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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:孫益君
研究生(外文):Yi-ChunSun
論文名稱:提升無線分散系統傳輸效能之IEEE 802.11n存取點最大獨立集合演算法
論文名稱(外文):Maximum Independent Set Algorithm with IEEE 802.11n Wireless Distribution System Performance Network
指導教授:楊竹星楊竹星引用關係
指導教授(外文):Chu-Sing Yang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:電機工程學系專班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:67
中文關鍵詞:Node DegreeIEEE 802.11nWDS最大獨立集合
外文關鍵詞:Node DegreeIEEE 802.11nWDSMaximum Independent Set
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現今在高速無線網路架構之下,對於各種網際網路的資訊服務與需求更是每日的不斷增加。因此在無線網路服務內容上,對於無線網路傳輸的封包吞吐量(Throughput)效能也日益顯得重要。

IEEE 802.11n 無線網路傳輸架構下,其無線網路傳輸存取點(AP:Access Point)的封包傳輸吞吐量將隨著無線存取點與網路使用者之間的無線傳輸距離增加而呈現大幅度的降低。因此,在IEEE 802.11n無線網路協定架構之下便制定出無線分散系統(WDS:Wireless Distribution System)網路型態。經由WDS網路型態建構,使得改善無線存取點與網路使用者之間因無線傳輸距離而造成無線封包傳輸吞吐量大幅降低。

本論文研究內容主要討論經由本論文所提出之Node Degree演算法,使得在嵌入式IEEE 802.11n設備上可以快速的計算出所某一WDS無線網路架構內之無線存取點最大獨立集合(Maximum Independent Set) 傳輸通道Link Channel。

同時本論文在嵌入式IEEE 802.11n無線網路設備上,針對IEEE 802.11n無線封包傳輸程序進行調整無線封包傳輸機制。經由本論文所設計之無線封包傳輸機制,使得WDS無線網路整體的無線封包傳輸吞吐量能夠進一步的獲得改善與提升。
Wireless network service and media has important for our lift. People use the wireless network to get more information and a lot fun. Wireless must has a strong signal carry to deliver data packets. If the wireless signal is not strong, the wireless transfer packets throughput will serious pitch down.

IEEE 802.11n construct WDS (Wireless Distribution System) architecture, it can solve the wireless signal decline issue. The access-point can transmit data packet to other access-point on WDS architecture to keep up data packet throughput.

This paper force to pitch up WDS architecture data packet throughput. This paper proposes a new algorithm (Node Degree) to calculate a NP-Problem of Maximum Independent Set to reduce calculated time on embedded system platform. The IEEE802.11n WMM parameters will depend on Node Degree algorithm to adjust value on WDS topology.

This paper will develop on Embedded Linux System and modify WLAN programming to realize pitch up throughput on WDS architecture.
目錄
表目錄 7
圖目錄 8
第一章 緒論 10
1.1研究背景 10
1.2研究動機 10
1.3章節導讀 11
第二章 IEEE 802.11n 無線區域網路 12
2.1 IEEE 802.11n無線網路 12
2.2 IEEE 802.11n WDS無線網路 13
2.2.1 WDS無線分散式(DCF)網路 14
2.3 IEEE 802.11e 協定 15
2.3.1傳輸通道機制與優先權 (Priority) 16
2.3.2 IEEE 802.11e 參數 18
2.3.3無線存取IEEE 802.11e 參數調整 19
2.4 IEEE 802.11n A-MSDU 19
2.5 IEEE 802.11n A-MPDU 21
第三章Node Degree 演算法 23
3.1最大獨立集合 NP-Problem 23
3.2 WDS無線網路無線存取點最大獨立集合傳輸通道 24
3.2.1 WDS 傳輸通道Link Channel 建立 25
3.3 Node Degree 演算法 26
3.3.1 Node Degree Follow Chart 30
3.3.2 Node Degree Algorithm 時間複雜度 31
3.4 Node Degree Algorithm 與Brute Force Algorithm分析 31
3.4.1無線存取點最大獨立集合計算分析 32
3.4.2 Node Degree演算法計算效能 35
3.4.3 Node Degree演算法與無線存取點數量分析 38
第四章 系統設計 39
4.1嵌入式 Linux System 39
4.2系統硬體架構 40
4.3系統程式架構 41
4.4系統封包傳輸架構 42
4.5 IEEE 802.11n WDS無線網路系統架設 43
4.6系統無線封包傳輸流程 45
第五章 實驗數據與分析 46
5.1實驗目的 46
5.2實驗環境 46
5.3實驗討論與分析 47
5.3.1 WDS 無線網路無線存取點傳輸效能分析 47
5.3.2 WDS 無線網路整體傳輸效能分析 50
5.3.2.1 WDS 無線網路整體Disable傳輸效能分析 50
5.3.2.2 WDS無線網路整體Enable傳輸效能分析 52
5.3.2.3 WDS無線網路整體Enable與Disable傳輸效能比較分析 54
5.3.3 WDS無線網路存取點CPU效能分析 55
5.3.4 WDS無線網路與VoIP Stream效能分析 57
5.3.5 WDS無線網路最大獨立集合通道MIS=2效能分析 60
第六章 結論與未來展望 65
6.1結論 65
6.2未來展望 65
參考文獻 67
[1] Q. Ni, “Performance Analysis and Enhancements for IEEE 802.11e Wireless Networks, IEEE Network, vol.19, Issue 4, pp. 21 –27, July-Aug.2005.

[2] N. Ramos, D. Panigrahi and S. Dey, “Quality of service provisioning in 802.11e networks: challenges, approaches, and future directions, IEEE Network, vol.19, Issue 4, pp. 14 – 20, July-Aug. 2005.

[3] “IEEE Standards 802.11, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications, IEEE Std. 802.11, 1999 edition, 1999..

[4] “IEEE Standards 802.11e, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical layer (PHY) specifications, Amendment 8: Medium Access Control (MAC) Quality of Service Enhancements, 2005..

[5] “IEEE Standards P802.11n, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical layer (PHY) specifications, Amendment 4: Enhancements for Higher Throughput, 2007..

[6] P. C. Ng, S. C. Liew, W. Wang,Voice Wireless LAN via Wireless Distribution System, Vehicular Technology Conference, 2004. VTC2004-Fall 2004 IEEE 60th, Page(s): 2564 - 2567 Vol. 4

[7] S. Abraham, A. Meylan, S. Nanda, 802.11n MAC Design and System Performance,
Communications, 2005. ICC 2005. 2005 IEEE International Conference on, 2005, Page(s): 2957 - 2961 Vol. 5

[8] B. Ginzburg, A. Kesselman, Performance Analysis of A-MPDU and A-MSDU Aggregation in IEEE 802.11n, Sarnoff Symposium, 2007 IEEE, 2007, Page(s): 1 - 5

[9] A. Belghith, R. Tahar, R. Braham, Enhancing QoS parameters using an IEEE 802.11 multi-interface based wireless distribution system (MI-WDS),
Information Infrastructure Symposium, 2009. GIIS '09. Global,2009 , Page(s): 1 - 4
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