作 者:阿里互联电子网
2 系统仿真
下面是进行系统仿真和统计分析的内容,图1、2是网络架构和结果。
2.1系统仿真
系统仿真的主要内容有:
(1)协议标准采用的是802.11b,同时针对L3切换做了相应的改进。
(2)由AP发送的beacon每秒一次,MN可以同时接收两个AP的beacon并进行分析。
(3)每个AP的覆盖范围是半径为200m的圆。网络结构如图1,采用自由空间信道。
(4)假设每个BSS内只有一个站正在通信则不会产生拥塞和碰撞的情况;再比较每个BSS有多个站在通信,则有可能产生拥塞的情况。
(5)切换条件是:曲线2大于曲线1一定值后切换,即NAP的功率值大于OAP一定门限后切换。
(6)注意的问题:标准里规定的不同的ESS的站只接收某一特定ESSID的信号,这就带来的问题,AP在跨越ESS漫游时,当切换条件到达时不能很好的搜索到更适合的AP。所以要将这部分协议做修改,即假设它时可以接收其他ESS的信号的。实际中ESS与子网前缀有着特定的关系,便于该站判定是否进行L3切换。
(7)无线信道的一些参数:传输速率主要用2Mbps,采用DQPSK的调制方式;后面还会用到其他的速率,1、5.5、11Mbps,这些都是802.11协议建议的数值,1Mbps采用DBPSK调制,5.5和11Mbps都采用CCK调制。
(8)WLAN的数据速率虽然很高,但在小区边界,实际只达到此速率的10%~50%。原因是边界的邻小区干扰严重,所以错误率高要不断重传,降低了速率。
图2详细说明如下:站的移动时间是30min(横轴)。曲线3是OAP与移动站的距离,曲线1是移动站接收到的OAP信号功率值,从虚线处可以看出,距离最小时功率达到最大;曲线4是NAP与移动站的距离,曲线2是移动站接收到的NAP的信号功率值。在点划线处开始切换,之所以没有在曲线1和曲线2的交点处开始切换是为了防止乒乓效应。
2.2统计分析
切换时间结果:在单用户的情况下,速率为2Mbps时,L2切换0.396s;COA地址获得1.527s;L3切换完成1.908s,整个切换从16min21.7s开始切换,16min23.6s结束。
单用户是指每个BSS里只有一个用户占用无线资源,多用户指多个用户竞争接入。在单用户情况下,各个速率下的L2切换时延是一致的,都是0.396s;但是如果有更多用户竞争信道的话,L2切换时延随着数据速率的增加而增加,从1Mbps的1.7s到11Mbps的7.4s,这是因为数据帧和控制帧共用同一个信道,当用户多的时候,容易发生冲突,接入信道的时间将增加,同时速度增加,错误率增加如果超过某一限度势必引起重传,这就更增加了时延。从图中可见,在多用户情况下,速率越高,切换时延越长;L3切换时延基本上都是在L2切换时延的基础上加一个数值,这个数值为:获得转交地址的时延-L2切换时延+绑定更新所用的时间对不同的环境设置,这个数值是不同,但是在相同的环境设置下对不同WLAN数据传送速率,该数值是一致的。在单用户情况下,L3切换时延是1.908s,多用户情况下,L3切换时延从1Mbps的3.707s到11Mbps的7.939s不等。图4是通过探针得到的路由器的吞吐量,仿真中没有给路由器分配业务,唯一的业务来自切换带来的AP间及AR间的通信。从图中可看出,大约在16s多的时候,也就是切换开始后才有信号通过。
3 结束语
通过对快速切换进行改进,将第三层的切换决策权交给网络,实现第二层和第三层的切换并进,从而大大降低了切换时延,该切换算法在OPNET仿真环境下模拟实现。但我们尚未就这种新的路由算法是否会影响网络的吞吐量,原AR和新AR处新增的控制信令对网络性能的影响进行讨论,这些都有待进一步研究。