Разработка беспроводной многоканальной системы передачи больших потоков данных реального времени
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ередающего устройства выглядит следующим образом:
Рис. 9 - Пользовательский интерфейс ПО передающей станции
После установления TCP/IP - соединения, ПО передающей станции переводит сокет в режим приема и ожидает приема специального сообщения, дающего право на передачу этой конкретной станции, содержащего информацию величине промежутка времени в миллисекундах, в течение которого станция может передавать данные. После получения такого кадра, станция передает фиксированный поток информации (используя те же механизмы, что и вторая версия ПО). По истечении заданного промежутка времени, передающая станция прекращает передачу и переводит сокет в режим чтения до получения следующей специальной посылки такого же типа.
Входными данными являются:адрес передающей станцииадрес интерфейса, через который будет осуществляться передача
Величина генерируемого потока
Проведенные эксперименты
Было проведено две серии экспериментов:
Эксперименты, направленные на изучение неравномерности передаваемого потока данных при различных способах доступа к среде
Эксперименты, направленные на изучение работы механизмов адаптивного опроса
Все эксперименты были проведены на описанном ранее оборудовании с использованием следующих параметров сети:
Таблица 4 - Параметры сети при проведении экспериментов
Способ доступа к средеDCFИспользуемый диапазон частот2.4 ГГцШирина используемых каналов40 МГЦТехнология MIMO3x1 (максимальная скорость 150 Мбит/с)Использование технологии Short GIВключенаОбщая схема экспериментов представлена на рисунке 10.
Рис. 10 - Общая схема экспериментов
(ПК - персональный компьютер, ПС - предающая станция)
В сети присутствуют:
Несколько передающих станций, представляющих собой персональный компьютер с подключенным к нему беспроводным адаптером и установленным ПО передающей станции, работающим в каком-либо из трех режимов.
Принимающая станция, представляющая собой персональный компьютер с подключенной к нему точкой доступа и установленным ПО принимающей станции
Пропускная способность интерфейсов, используемых для подключения передающих и принимающего устройств к персональным компьютерам, превышает пропускную способность технологии IEEE 802.11n. Следовательно, используемые интерфейсы не оказывают влияние на результаты экспериментов.
Изучение неравномерности передаваемого потока данных при различных способах доступа к среде
Схема проведения первой серии экспериментов:
Один передающий абонент в режиме конкурентного доступа к среде (Глава 1 раздел 3.2) (Эксперимент 1)
Три передающих абонента в режиме конкурентного доступа к среде (Эксперимент 2)
Три передающих абонента с фиксированными потоками в режиме конкурентного доступа к среде (Эксперимент 3)
Три передающих абонента с фиксированными потоками в режиме опроса (Эксперимент 4)
Расстояние от приемника до передатчиков - 5 метров в условиях прямой видимости
Эксперимент 1
Проведенные расчеты показали, что теоретическая пропускная способность оборудования стандарта 802.11n на уровне приложений составляет 84,8 Мбит/с (Глава 1 раздел 3.2). Чтобы проверить фактическую пропускную способность такого оборудования был проведен эксперимент, представляющий собой многократное измерение пропускной способности сети при работе в ней одной передающей станции. ПО передающей станции было включено в режим генерации максимального потока информации
Таким образом, в сети находится один передающий абонент, который использует все ресурсы сети для передачи одного потока данных.
Рис. 11 - Эксперимент 1
Из полученных результатов можно сделать следующие выводы:
Фактическая пропускная способность оборудования IEEE 802.11n - 63.8 Мбит/с
Среднеквадратичное отклонение 6,58 Мбит/с
Неравномерность скорости передачи потока данных составляет 10,3%
Эксперимент 2
При таком доступе к среде с ростом количества абонентов сети происходит рост коллизий, что приводит к задержкам и неравномерности принимаемого потока. В этом эксперименте в сети было задействовано три передающих станции с ПО, включенным в режим генерации максимального потока информации.
Рис. 12 - Эксперимент
Из полученных результатов можно сделать следующие выводы:
Средние потоки существенно отличаются друг от друга
Суммарная пропускная способность упала по сравнению с одним абонентом
Среднеквадратичные отклонения:
абонент - 9,8 (неравномерность потока 52%)
абонент - 11,1 (неравномерность потока 54%)
абонент - 10,8 (неравномерность потока 64%)
Увеличилась неравномерность потоков, появились перебои в передаче
Эксперимент 3
Рис. 13 - Эксперимент 3
В этом эксперименте участвовало три передающих станции с ПО, включенным в режим генерации потока информации фиксированной величины. Три графика слева показывают ситуацию трех передающих абонентов, которые генерируют потоки 8 Мбит/с. Другие три графика показывают ситуацию с потоками 10, 30, 20 Мбит/с
Выводы:
Принимаемые потоки все так же неравномерны
При загруженности сети приближенной к полной, передаваемые потоки информации становятся еще более неравномерными, к тому же появляются промежутки времени, в течение которых резко снижается пропускная способность.
Эксперимент 4
Рис. 14 - Эксперимент 4
В этом эксперименте участвовало три передающ