ВВЕДЕНИЕ 7
1. История развития технологии и постановка задачи 9
1.1 Локальные беспроводные сети 9
1.2 Мобильные беспроводные сети 11
1.3 Актуальность темы 15
1.4 Состояние вопроса 16
1.5 Цели и задачи работы 19
2. Исследование беспроводной технологии передачи данных по стандарту IEEE 802.11 20
2.1 Основные понятия и определения 20
2.2 Методы доступа к среде в беспроводных сетях 22
2.2.1 Уплотнение с пространственным разделением 23
2.2.2 Уплотнение с частотным разделением 23
2.2.3 Уплотнение с временным разделением 24
2.2.4 Уплотнение с кодовым разделением 25
2.3 Модуляция радиосигнала и технология OFDM в беспроводных сетях 26
2.4 Архитектура IEEE 802.11 35
2.4.1 Распределенный режим DCF 36
2.4.2 Централизованный режим PCF 39
2.4.3 Кадр МАС-подуровня 41
2.4.4 Контрольные кадры 43
2.4.5 Информационные кадры 44
2.4.6 Кадры управления 45
2.5 Дополнительные параметры Wi-Fi роутера 46
3. Исследование влияния помех на передачу данных по беспроводной сети Wi¬
Fi 52
3.1 Исследование 1 - Определение задержки приема-передачи и потери пакетов 53
3.2 Исследование 2 - Измерение скорости приема-передачи 60
3.2.1 Опыт №1 60
3.2.2 Опыт №2 66
4. Алгоритм корректировки параметров радиопередатчиков Wi-Fi сетей 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 78
В современном мире ценность информации велика, и её доступность играет главную роль, большое значение приобретают беспроводные технологии. За прошедшие пару десятков лет они стали использоваться повсеместно и получили очень большую популярность. Сейчас уже практически в каждом доме можно увидеть точку доступа Wi-Fi. Создав у себя дома беспроводную локальную сеть можно избавиться от проводов и иметь выход в Интернет с разных устройств в рамках зоны покрытия точки доступа. Также технология Wi-Fi может использоваться в различных организациях (торговых центрах, школах, офисах, больницах и т. д.) для подключения активных пользователей, которым необходимо передвигаться и иметь доступ к сети. С развитием технологии Wi-Fi большое распространение получили точки доступа с бесплатным выходом в Интернет, расположенные в общественных местах (кафе, метро, вокзалы, аэропорты). Как видно, данная технология применяется во многих сферах человеческой деятельности.
Беспроводные локальные сети и мобильные сети развиваются параллельно, и при этом в последнее время наблюдается пересечение этих двух концепций (бес-проводного и мобильного). Для беспроводных локальных сетей отличительно ограничение по зоне покрытия точки доступа, но при этом скорость передачи данных выше, чем в мобильных сетях. Превосходством же мобильных сетей является возможность перемещения между зонами покрытия базовых станций и работа в Интернете, хоть и с ограничением по скорости.
В настоящее время есть множество устройств со встроенными беспроводными модулями, появляются новые технологии и концепции (например, Интернет вещей), но кроме этого необходима высокопроизводительная беспроводная сеть, которая будет способна обеспечить необходимый уровень взаимодействия устройств. Уже сейчас есть разработки в этой сфере, но необходимо повысить качество беспроводных каналов передачи данных. Рассмотрим данную проблему на примере беспроводных локальных сетей. Для этого проведём исследования по работе Wi-Fi сети, которые включают в себя: управление мощностью сигнала передачи, распределение используемых несколькими передатчиками набора частот и другими параметрами протоколов IEEE 802.11 для уменьшения радио - интерференций, увеличения скорости передачи данных и уменьшения задержки передачи-получения пакетов данных. Вследствие данных этих исследований будет разработан алгоритм корректировки параметров радиопередатчиков Wi-Fi сетей под меняющиеся условия окружающей обстановки.
В настоящее время беспроводные технологии считаются одним из главных способов для обмена информацией во многих сферах человеческой жизни. Они принимают все большое значение, и доступность имеет огромное значение. Точки доступа Wi-Fi имеются практически в каждой квартире и во многих общественных местах (кафе, аэропорта, рестораны, вокзалы, учебные заведения, офисы и др.)
Беспроводные технологии разделяются на беспроводные локальные сети (WLAN) и мобильные сети (3G, 4G, 5G), которые за последнее время осуществили- большой скачок вперед в развитии, дополняют друг друга, и между ними наблюдается взаимосвязь (корреляция беспроводной и мобильной концепции). Беспроводные локальные сети характеризуются высочайшей скоростью передачи данных, но при этом есть ограничения по зоне покрытия точки доступа Wi-Fi. Мобильные же сети имеют ограничения по скорости передачи данных, но клиенты могут перемещаться между зонами покрытия базовых станций без перебоев работы связи.
В современной информационной обстановке требуется высокопроизводительная беспроводная сеть, которая будет соответствовать требованиям актуальных запросов пользователей. Для этого проводятся разработки по усовершенствованию беспроводных каналов передачи данных.
В представленной работе была рассмотрена эта проблема на примере беспроводных локальных сетей (WLAN). Для этого был проведен ряд исследований по работе Wi-Fi сети, которые заключались в определении задержек приема-передачи и потерь пакетов при взаимодействии между устройствами в условиях активных и пассивных помех, и в определении скоростей приема-передачи между устройствами при подключении к Wi-Fi роутеру разного количества этих устройств. Данные исследования велись с целью уменьшения радио-интерференций, увеличения скорости передачи данных и сокращения задержки передачи-получения пакетов данных при изменении частотных каналов протокола IEEE 802.11 и изменении режимов работы Wi-Fi радиопередатчика в соответствии с протоколами 802.11 b/g/n. По итогам проведенных опытов разработан метод корректировки параметров радиопередатчиков Wi-Fi сетей в условиях меняющейся радиообстановки, что в последующем поспособствует сделать автоматизированную систему управления параметрами радиопередатчиков Wi-Fi сетей.
