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系統識別號 U0002-0407200700085200
中文論文名稱 802.11n傳輸干擾測試與分析
英文論文名稱 Transmission Interference Test and Analysis in Wi-Fi 802.11n System
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 電機工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 95
學期 2
出版年 96
研究生中文姓名 王靖銘
研究生英文姓名 Jing-Ming Wang
學號 792350083
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2007-06-07
論文頁數 100頁
口試委員 指導教授-詹益光
委員-許獻聰
委員-詹益光
委員-李揚漢
委員-趙亮琳
委員-范俊杰
中文關鍵字 IEEE 802.11n  傳輸干擾  多重輸入與多重輸出技術 
英文關鍵字 IEEE 802.11n  Interference of transmission  MIMO 
學科別分類 學科別應用科學電機及電子
中文摘要 隨著現今無線技術的蓬勃發展,傳輸速率與傳輸品質都在研發人員的自我期許與使用者的要求下不間斷的往前邁進,以就目前WLAN技術已發展至802.11n(MIMO)的支援規格(多輸入多輸出),且在Wi-Fi聯盟所定下的規格是希望這個技術的傳輸速率可以到達600Mbps,而就目前intel所推出的晶片組硬體規格是宣稱可以達到300Mbps。WLAN技術目前已廣泛應用到PC與筆記型電腦中,並且也慢慢成為其配備的標準,而這個技術也已延燒到PDA及其它可攜式數據機的各種運用。
802.11n(WALN MIMO)技術,視為Wi-Fi的終極版且為世代交替的關鍵性產品,且其規格制訂的速度比預期還要快,但其中有一些與其它裝置頻率重疊的狀況將會對它造成不同程度的影響:如微波爐,藍芽及其它台灣尚未開放的2.4G長距離無線電話,雖然無線網路均有規範非重疊頻道或研發不同的傳輸技術來避免互相干擾的狀況,但是我們在使用過程中還是需要注意同頻段無線設備的干擾情形。有鑑於此,Wi-Fi聯盟會將標準化的IEEE 802.11n規範提供由產品進行認證,並計畫於2008年第一季完成規範的最終審核,而目前所進行的則是WLAN產品的互操作性認證,這其中就包含尚在開發中的IEEE 802.11n技術,如此不僅可以使審核與標準全面結合,又可滿足針對產品互操做性認證的市場需求,使802.11n(MIMO)技術在合宜的條件下全面標準化,讓這項技術達到一定成熟的水準。
在各項的無線通信技術中,當我們使用無線網路技術進行資料傳輸交換的同時,往往會受到處在同頻段無線傳輸裝置的互相干擾而導致傳輸信號的速率降低或是中斷的狀況發生,而本論文所要探討的則是802.11n傳輸協定在不同的實驗環境下(如下雨,同頻信號干擾及距離……等)在不同狀況下不同裝置搭配所會對其throughput造成影響的試驗與分析,而並非是在各個系統商在理想環境下測試所得到的結果。舉例來說,以現今藍芽的傳輸技術為跳頻展頻(FHSS)將2.4G劃分79個1Mhz的通道,並以隨機編碼方式在79個通道每秒跳動1600次,而WLAN則是使用OFDM,但即使藍芽是使用FHSS的編碼方式,還是會對Wi-Fi的OFDM互相干擾,在此,我們將於後續論文中相繼介紹這些干擾狀況是在何種狀況下最為嚴重,及一些避免的方式。
在本論文中,我們將會看到在現實各種環境狀況下,及不同同頻裝置對802.11n所造成的影響,如傳輸干擾及環境改變都會在本論文中展現出來。在一般無線傳輸的規格制訂中,我們很少在實際的環境中進行無線傳輸的測試,所以當我們在使用各項無線設備時,往往都並不如Wi-Fi所定下的規格,這時我們就必須更深切的思考是否有其它外在的因素會直接或間接的影響到信號的傳輸品質及速率,也就如同同頻裝置為了避免干擾而發展出不同的編碼技術,這一方面的考量將會使我們的無線技術發展更趨向於成熟,所以本篇論文中,除了介紹在實際的環境中所做的測試,還包含了在實驗室標準的測試方法,兩者所做的比較就是想證明在真實的世界中與毫無干擾的環境所存在的差異性。而這使技術不斷前進及改善的原因則有賴於各項不同的測試方法及不同環境的試驗,使設計者找出更能符合使用者及更好傳輸品質的技術。
英文摘要 With the development of wireless technology now.Transmission rate and quality incessant striding forward under the R&D self-hpoe and the user’s asking.At present WLAN technology has already been developed to 802.11n SPEC (MIMO).So Wi-Fi alliance hope the transmission rate of technology can reach 600Mbps.And Intel is saying their chip can support transmission rate until 300Mbps .WLAN technology is applied to PC and NB extensively now.And the technology has already used in PDA,AP…etc.
