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申请/专利权人：中国科学技术大学

摘要：本发明涉及一种基于小样本信标帧的无线局域网吞吐量预测方法及系统，其方法包括：使用终端进行网络扫描，搜寻可供接入的无线网络AP；在指定时间内采集到目标AP的少量信标帧样本，并读取信标帧中802.11协议版本、通信带宽等通信相关参数；使用加权经验贝叶斯以小样本数据准确估计信标帧的丢包率；检测目标AP的信号强度，仅结合上述信标帧中的相关参数，依据802.11调制与编码策略，计算数据帧的理论传输速率；结合所述信标帧丢包率和所述数据帧理论传输速率，依据802.11协议通信机制，估算出数据帧的真实传输时间，预测网络接入后的平均可达吞吐量。本发明提供的方法可实现终端不依赖网络服务侧提供的额外信息，以小样本信标帧准确预测接入AP后的网络吞吐量。

主权项：1.一种基于小样本信标帧的无线局域网吞吐量预测方法，其特征在于，包括：步骤S1：使用终端进行网络扫描，搜寻可供接入的Wi-Fi网络的目标AP；步骤S2：在时间内采集到所述目标AP的少量信标帧，并读取所述信标帧的参数:802.11协议的版本，信标帧间隔，保护间隔，允许的空间流数量，允许的帧聚合最大长度，允许的带宽；步骤S3：基于小样本信标帧数据，使用加权经验贝叶斯准确估计所述信标帧的丢包率，具体包括：步骤S31：预设种丢包率分布场景，即种AP负载状态，根据贝叶斯统计规律，其中，第种负载状态下丢包率符合以下分布，如公式1~2所示： 1 2其中，，为和场景相关的已知参数；为函数，为变量；步骤S32：在第种负载状态下，按照公式3，计算在时间内采集到个目标AP的信标帧的概率为： 3其中，为时间内AP发送的信标帧数量，表示组合数运算，为变量；步骤S33：按照公式4，依据采集到的少量信标帧，使用加权经验贝叶斯计算准确的丢包率： 4其中，为预设的丢包率场景数量；步骤S4：检测所述目标AP的信号强度，根据所述信标帧的相关参数，以及所述Wi-Fi网络的信号强度，基于802.11调制与编码策略，计算数据帧的理论传输速率，具体包括：步骤S41：测量目标AP的信号强度；步骤S42：依据所述信号强度，根据信噪比计算方法，可计算当前信道的信噪比，如公式5所示： 5其中，为噪声功率，取在测试数据中使预测吞吐量结果最优的功率值；步骤S43：根据SNR、所述802.11协议的版本、所述保护间隔、所述允许的空间流数量、所述允许的带宽，在MCS表中查询得到对应的数据帧的理论传输速率；步骤S5：结合所述信标帧的丢包率和所述数据帧的理论传输速率，依据802.11通信机制，估算出数据帧的真实传输时间，预测网络接入后的平均可达吞吐量，具体包括：步骤S51：根据和所述数据帧帧体的长度，计算所述数据帧帧体的传输时长，如公式6所示： 6其中，为数据帧帧体长度，为对应的数据帧的理论传输速率；步骤S52：对于所述目标AP，根据802.11协议通信机制，可计算一个所述数据帧的传输时长，如公式7~9所示，以及发生拥塞时耗费的额外时长，如公式10所示：对于802.11abg，如公式7所示： 7对于802.11nacax，存在帧聚合机制，如公式8~9所示： 8 9发生拥塞时耗费的额外时长为： 10其中，公式7中，为帧间隔，，分别为物理层、MAC层帧头的传输时长，为应答数据包的传输时长；公式8中为参与帧聚合的帧数量，，分别为物理层帧头、MAC层帧头的长度，为允许的帧聚合最大长度；公式10中为发送拥塞的平均退避时长；步骤S53：结合所述信标帧的丢包率、和，计算得到平均一个所述数据帧的真实传输时长，如公式11所示： 11其中，为所述数据帧在成功传输前发生冲突的次数；预测所述终端接入网络后的可达吞吐量，如公式12所示： 12。

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百度查询： 中国科学技术大学 基于小样本信标帧的无线局域网吞吐量预测方法及系统