基于用户业务的wlan信道利用率研究

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1、基于用户业务的WLAN信道利用率研究目录基于用户业务的WLAN信道利用率研究1一、WLAN无线信道效率算法推导1二、测试环境、工具和统计方法4三、测试结果分析6四、主要结论和应用14802.11g协议单信道（通常对应一个AP）理论物理层带宽为54Mbps，在实际应用中，IP数据的传输带宽远远低于54Mbps。究其原因，与802.11协议开销、报文结构、网络流量模型、环境干扰等均存在很大关系。802.11g的IP数据的最高传输带宽约为27Mbps（传输层采用TCP方式传输理论带宽为24Mbps、采用UDP方式传输理论带宽为31

2、Mbps），IP数据的最高传输带宽是按照可传输的最大包长MSS=1460字节（对应MTU=1500字节）计算出来的。用户在使用不同的互联网业务进行IP数据交换时，数据包长度具有不同的分布特点，而数据包长度，影响着WLAN无线信道的传输效率。本文从理论分析、无线应用环境等角度具体阐述在用户使用各种业务时，无线网络实际传输能力和信道资源的占用情况，得到一种更精细化的WLAN容量的估算方法，更好的指导WLAN的规划和优化工作。一、WLAN无线信道效率算法推导数据报文无线穿线传输时间主要包括帧间隔时间和帧传输时间，其中帧间隔包括SI

3、FS和DIFS，另外考虑无线ACK帧的传输时间。传输时间=DIFS+802.11DATA+SIFS+802.11ACK(14字节)。802.11g54M应用层速率：1、DIFS=34us2、SIDS=16us3、前导码和PLCP头传输时间=20us在54M速率下，802.11g使用216个位的符号，每个符号传输时间为216bits/(54Mbits)=4us。TCP的性能可以按如下计算:假设我们传输L字节的报文，加上MAC帧头等信息后为L+36Byte。需要的符号数为(L+36)*8/216=0.037(L+36)个。而80

4、2.11ack的符号数为1个。DIFS=34us802.11DATA=20+0.037(L+36)*4=20+0.148(L+36)平均退避时间以62.7us计算。SIFS=16us802.11ACK=20+1*4=24us合计传输时间为34+0.148(L+36)+16+24+62.7＝136.7+0.148(L+36)(us)同样，对于TCPACK报文，长度为40字节，加上802.11的头后帧长为76字节，需要符号数为76*8/216=3个。其无线传输时间为：DIFS=34us802.11DATA=20+3×4=32us

5、SIFS=16us802.11ACK=20+1*4=24us合计传输时间为34+32+16+24＝106us因此，一次TCP报文传输共需要136.7+0.116(L+36)＋106＝242.7+0.148(L+36)(us)那么1s时间内则可以传输1s/242.7+0.148(L+36)us*L*8=8*L/242.7+0.148(L+36)Mbps即采用TCP方式传输的最大带宽=8*L/242.7+0.148(L+36)Mbps(1.1)UDP的性能可以按如下计算：DIFS=34us802.11DATA=20+0.037(

6、L+36)*4=20+0.148(L+36)us平均退避时间以62.7us计算SIFS=16us802.11ACK=20+1*4=24us合计传输时间为34+20+0.148(L+36)+16+24+62.7＝157+0.148(L+36)us那么1s时间内则可以传输[1s/157+0.148(L+36)us)]*L*8=8*L*/157+0.148(L+36)Mbps。即采用UDP方式传输的最大带宽=8*L*/157+0.148(L+36)Mbps(1.2)二、测试环境、工具和统计方法测试环境：常青省公司大楼10楼1、测试

7、地点有11号频点的CMCC信号，场强值-56dbm，载噪比35db，无同频邻频干扰2、进行业务测试时，子帧速率为54Mbps3、测试时，该AP下其他用户数无较大的流量测试工具：1.硬件：HP6530b笔记本电脑、WirelessWiFiLink5100网卡（支持802.11b/g）2.wireshark抓包软件、CDS-WLAN测试软件统计方法：将包长1280-2559字节的数据包按照1500计算（由于路由交换设备的MTU值一般设为1500，最大包长应该不超过1500）；包长640-1279字节的数据包按照960计算；包长3

8、20-639字节的数据包按照480计算；包长160-319字节的数据包按照240计算；包长80-159字节的数据包按照120计算；包长40-79字节的数据包按照60计算；包长40字节以下按照40计算。各包长的数据包无线信道利用率和信道利用效率关系如下：表格1各种长度的包TCP传输无线信道效