In several wireless communication technology,as we use wireless technology to transmit and exchange the data.It is often in the mutual interference with the same frequency device,and lead to the speed of transmitting signal reduce or cut off.In this paper,we will discuss 802.11n protocol in different environment to verify.It is not like system vendor verification in ideal environment result.For example,bluetooth is using FHSS code,but WLAN is using OFDM.It often interference each other.So we will discuss the situation of interference and the way to avoid.
In this paper,we will see the influence of 802.11n in different environment or in the same frequency device(e.g.we will show the distance and throughput changing result).In WLAN protocol SPEC made,we seldom verification in real environment .Besides,we will show the experimental result that is testing in the LAB.To compare 802.11n throughput characteristic in different environments. So, as we use the WLAN device,the throughput of WLAN device is not good as what Wi-Fi alliance said.In this time we must be thinking deeply to find what the factor make this result.As we know the different environment test result will let R&D to research how to improve the device more stronger.
論文目次 第一章 序論………………………………………………………..…1
1.1 802.11 概要……………………………………………………..…….1
1.2 802.11 應用............................................................................................2
1.3 802.11N 特色.........................................................................................3
1.4 本篇論文架構........................................................................................4
第二章 基本原理...........................................................................5
2.1 MIMO 基本原理介紹............................................................................5
2.2 802.11N 通信架構說明....................................................................9
2.3 802.11N 技術上之改進與整合...................................................10
2.4 802.11N(MIMO)與各項裝置的結合應用..............................11
第三章 短時段與長時段測試比較分析.14
3.1 短時間測試方法(軟體設定)與環境說明......................14
3.2 802.11N 在室內模擬測試............................................................20
3.3 802.11N 在室外模擬測試............................................................30
3.4 802.11N 干擾的模擬測試............................................................40
3.5 802.11N 雨衰的模擬測試............................................................50
3.6 長時間測試(軟體設定)與環境說明................................66

3.7 室外長時間試......................................................................................76
3.8 干擾長時間測試................................................................................79
第四章 實驗室標準測試法.........................................83
4.1 測試方法(軟體設定)與環境說明.......................................83
4.2 實驗室內測試.......................................................................................88
第五章 結論.........................................................................................92
5.1 802.11N 測試差異說明....................................................................92
5.1.1 環境測試差異說明........................................................................93
5.1.2 多PAIR 與單PAIR 測試差異說明.............................................94
5.1.3 硬體和OS 測試差異說明...........................................................94
5.2 802.11N 量測的挑戰.........................................................................95
5.3 802.11N 總結.........................................................................................97
參考文獻 .............................................................................................99
圖目
圖 2.1 貝爾實驗室天線理論[18]....................................................................6
圖 2.2 MIMO 系統數學模型[18].......................................................................6
圖 2.3 交換波束形成和自適應波束形成[14]............................................8
圖 2.4 2 X 2 MIMO 天線傳輸示意圖[14] .....................................................9
圖 3.1 NB1 IP 位址設定...................................................................................16
圖 3.2 MODE 1 設定...............................................................................................16
圖 3.3 MODE 2 設定...............................................................................................17
