基于OPNET的WLAN建模仿真与性能测试课程设计 精品Word格式.docx

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指导教师签名：

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使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；

学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；

学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；

在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

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学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

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涉密论文按学校规定处理。

日期：

导师签名：

日期：

通信工程专业课程设计Ⅲ任务书

院（系）专业班级学生姓名

一、课程设计Ⅲ题目基于OPNET的WLAN建模仿真与性能分析

二、课程设计Ⅲ工作自年月日起至年月日止

三、课程设计Ⅲ进行地点:

四、课程设计Ⅲ的内容要求：

1.熟悉无线局域网络拓扑结构。

2．熟悉OPNET软件环境，在计算机通信网的学习基础上模拟WLAN组建，掌握OPNET运行，了解WLAN的组成协议、组成和应用领域。

3.在OPNET环境下建立WLAN，并进行仿真调试，测试WLAN的网络性能，包括网络时延、网络吞吐量和网络丢包率。

4.对仿真测试的数据、图表结合所学内容进行分析（包括原理，仿真结果，图表等），以报告的形式上交。

指导教师系（教研室）

接受任务开始执行日期学生签名

无线局域网建模与仿真分析

（陕西理工，陕西汉中723003）

指导教师：

[摘要]随着无线通信的迅速发展，越来越多的移动终端需要采用一种方便快捷的方式接入Internet，于是WLAN应运而生。

讨论了IEEE802.11无线局域网的建模和性能问题。

基于对IEEE802.11协议和目前功能最强大的网络仿真工具OPNET[1]软件的研究，首先分析了无线局域网的各种行为，分别对这些行为单独建模后，通过有线状态机将它们集成而形成IEEE802.11协议支持模块。

给出了模型输入输出接口的详细说明，并对网络的性能进行了分析比较。

[关键词]OPNET；

IEEE802.11；

无线局域网；

网络仿真；

建模。

ModelingandsimulationanalysisofwirelessLAN

（ShaanxiUniversity3,ShaanxiHanzhoung723003）

Instructor:

[Abstract]withtherapiddevelopmentofwirelesscommunication,moreandmoremobileterminalneedstouseaconvenientandefficientwaytoaccessInternet,soWLANemergeasthetimesrequire.DiscussestheIEEE802.11wirelesslocalareanetworkmodelingandperformanceproblems.BasedontheIEEE802.11protocolandiscurrentlythemostpowerfulnetworksimulationtoolOPNET[1]softwareresearch,firstlyanalyzesthewirelesslocalareanetworkinavarietyofacts,eachoftheseactionsaloneaftermodeling,throughthecablestatemachinetheyareintegratedtoformIEEE802.11protocolsupportmodule.Givesamodelofinputandoutputinterfaceisdescribedindetail,andthenetworkperformanceisanalyzed.

[Keywords]OPNET;

IEEE802.11;

wirelessLAN;

networksimulation;

modeling.

绪论

在当今日新月异的信息技术时代，人们对网络通信的需求也随之不断提高。

通信网络结构规模日趋庞大复杂，网络的应用越来越多样化，网络的性能也变得愈加难以预测。

无论是构建新网络，还是升级改造现有网络，或者测试新的协议，都需要对网络传输的性能（如网络延时和吞吐量等），以及可靠性和稳定性进行客观的评估，进而降低网络组建的投资风险，使设计的网络有较高的性能和Qos，或者使测试结果能够真实反映新协议的表现。

单纯地依靠经验来进行网络的规划和设计、网络设备的研发以及网络协议的开发，已经不能适应当前网络的飞速发展。

在这种情况下，网络仿真作为一种新的网络规划和设计方法应运而生，它以其独特的方法为网络的规划设计提供客观、可靠的定量依据，缩短网络建设周期，提高网络建设中决策的科学性。

目前，网络仿真技术已经逐渐成为网络规划、设计和开发中的主流技术。

网络仿真是一种利用数学建模和统计分析的方法模拟网络行为，从而获取特定的网络特性参数的技术。

数学建模包括网络建模（网络设备、通信链路等）和流量建模两个部分。

模拟网络行为是指模拟网络流量在实际网络中传输、交换和复用的过程。

网络仿真获取的网络特性参数包括网络全局性能统计量、网络节点的性能统计量、网络的链路流量和延时等，由此既可以获取某些业务层的统计数据，也可以得到协议内部某些特殊参数的统计结果。

