на передачу, что дает возможность обеспечить ему гарантированную пропускную способность.
Самая распространенная топология маркерной сети - кольцо (Token Ring) . В применении к нашей задаче, учитывая ее топологию (описанную в главе 1 раздел 3), целесообразно изменить схему передачи права доступа следующим образо