圖 3.4 SELECT SCRIPT ............................................................................................17
圖 3.5 SET RUN OPTIONS.........................................................................................18
圖 3.6 架設示意圖..............................................................................................18
圖 3.7 測試角度說明.........................................................................................19
圖 3.8 室內BACK TO BACK 架設圖....................................................................21
圖 3.9 BACK TO BACK MODE1(測試 1、0 度)測試結果............................21
圖 3.10 BACK TO BACK MODE2(測試 1、0 度)測試結果..........................22
圖 3.11 BACK TO BACK MODE1(測試 1、90 度)測試結果.......................22
圖 3.12 BACK TO BACK MODE2(測試 1、90 度)測試結果.......................23
圖 3.13 BACK TO BACK MODE1(測試 1、180 度)測試結果.....................23
圖 3.14 BACK TO BACK MODE2(測試 1、180 度)測試結果.....................24
圖 3.15 BACK TO BACK MODE1(測試 1、270 度)測試結果.....................24
圖 3.16 BACK TO BACK MODE2(測試 1、270 度)測試結果.....................25
圖 3.17 為室內25M 架設圖..............................................................................25
圖 3.18 25M MODE1(測試 1、0 度)測試結果..........................................26
圖 3.19 25M MODE2(測試 1、0 度)測試結果..........................................26
圖 3.20 25M MODE1(測試 1、90 度)測試結果........................................27
圖 3.21 25M MODE2(測試 1、90 度)測試結果........................................27
圖 3.22 25M MODE1(測試 1、180 度)測試結果......................................28
圖 3.23 25M MODE2(測試 1、180 度)測試結果......................................28
圖 3.24 25M MODE1(測試 1、270 度)測試結果......................................29
圖 3.25 25M MODE2(測試 1、270 度)測試結果......................................29
圖 3.26 為室外BACK TO BACK 架設圖.............................................................31
圖 3.27 BACK TO BACK MODE1(測試 2、0 度) 測試結果............................32
圖 3.28 BACK TO BACK MODE2(測試 2、0 度) 測試結果............................32
圖 3.29 BACK TO BACK MODE1 (測試 2、90 度) 測試結果........................33
圖 3.30 BACK TO BACK MODE2 (測試 2、90 度)測試結果..........................33
圖 3.31 BACK TO BACK MODE1 (測試 2、180 度) 測試結果......................34
圖 3.32 BACK TO BACK MODE2 (測試 2、180 度) 測試結果......................34
圖 3.33 BACK TO BACK MODE1 (測試 2、270 度) 測試結果......................35
圖 3.34 BACK TO BACK MODE2 (測試 2、270 度)測試結果........................35
圖 3.35 25M MODE1(測試 2、0 度)測試結果..........................................36
圖 3.36 25M MODE2(測試 2、0 度)測試結果..........................................36
圖 3.37 25M MODE1(測試 2、90 度)測試結果........................................37
圖 3.38 25M MODE2(測試 2、90 度)測試結果........................................37
圖 3.39 25M MODE1(測試 2、180 度)測試結果......................................38
圖 3.40 25M MODE2(測試 2、180 度)測試結果......................................38
圖 3.41 25M MODE1(測試 2、270 度)測試結果......................................39
圖 3.42 25M MODE2(測試 2、270 度)測試結果......................................39
圖 3.43 干擾架設示意圖..................................................................................41
圖 3.44 BACK TO BACK MODE1(測試 3、0 度) 測試結果............................42
圖 3.45 BACK TO BACK MODE2 (測試 3、0 度) 測試結果...........................42
圖 3.46 BACK TO BACK MODE1 (測試 3、90 度) 測試結果........................43
圖 3.47 BACK TO BACK MODE2 (測試 3、90 度) 測試結果........................43
圖 3.48 BACK TO BACK MODE1 (測試 3、180 度) 測試結果......................44
圖 3.49 BACK TO BACK MODE2 (測試 3、180 度) 測試結果......................44
圖 3.50 BACK TO BACK MODE1 (測試 3、270 度) 測試結果......................45
圖 3.51 BACK TO BACK MODE2 (測試 3、270 度) 測試結果......................45
圖 3.52 25M MODE1(測試 3、0 度)測試結果..........................................46
圖 3.53 25M MODE2(測試 3、0 度)測試結果..........................................46
圖 3.54 25M MODE1(測試 3、90 度)測試結果........................................47
圖 3.55 25M MODE2(測試 3、90 度)測試結果........................................47
圖 3.56 25M MODE1(測試 3、180 度)測試結果......................................48
圖 3.57 25M MODE2(測試 3、180 度)測試結果......................................48
圖 3.58 25M MODE1(測試 3、270 度)測試結果......................................49
圖 3.59 25M MODE2(測試 3、270 度)測試結果......................................49
圖 3.60 10M MODE1(測試 4、0 度)測試結果..........................................51