首先，网络仿真能够为网络的规划设计提供可靠的定量依据。

其次网络仿真能够验证实际方案或比较多个不同的设计方案。

目前常用的网络仿真软件种类已经比较丰富，主要有BerkeleyNS,OMNeT++，SSFNET，OPNET等。

其中，OPNET近几年赢得的大量奖项是人们对其在网络仿真中所采用的精确模拟方式及仿真结果的充分肯定。

仿真工具版本：

OPNETMODELER14.5

MicrosoftVisualC++6.0

第一章WLAN技术原理

1WLAN基本概念

通信网络随着INTERNET的飞速发展,从传统的布线网络发展到了无线网络，作为无线网络之一的无线局域网WLAN（WirelessLocalAreaNetwork），满足了人们实现移动办公的梦想，为我们创造了一个丰富多彩的自由天空。

WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网LAN（LocalAreaNetwork）的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。

WLAN（WirelessLocalAreaNetworks）无线局域网是一种数据传输系统。

它是利用射频PF（RadioFrequency）技术取代旧式双绞铜线（Coaxial）所构成的局域网络。

无线局域网络一般不是用来取代有线局域网络，而是用来弥补有线局域网络之不足，以延伸网络，作为有线局域网络的备用系统。

各团体、企事业单位广泛地采用了WLAN技术来构建其办公网络。

但随着应用的进一步发展，WLAN正逐渐从传统意义上的局域网技术发展成为“公共无线局域网”，成为国际互联网INTERNET宽带接入手段。

WLAN具有易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、保密性强、抗干扰等特点。

1.2IEEE802.11协议简述

IEEE802工作组制定了802.3Ethernet协议、802.5TokenRing协议、802.3z100BASE-T快速以太网协议以及1997年发布的802.11协议。

802.11协议主要工作在ISO协议的最低两层上，并在物理层上进行了一些改动，加入了高速数字传输的特性和连接的稳定性。

802.11b协议在802.11的1Mbps和2Mbps速率下又增加了5.5Mbps和11Mbps两个新的网络吞吐速率，移动用户能够获得同Ethernet一样的性能、网络吞吐率、可用性。

1.3802.11b的物理层

802.11b的无线传输频点定义在2.4GHz的ISM波段内，即2.4—2.4835GHz频段。

在各个国际无线管理机构中，例如美国的USA，欧洲的ETSI和日本的MKK都是非注册使用频段。

因此，使用WLAN设备不需要任何无线频率的许可。

802.11b采用DSSS（directsequencespreadspectrum）技术，支持1Mbps、2Mbps、5.5Mbps和11Mbps等四种传输速率，在不同传输速率下，其采用的调制技术也不一样。

具体如下：

✧BPSK（BinaryPhaseShiftingKeying）：

每11位的chipping代表一个一位的数字信号1或者0，这个序列被转化成波形（称为一个Symbol）后，在空中传播。

这些Symbol以1MSPS（每秒1M的symbols）的速率进行传输，即传输速率为1Mbps。

✧QPSK（QuadraturePhaseShiftingKeying）:

在2Mbps的传输速率中，使用QPSK调制方式，其数据传输率是BPSK的两倍，以此提高了无线传输的带宽。

✧CCK（ComplementaryCodeKeying）：

为了将无线传输速率提高至5.5Mbps和11Mbps，在802.11b标准中，采用了更为先进的CCK编码技术。

在这个编码技术中，通过数据编码设计，使其具有特殊的数学特性，提高了抗干扰能力。

其中，5.5Mbps使用CCK串来携带4位的数字信息，而11Mbps的速率使用CCK串来携带8位的数字信息。

两个速率的传送都采用了QPSK调制技术。

✧自适应速率调节技术：

允许用户在不同的环境下自动使用不同的连接速率。

在理想状态下，采用11Mbps连接速率；

当由于环境变化导致信号传输质量下降时，速率自动按序降低为5.5Mbps、2Mbps、1Mbps。

同样，当无线环境好转时，