IEEE 802.11無線區域網路存取節點佈放位置之研究

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王志團(Chu-Tuan Wang) 查詢紙本館藏

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資訊管理學系在職專班

論文名稱

IEEE 802.11無線區域網路存取節點佈放位置之研究
(IEEE 802.11 WLAN Access Point (AP) Deployment)

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摘要(中)

由於IEEE 802.11WLAN存取節點(Access Point,AP)之間會有訊號耗損(path loss)及互相干擾(interference)的問題，其互相間的位置安排會影響到網路內使用者之通訊品質，當佈放大範圍的無線區域網路時，如何適當的安排存取節點位置，以避免網路通訊縫隙(coverage gap)的存在，同時又減少存取節點互相間的干擾，為本論文的研究目的。
傳統的方法在尋找適當的存取節點位置過程中必須經過多次反覆測量，其過程繁複，且缺少定量的方法來計算通訊範圍內各個位置之通訊品質。為了改善此問題，在本論文中我們將存取節點之通訊距離、障礙物阻隔及互相間干擾問題定量化，然後以最大覆蓋率及最小干擾面積來當檢驗指標。我們以外圍節點切割內圍節點之相距角度的不同，來分析AP組合後的最少損失率，由此提出三種不同的存取節點佈放方法，包括: (1)外圍節點與內圍節點相距60O，(2)外圍節點與內圍節點相距90O及(3)大小兩種不同AP半徑組合；我們也發展對應此三種方法的啟發式演算法。我們的研究結果發現，第一種方法適合於大範圍室外佈放時使用，第二種方法適合於矩形區域佈放時使用，第三種方法適合於為節省AP允許少許通訊縫隙之區域佈放。

摘要(英)

Since Access Point (AP) of 802.11 wireless LAN(WLAN) have problems of path loss and interference. The location of APs affect the service quality of WLAN. How to determine the AP location became an important issue in WLAN deployment. Traditional approaches which find the appropriate location by many times of measurement have shortcoming of troublesomeness and lacking quantitative method to guarantee the overall communication quality. In this thesis we propose a new approaches which measure the communication distance of AP area affected by obstacle and interference quantification to improve this problem. We use outside AP to split inside AP by different angle to analyze the lose rate after combination. We also develop three deployment methods according to this analysis. “(1) outside and inside AP split angle 60o,(2) outside and inside AP split angle 90o,(3) combination 2 different communication distance AP”. Our simulations showed that the first method is suitable to outdoor WLAN, whereas, the second method is suitable for indoor WLAN and the third method is suitable to allowable slim coverage gap.

關鍵字(中)

★ 覆蓋規劃
★ 通訊縫隙
★ IEEE 802.11無線區域網路
★ 干擾

關鍵字(英)

