软件定义WLAN系统中切换方法的设计与实现

发布时间：2020-03-27 01:10

【摘要】：软件定义无线网络(Software Defined Wireless Network,SDWN)作为5G演进中的关键性技术,能对传统封闭的WLAN架构提供灵活统一的协调和管理。在密集部署的SDWN网络中,为保证漫游中移动用户的网络服务质量,终端需要在AP(Access Point)间实现快速切换,而现有SDWN中的切换方法会导致乒乓效应和AP选择性问题。针对上述问题,基于虚拟化接入和网络集中可编程,论文设计并实现了一种SDWN中AP间的切换方法和切换原型系统,主要完成以下工作:(1)针对密集部署环境下的乒乓效应问题,利用优化后的路径损耗模型,设计了一种基于终端运动趋势预测的触发方法。该方法通过实时累积终端在AP半径方向上的位移差来获取终端相对AP的移动方向和运动速度等状态信息,同时结合迟滞RSS和动态调整驻留时间来进行触发条件的综合设置,最后控制器决定是否触发切换,来避免不必要的切换,从而减少乒乓效应的影响和提高系统切换性能。(2)针对网络中存在的AP选择性问题,设计了一种基于负载感知的AP选择方案。首先利用虚拟VAP(Virtual AP)和控制器的全局视角,对网络链路和AP负载进行实时监控来判断网络状态;然后通过libpcap开源库、Netlink技术和OpenFlow协议获取实时获取RSS(Received Signal Strength)、关联终端数和AP带宽利用率等网络参数,综合以上参数来衡量AP的状态,并生成候选AP列表;最后从中选择负载最轻的AP并将其作为目标接入点,避免单个AP下关联用户过多,平衡AP间的负载。(3)为验证上述方法可行性,基于实验楼的“未来网络基础实验设施”—SDWN实验床,论文设计并实现了SDWN实验床中的切换原型系统,并对实现的切换方法进行了相关功能和性能测试。实验结果表明,该方法能明显减少AP密集部署环境下的切换次数和平衡AP间的负载,提高了系统的切换性能,并为用户提供高带宽、低时延网络服务。本文设计并实现的切换方案为研究和设计SDWN中的切换技术奠定了基础,同时对其它制式的网络切换方式也具有参考意义。
【图文】：

信息,内核,缓存,应用程序

图 3.2 802.11 中 radiotap 头部信息基于以上分析可知，只需获取网络数据包并从其中的头部解析出信号强度达到获取信号强度值的目的。上层应用程序上层应用程序内核缓存区上层应用程序内核缓存区内核缓存区过滤器过滤器TCP/IP等网络协议栈tap tap内核层用户层libpcaplibpcap

模型计算

图 3.7 距离测试场景为了评判该测距模型是否有效，，进行了实际测试和模型计算两种方式进行对比，最后得到图 3.7 所示的结果图。0 5 10 15 20-90-80-70-60-50-40-30Distance(m)RSS(dB)模型计算实际测试
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN925.93

【参考文献】