信息科学与技术学院《无线通信网络仿真》课程设计报告
《无线通信网络仿真》
课程设计报告
年 级： 2020 级
学 号：
姓 名：
专 业： 通信工程
课程设计： 课程设计 2
二零二三年 十二 月
信息科学与技术学院《无线通信网络仿真》课程设计报告
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基于 OMNET++的 wlan802.11 仿真
摘要
无线局域网（WLAN）已经成为现代生活中必不可少的一部分，它为我们提供了便捷的无线
网络连接，让我们能够在家中、办公室、公共场所等地轻松上网。在无线局域网技术的发展过程
中，IEEE 802.11 标准扮演了关键角色，它不仅推动了无线通信的进步，还为我们带来了更快速、
更稳定的网络连接。本次课程设计主要针对 Infrastructure 网络和 Ad-hoc 网络在不同的参数下进行
性能分析。
关键词： WLAN, OMNET++, IEEE802.11，Infrastructure，Ad-hoc
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目 录
基于 OMNET++的 wlan802.11 仿真 ............................................................................2
第一章研究背景及研究意义.........................................................................................3
1.2 802.11 工作原理及工作方式 .................................................................................5
1.3 基础网络和 Ad-hoc.................................................................................................8
1.3.1 802.11 网络模式介绍...........................................................................................8
1.3.2 infrastructure 网络 ..............................................................................................8
1.3.3 Ad-hoc 网络...........................................................................................................9
1.3.4 Infrastructure 与 ad-hoc 网络比较 ........................................................................9
第二章仿真过程分析...................................................................................................10
2.1 仿真过程及解析 ...................................................................................................10
2.2 代码分析 ................................................................................................................11
第三章仿真结果及分析...............................................................................................12
3.1 基础网络仿真.........................................................................................................12
3.1.1 不同发射功率下的基础网络性能......................................................................12
3.1.2 不同接收灵敏度仿真..........................................................................................13
3.1.3 不同主机数仿真..................................................................................................14
3.2Ad-hoc 网络.............................................................................................................15
3.2.1 不同发射功率仿真..............................................................................................15
3.2.2 不同灵敏度仿真..................................................................................................16
3.2.3 不同主机数仿真..................................................................................................17
第四章总结体会...........................................................................................................20
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第一章研究背景及研究意义
实际上，基于 TCP/IP、满足 ISO 制定的 LAN 规范的 WLAN 很早就诞生了，我们所
熟知的由美国夏威夷大学开发的、基于 CSMA/CD 的第一个以太网(Ethernet)——夏威
夷大学高级连接网络(ALOHA，AdvancedLinkageOfHAwaiiuniversity)就是 VHF 波段的
WLAN。因为夏威夷大学的多个校区相距很远，当时惟一可选的方式就是无线电通信技
术。当然，当时的技术没法考虑移动，设备过大，校园计算机数据传输也无须移动。
以后在 LAN 技术成熟后的 WLAN 也是不支持移动的，一般在楼顶上架设天线实现楼与
楼之间的互联，在楼内设备之间通过安装像支持 X.25 协议的无线 Modem 或 Modem 卡
实现互联。
虽然 ISO-OSI/RM 提出来了，但世界各大厂商并没有按照执行，造成无论是有线
LAN 还是 WLAN，都是各自为政，自定标准和制式，无法兼容，这中间著名的系统有 IBM
的系统网络结构(SNA，SystemNetworkArchitecture)、DEC 公司的数字网络结构(DNA，
DigitalNetworkArchitecture)、NOVELL 公司的网际互联及特定互联协议(IPX/SPX，
InterconnectiveProtocol&SpecialProtocolwithanyothers)等，但支持最多的是由
美 国 国 防 部 组 织 提 出 并 在 因 特 网 的 前 身 —高 级 研 究 计 划 署 网 络 (ARPANet ，
AdvancedResearchProjectAgency’sNetwork)上得到成功应用的 TCP/IP 协议标准，
TCP/IP 成为事实上的国际标准。ITU 和 IEEE 两大组织趁热打铁，在大家呼唤统一的
时候，以 TCP/IP 为蓝本、ISO-OSI/RM 为基础，吸纳了 SNA、DNA、IPX/SPX 等的公共
特性，制定了 IEEE802.3 系列协议，对从功能到外部接口规格等给出了完整规范的定
义，为因特网的迅猛发展奠定了根本性的基础。
在 IEEE802.3 协议中有关 X.25 等无线接入的电气特性等也有相应的规定，但非
常简单粗糙，很多有关 WLAN 的功能都没有定义，特别是没有关于移动性方面的定义。
但 IEEE 吸取了上次制定 802.3 协议成功的经验和 ISO 制定 OSI/RM 七层 LAN 模型
的经验教训，自 1990 年代初开始讨论酝酿有关 WLAN 的 802.11 协议，尽量满足和兼
顾已有系统，同时更放眼未来，所以直到 1998 年才最终制定出了姗姗来迟的 802.11
协议。
严格地说，802.11 协议只是对 802.3 协议的补充，主要体现在对物理层以及数据
链路层的 MAC 子层的定义和补充，因为 802.3 所对应的 TCP/IP 协议当时就是针对不
太可靠的信道定义的，因此，在数据链路层的高级数据链路控制规程(HDLC)或同步数
据链路控制规程(SDLC)中对纠错编码等有详细的规定，在传输层及更高层也都有提高
可靠性的措施。802.11 协议根据其物理层所使用的频段不同，又分为 802.11a 和
802.11b，两者的工作原理和规范一致。下面首先介绍 802.11 的工作原理和具体规范。
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图 1-1 802.11 发展
1.2 802.11 工作原理及工作方式
图 1．２给出了 802.11 的原理结构，前面我们曾经提到 IEEE802.11 协议富有远
见，主要体现在：它所采用的不是纯信道竞争使用机制，而是将每个工作周期设计为
一个超帧，中间分为无竞争期和竞争期两部分。两个阶段所采用的策略不同，面向不
同的业务。
无竞争业务和竞争业务的划分是在对 CSMA/CA 改进的基础上，从 MAC 子层上提出
来的。CSMA 技术是在 ALOHA 的基础上改进获得的，纯 ALOHA 由于过度的碰撞使信道利
用率只能达到 18.4%，时隙 ALOHA 通过设置时隙，使信道利用率最大达到 36.8%，CSMA
技术是在时隙 ALOHA 基础上，通过规定每个想发送的站点首先侦听信道，空闲则发送，
有载波则表示忙，需等待。
CSMA 技术又分为坚持 CSMA(最大利用率 0.5)和非坚持 CSMA(最大利用率 0.8)。
在 CSMA 基础上再增加碰撞检测功能，一旦有碰撞则立即停止发送，可使信道利用率
大于 0.8。但是对 WLAN，CSMA/CD 无法使用，因为 WLAN 中的无线终端存在远近效应而
引起站点隐藏，使发送站无法做到边发边收。而 CSMA/CA 是一种比较有效的方法，
CSMA/CA 有多种实现方式，在无线环境中可采用发送请求发送帧/允许发送帧(RTS/CTS)
的方式。在 A 向 B 发送前，首先发送 RTS 帧，B 空闲则立即回送 CTS 帧，则 A 可以向 B
发送，而同时另一个 C 也受到该 CTS，表示 B 忙，必须等待，直到 C 发出的 RTS 由 B
回送 CTS 为止，表示此时 B 空闲，C 可以发送给 B。
