[發明專利]一種高密度AP分布的無線局域網絡吞吐量估計方法及系統

有效

• 申請號: 202110447655.3
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113923141B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 李春國;李成祥;楊綠溪
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L43/0888
• 分類號: H04L43/0888;H04L41/14;H04L41/147;H04W24/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

本發明公開了一種高密度AP分布的無線局域網絡吞吐量估計方法及系統。方法包括：采集無線網絡接入端AP端的位置信息，采集無線局域網絡參數；將獲得的無線局域網絡參數經過規格化，標準化處理，送入構建的Bianchi改進模型；通過構建的Bianchi改進模型對每一個AP與UE的連接鏈路飽和吞吐量估計，然后對網絡中所有的鏈路求和，便可以獲得整體無線局域網絡的飽和吞吐量。系統包括參數初始化模塊、干擾計算模塊以及吞吐量估計模塊組成。本發明可以在有限的計算資源和人工成本下，對無線局域網絡的整體性能進行一個較為準確的估計，同時也給優化網絡參數提供了嘗試的虛擬環境。

技術領域

本發明提供一種針對高密度AP分布的無線局域網絡場景基于Bianchi改進模型對無線局網絡內所有AP總的飽和吞吐量的估計方法及系統，屬于無線通信、數學建模領域的，是基于工作基礎上的改進方法。

背景技術

近幾年無線通信技術發展十分迅速，IEEE?802.11標準下的無線局域網絡更新換代也愈加頻繁，無線局域網絡的性能也逐年增加。無線局域網絡因為其結構簡單組網方便，可移動性強和拓展性高等優勢，在社會的各個領域都有應用。也因此無線局域網絡在各領域的工作環境下的性能表現成為了研究人員關注的焦點，其中無線局域網絡的飽和吞吐量是其關鍵性能指標之一。無線局域網絡的最大承受能力就是無線局域網絡的飽和吞吐量，和無線局域網絡的實時吞吐量預測相較而言，飽和吞吐量的估計更難，但是飽和吞吐量是更能體現無線局域網絡性能的指標。因為無線局域網絡是使用無線信道作為傳播信號的介質，其具備上述的優勢，但無線傳輸信道的不可靠性決定了無線局域網絡容易受到沖突、干擾等各種環境因素的影響，因此無線局域網絡性能研究很有價值。但是真實的無線網絡環境過于復雜，難以得到一個普適性的算法，因此需要基于數學模型加以仿真估算。

目前有許多研究者投入這方面研究，Hamamoto在論文中假設在無線局域網絡中用戶連接的AP始終服從特定的概率分布，然后根據概率分布計算出所有AP能夠產生的吞吐量的總和，但該方案需要的先驗知識太強，因此很難具備普適價值。Zorzi在論文中使用了支持向量機算法(Support?Vector?Regression，SVR)對無線局域網絡的吞吐量進行估計，不過該方案僅僅使用了無線局域網絡的參數信息，并沒有考慮環境中用戶的分布，因此僅具備參考價值。Bianchi在論文中將單AP場景下DCF方案情況建模成為二維馬爾科夫鏈，并且分析了基本接入方法和RTS/CTS接入方法下的飽和吞吐量，然而對于高密度AP的場景下，情況就大不相同，尤其是考慮隱藏節點和暴露節點的問題。

為了改進上述的方案，本發明基于Bianchi的數學模型提出了一種高密度AP分布下無線局域網絡飽和吞吐量估計的改進方案。不是估計單個AP的飽和吞吐量，而是對整個無線局域網絡進行整體的估計與建模，因此可以節省大量的人力物力獲得一個較為準確的結果。

發明內容

發明目的：本發明提供一種針對高密度AP分布的無線局域網絡場景基于Bianchi改進模型對無線局網絡內所有AP總的飽和吞吐量的估計方法，基于改進模型對無線局域網絡整體的飽和吞吐量進行估計。

上述目的通過以下技術方案來實現：

本發明所述一種針對高密度AP分布的無線局域網絡場景的飽和吞吐量估計方法，包括步驟：

(1)劃定需要估計的環境，建立三維坐標空間。采集無線局域網絡參數。

(2)將獲得的無線局域網絡參數經過規格化，標準化處理，送入構建的Bianchi改進模型。

(3)通過構建的Bianchi改進模型對每一個AP與UE的鏈路進行飽和吞吐量估計，然后對網絡中所有的鏈路的估計值求和求和，便可以獲得整體無線局域網絡的飽和吞吐量。

優選地，步驟(1)中，所述無線局域網絡參數包括：

(1.1)人工劃定需要估計的無線局域網絡區域環境，對空間中的AP位置進行標定，包括位置以及高度；