圖 3.61 10M MODE2(測試 4、0 度)測試結果..........................................51
圖 3.62 10M MODE1(測試 4、90 度)測試結果........................................52
圖 3.63 10M MODE2(測試 4、90 度)測試結果........................................52
圖 3.64 10M MODE1(測試 4、180 度)測試結果......................................53
圖 3.65 10M MODE2(測試 4、180 度)測試結果......................................53
圖 3.66 10M MODE1(測試 4、270 度)測試結果......................................54
圖 3.67 10M MODE2(測試 4、270 度)測試結果......................................54
圖 3.68 25M MODE1(測試 4、0 度)測試結果..........................................55
圖 3.69 25M MODE2(測試 4、0 度)測試結果..........................................55
圖 3.70 25M MODE1(測試 4、90 度)測試結果........................................56
圖 3.71 25M MODE2(測試 4、90 度)測試結果........................................56
圖 3.72 25M MODE1(測試 4、180 度)測試結果......................................57
圖 3.73 25M MODE2(測試 4、180 度)測試結果......................................57
圖 3.74 25M MODE1(測試 4、270 度)測試結果......................................58
圖 3.75 25M MODE2(測試 4、270 度)測試結果......................................58
圖 3.76 在BACK TO BACK 時(MODE1)所有測試圖形比較........................60
圖 3.77 在BACK TO BACK 時(MODE2)所有測試圖形比較........................61
圖 3.78 在25M 時(MODE1)所有測試圖形比較........................................62
圖 3.79 在25M 時(MODE2)所有測試圖形比較........................................63
圖 3.80 測試1 在BACK TO BACK 和25M 時(MODE1)測試圖形比..........64
圖 3.81 測試1 在BACK TO BACK 和25M 時(MODE2)測試圖形比..........65
圖 3.82 測試2 在BACK TO BACK 和25M 時(MODE1)測試圖形比較........65
圖 3.83 測試2 在BACK TO BACK 和25M 時(MODE2)測試圖形比..........66
圖 3.84 BACK TO BACK MODE1(測試 5、0 度)測試結果..........................67
圖 3.85 BACK TO BACK MODE2(測試 5、0 度)測試結果..........................68
圖 3.86 BACK TO BACK MODE1(測試 5、90 度)測試結果.......................68
圖 3.87 BACK TO BACK MODE2(測試 5、90 度)測試結果.......................69
圖 3.88 BACK TO BACK MODE1(測試 5、180 度)測試結果.....................69
圖 3.89 BACK TO BACK MODE2(測試 5、180 度)測試結果.....................70
圖 3.90 BACK TO BACK MODE1(測試 5、270 度)測試結果.....................70
圖 3.91 BACK TO BACK MODE2(測試 5、270 度)測試結果.....................71
圖 3.92 25M MODE1(測試 5、0 度)測試結果..........................................71
圖 3.93 25M MODE2(測試 5、0 度)測試結果..........................................72
圖 3.94 25M MODE1(測試 5、90 度)測試結果........................................72
圖 3.95 25M MODE2(測試 5、90 度)測試結果........................................73
圖 3.96 25M MODE1(測試 5、180 度)測試結果......................................73
圖 3.97 25M MODE2(測試 5、180 度)測試結果......................................74
圖 3.98 25M MODE1(測試 5、270 度)測試結果......................................74
圖 3.99 25M MODE2(測試 5、270 度)測試結果......................................75
圖 3.100 BACK TO BACK 與25M 時(MODE1)所有測試圖形比較..............75
圖 3.101 BACK TO BACK 與25M 時(MODE2)所有測試圖形比較..............76
圖 3.102 BACK TO BACK MODE1(測試 6、0 度)結果.................................77
圖 3.103 BACK TO BACK MODE2(測試 6、0 度)測試結果.......................77
圖 3.104 BACK TO BACK MODE1(測試 6、0 度)測試結果.......................78
圖 3.105 BACK TO BACK MODE2(測試 6、0 度)測試結果.......................78
圖 3.106 25M MODE1 (測試7 0 度) 測試結果..........................................80
圖 3.107 25M MODE2 (測試7 0 度) 測試結果..........................................80
圖 3.108 BACK TO BACK MODE1 (測試8 0 度) 測試結果..........................81
圖 3.109 BACK TO BACK MODE2 (測試8 0 度) 測試結果..........................82
圖 4.1 NB1 IP 位址設定.................................................................................84
圖 4.2 連線狀況................................................................................................84
圖 4.3 模式設定................................................................................................85
圖 4.4 SELECT SCRIPT..........................................................................................85
圖 4.5 複製多PAIR ............................................................................................86
圖 4.6 按下反轉按鈕......................................................................................86
圖 4.7 再多複製兩對......................................................................................87
圖 4.8 複製後結果...........................................................................................87
圖 4.9 測試環境................................................................................................88