★ Coverage plan
★ Coverage gap
★ IEEE 802.11 WLAN
★ interference

論文目次

目錄
第一章緒論 1
第一節研究背景 1
第二節研究動機與目的 2
第三節研究方法與限制 3
第四節研究貢獻 4
第五節章節架構 5
第二章相關研究 6
第一節 AP的通訊距離及容量規劃 6
第二節 AP的覆蓋模式 8
第三節通訊縫隙(COVERAGE GAP)及干擾的相關研究 10
第四節障礙物對信號造成影響之相關研究 12
第三章問題分析 14
第一節無法覆蓋面積及浪費面積 14
第二節最佳覆蓋方式分析 15
3.2.1外接圓與中間圓之分割方式 16
3.2.2外接圓與中間圓分割後總覆蓋面積比較 21
3.2.3佈放方式選擇說明 23
第三節障礙物問題解決分析 24
3.3.1障礙物克服方式說明 24
3.3.2克服障礙物引起之信號不足面積計算 29
第四節頻道分配(CHANNEL ASSIGNMENT)問題分析 31
第五節本章小結 32
第四章佈放方法及演算法 33
第一節 90度分割佈放法 33
4.1.1佈放順序 33
4.1.2 障礙物干擾之克服方法 34
4.1.3 頻道指定 (Channel Assignment) 36
4.1.4 演算法 37
第二節 60度分割佈放法 41
4.2.1佈放順序 41
4.2.2 障礙物干擾之克服方法 42
4.2.3 頻道指定(channel assignment) 44
4.2.4 演算法 44
第三節不同大小半徑比率法 46
4.3.1佈放順序 46
4.3.2 半徑比率計算 47
4.3.3 障礙物干擾之克服方法 50
4.3.4 頻道指定 52
4.3.5 演算法 52
第四節本章小結 55
第五章佈放方法適用時機及比較 56
第一節佈放方式之比較 56
第二節佈放方式之適用時機 63
第三節本章小結 64
第六章結論 65
第一節研究貢獻 65
第二節未來研究方向 66
參考文獻 67
圖目錄
圖1-1 : 兩台AP所覆蓋的面積及重疊情形 3
圖1-2 : AP量化定義圖 4
圖2-1 : 覆蓋範圍和傳輸速率的比較 6
圖2-2 : AP數量影響覆蓋圖 7
圖2-3 : 大樓中典型的AP覆蓋圖 8
圖2-4 : 單一樓層AP的線性排列圖 9
圖2-5 : 覆蓋矩形時AP之佈放位置圖 10
圖2-6 : 兩台AP通訊幅射圖 11
圖2-7 : 兩AP之干擾情形圖 11
圖2-8 : 不同AP安裝方式對覆蓋面積的影響 12
圖2-9 : 典型的室內無線區域網路之陰影現象 12
圖2-10 : 四個方向發射信號以避免陰影現象 13
圖3-1 : 浪費區域與無法覆蓋區域圖(一) 14
圖3-2 : 浪費區域與無法覆蓋區域圖(二) 15
圖3-3 : 中間圓與外接圓位置圖 16
圖3-4 : 360度等份分割相交圖 17
圖3-5 : 180度等份分割相交圖 17
圖3-6 : 120度等份分割相交圖(a) 17
圖3-7 : 120度等份分割相交圖(b) 18
圖3-8 : 90度等份分割相交圖 18
圖3-9 : 72度等份分割相交圖 19
圖3-10 : 60度等份分割相交圖 19
圖3-11 : 51.42度等份分割相交圖 20
圖3-12 : 45度等份分割相交圖 20
圖3-13 : 矩形覆蓋方式比較 24
圖3-14 : 障礙物影響覆蓋面積圖 25
圖3-15 : 障礙物與干擾源之位置關係圖 26
圖3-16 : 傾斜障礙物之分量關係圖 26
圖3-17 : 已在重複覆蓋範圍內之障礙物 27
圖3-18 : 不在重複覆蓋範圍內之障礙物 27
圖3-19 : 水平縮短建置距離後之覆蓋範圍圖 28
圖3-20 : 垂直縮短建置距離後之覆蓋範圍圖 28
圖3-21 : 因障礙物影響之信號不足面積圖 29
圖3-22 : 克服障礙物所使用之AP面積圖 30
圖3-23 : 802.11 layer protocol 架構圖 31
圖3-24 : 三種不重疊之ISM 頻道 31
圖3-25 : 頻道付予(channel assignment)方式圖 32
圖4-1 : 90度分割佈放法佈放順序 33
圖4-2 : 垂直障礙物克服圓 34
圖4-3 : 障礙物克服圖 35
圖4-4 : 佈放障礙物在兩台AP之可控制範圍圖 35
圖4-5 : 障礙物在兩台AP之可控制範圍圖 36
圖4-6 : 90度分割佈放法之頻道指定圖 37
圖4-7 : 60度分割佈放法 42
圖4-8 : 60度分割佈放法之障礙物排除解決範圍 43
圖4-9 : 60度分割佈放法之障礙物干擾排除圖 43
圖4-10 : 60度分割佈放法之頻道指定圖 44
圖4-11 : 不同大小半徑比率法 46
圖4-12 : 大半徑與小半徑無干擾之情形 48
圖4-13 : 不同大小半徑比率法中間半徑比率圖 49
圖4-14 : 不同大小半徑比率法之角度面積圖 49
圖4-15 : 半徑比對干擾與未覆蓋面積之比較圖 50
圖4-16 : 不同半徑比率法佈放X軸時考慮障礙物之範圍圖 51
圖4-17 : 不同半徑比率法佈放Y軸時考慮障礙物之範圍圖 51
圖4-18 : 不同半徑比率法佈放頻道指定圖 52
圖5-1 : 不同半徑比率法覆蓋預定面積使用AP面積統計圖 57
圖5-2 : 60度佈放法覆蓋預定面積所使用AP面積統計圖 57
圖5-3 : 90度佈放法覆蓋預定面積所使用AP面積統計圖 58
圖5-4 : 覆蓋固定面積所使用之AP面積比較圖 58
圖5-5 : 各方法之未覆蓋面積比較圖 59
圖5-6 : 90度分割佈放法使用之AP數量圖 59
圖5-7 : 60度分割佈放法使用之AP數量圖 60
圖5-8 : 不同半徑比率法使用之AP數量圖 60
表目錄
表1-1 : Cisco Aironet 1200 通訊距離 2
表3-1 : 外接圓數量對覆蓋面積之影響 21
表3-2 : 外接圓數量對內接圓及外接圓重複覆蓋面積比較 22
表3-3 : 計算使用三角函數值 22
表3-4 : 障礙物信號不足面積及克服障礙使用之AP面積表 30
表4-1 : 90度分割佈放演算法 37
表4-2 : 60度分割佈放演算法 44
表4-3 : 半徑比對干擾與未覆蓋面積之比較 50
表4-4 : 不同半徑比率法佈放演算法 52
表5-1 : 各方法使用AP總面積與覆蓋總面積比較表 61
表5-2 : 各方法所使用之AP總面積與覆蓋總面積比率表 62
表5-3 : 各方法之未覆蓋面積比較 63

參考文獻

參考文獻
中文參考文獻
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指導教授

陳奕明(Yi-Ming Chen)

審核日期

2003-7-14

推文