圖 4.10 BACK TO BACK 測試...............................................................................89
圖 4.11 選擇GRAPH CONFIGURATION..................................................................90
圖 4.12 選擇GRAPH CONFIGURATION..................................................................90
圖 4.13 集合所以PAIR 的BACK TO BACK 測試.............................................91
表目
表 1.1 802.11 各系統比較..............................................................................2
表 2.1 IEEE 802.11 各傳輸技術簡介........................................................10
表 3.1 測試裝備................................................................................................15
表 3.2 NB 系統配備..........................................................................................15
表 3.3 測試1 MODE1 比較圖...........................................................................30
表 3.4 測試1 MODE2 比較圖...........................................................................30
表 3.5 測試2 MODE1 比較圖...........................................................................40
表 3.6 測試2 MODE2 比較圖...........................................................................40
表 3.7 測試3 MODE1 比較圖...........................................................................50
表 3.8 測試3 MODE2 比較圖...........................................................................50
表 3.9 測試4 MODE1 比較圖...........................................................................59
表 3.10 測試4 MODE2 比較圖.........................................................................59
表 3.11 在BACK TO BACK 時(MODE1)所有測試數據比較......................60
表 3.12 在BACK TO BACK 時(MODE2)所有測試之比較...........................61
表 3.13 在25M 時(MODE1)所有測試之比較...........................................62
表 3.14 在25M 時(MODE2)所有測試之比較...........................................63
表 3.15 測試1 在BACK TO BACK 和25M 時(MODE1)所有測試之比較64
表 3.16 測試1 在BACK TO BACK 和25M 時(MODE2)所有測試之比較64
表 3.17 測試2 在BACK TO BACK 和25M 時(MODE1)所有測試之比較65
表 3.18 測試2 在BACK TO BACK 和25M 時(MODE2)所有測試之比較65
表 3.19 測試5 MODE1 比較圖.........................................................................75
表 3.20 測試5 MODE2 比較圖.........................................................................76
表 3.21 BACK TO BACK 及25M 比較圖.............................................................79
表 4.1 測試裝備.............................................................................................83
表 4.2 NB 系統配備.......................................................................................83
參考文獻 [1]陳滄洲(2005)淺談行動通信網路與無線網路技術發展趨勢,堅實我國資訊安全管理系統稽核作業相關標準系列討論會之十五(會議資料)。
[2] 盧登臨(2005)WLAN安全機制簡介,資訊安全通信,第十一卷第三期,頁25∼39。
[3] Atheros 802.11n MIMO Radio For 2.4Ghz WLANs Datasheet.
[4] Intel Basic WLAN Training for Sightings Train-the-Trainer Session.
[5] Cypress 半導體公司 Mark Gerrior 技術報告
[6] 柏萬寧(2006)電子工程專輯,802.11n草案測試結果暴露缺陷,引發多方劇烈爭論(http://www.eettaiwan.com/).
[7] Intel Windigo for Santa Rosa Platform Antenna Design Guidelines.
[8] Acer Notebook WLAN IEEE 802.11n Wireless Open Site Field Test Spec.
[9] Intel 82571EB/82572EI Gigabit Ethernet Controller Networking Datasheet.
[10] 微機電技術在無線通訊技術與應用專輯
[11] 李道根(2006)Rohda & Schwarz instrument distributor and Wireless product design & manufacturing研討會之無線通訊基礎元件LAN之設計及量測應用.
[12] 樊國楨、林樹國資安專欄之無線通信網路標準初探.
[13] Intel(R) Wireless WiFi Link 4965AGN Hardware Spec.
[14] Peter Grabienski (2007) 802.11n技術演進及應用需求分析,電子工程專輯(http://www.eettaiwan.com/).

[15] 王文君、周子琛(2005) IEEE802.11e規格的服務品質保障機制解讀,電子工程專輯(http://www.eettaiwan.com/).

[16] 衛玲(2007)消費應用吸引802.11n進入數位家庭娛樂領域,電子工程專輯(http://www.eettaiwan.com/).

[17] Hiroki Yomogita在崩解邊緣的IEEE 802委員會,亞洲電子科技,2007年四月號,頁28~35.

[18] 廖建興”爆炸性之通訊技術―MIMO多天線技術之發展及應用”

[19] Weijun Zhu, David Browne, Michael Fitz,“An Open AccessWideband Multi-Antenna Wireless Testbed with Remote Control Capability”, UnWiReD Laboratory Department of Electrical Engineering University of California, Los Angeles Los Angeles, California 90095, USA

[20] Alberto Dassatti, Guido Masera, Mario Nicola, Andrea Concil, Angelo Poloni,”High Performance Channel Model Hardware Emulator for 802.11n”, ST Microelectronics 20010 Cornaredo (Milano), Italy.

[21] C Mehlfuhrer, M Rupp,“A Scalable Rapid Prototyping System for Reel-Time MIMO OFDM Transmissions”, Vienna University of Technology.
論文使用權限
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