密集Wi-Fi网络集中控制技术研究

发布时间：2017-05-11 02:13

  本文关键词：密集Wi-Fi网络集中控制技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：Wi-Fi全称Wireless Fidelity,是由AP (Access Point)和无线网卡组成的无线局域网络。数据流量激增给B3G甚至初期LTE带来巨大承载压力。Wi-Fi网络在多方面具有较大优势,如经济价值、吞吐率、室内覆盖、频域资源。因此,Wi-Fi网络可作为无线数据承载的重要形式之一。802.11技术的持续演进使促使Wi-Fi设备越来越普及,因而AP的布设也更加密集,覆盖区域也从分散热点向密集热点的大规模热区演变。密集Wi-Fi网络,通过大量Wi-Fi设备实现流量分流,网络的集中控制机制是最重要的。密集Wi-Fi网络不仅仅需要AP设备的部署,还需要实现网络的可用可管可控,从而提升用户体验,使网络性能最优。欠佳的体验会致使Wi-Fi网络使用率明显下降。密集Wi-Fi网络中,AP设备之间的干扰是造成网络性能波动最重要因素之一。干扰越强,网络性能越差,系统吞吐率越低。网络中的干扰由四个重要因素决定,即AP密集度、干扰信道、AP发射功率以及AP传输速率。如何在特定的AP密集度下,系统自适应调整满足网络性能最优,具有重要的意义。本文通过研究动态Wi-Fi信道分配策略和干扰协调方法,对集中控制协议进行了扩展实现,主要的研究内容及贡献如下：第一,针对现有的三种集中控制协议(CAPWAP、SLAPP、WiCoP),分别研究了报文、状态图及转移、信令及流程,并提出不足之处。第二,针对密集Wi-Fi网络,基于如何有效减小或避免AP间干扰,从而优化网络性能,提出一种动态Wi-Fi信道分配策略和干扰协调方法。该方案将信道干扰因子和信道重叠因子相结合,通过定义信道评估因子,建立信道质量排序准则,在该准则下选择最优信道分配。在此基础上,提出基于功率控制的优化方案,方案不影响现有用户的接入,利用最优功率设定AP不同发射功率,进一步降低AP间干扰。同时,提出AP限速降低干扰的方法。仿真分析表明,方案提高了信道等资源的合理分配,有效降低密集Wi-Fi网络内部干扰。第三,基于动态Wi-Fi信道分配策略和干扰协调方法,提出一种扩展CAPWAP协议设计方案。方案重点研究带内和带外信令,通过报文修改和扩展,设计信令流程。同时,基于开源OpenCAPWAP平台对扩展协议进行实现。测试结果表明,扩展协议具有可行性,满足密集Wi-Fi网络的集中控制需求。
【关键词】：密集Wi-Fi网络 集中控制协议 动态Wi-Fi信道分配 干扰协调
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.3 论文主要工作和内容安排15-17
• 第2章 集中控制协议的研究与分析17-31
• 2.1 CAPWAP协议分析17-22
• 2.1.1 CAPWAP协议状态机18-19
• 2.1.2 CAPWAP协议报文格式19-21
• 2.1.3 CAPWAP协议传输21
• 2.1.4 CAPWAP协议信令流程21-22
• 2.2 SLAPP协议分析22-27
• 2.2.1 SLAPP协议状态机23-24
• 2.2.2 SLAPP协议报文格式24-27
• 2.3 WiCoP协议分析27-30
• 2.3.1 WiCoP协议状态机28
• 2.3.2 WiCoP协议报文格式28-29
• 2.3.3 WiCoP协议信令流程29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 密集Wi-Fi网络动态信道分配策略和干扰协调方法31-53
• 3.1 密集Wi-Fi网络干扰分析31-38
• 3.1.1 Wi-Fi信道31-32
• 3.1.2 Wi-Fi系统带内干扰32-38
• 3.2 动态Wi-Fi信道分配策略38-45
• 3.2.1 信道干扰因子38-39
• 3.2.2 信道评估因子39-41
• 3.2.3 信道分配41-42
• 3.2.4 仿真及性能分析42-45
• 3.3 Wi-Fi干扰协调方法45-51
• 3.3.1 功率控制45-48
• 3.3.2 干扰AP限速48-49
• 3.3.3 仿真及性能分析49-51
• 3.4 本章小结51-53
• 第4章 密集Wi-Fi网络集中控制协议的设计与实现53-67
• 4.1 带内和带外信令设计53-59
• 4.1.1 信令扩展53-56
• 4.1.2 信令流程56-59
• 4.2 基于OpenCWAPWAP的CAPWAP实现59-62
• 4.2.1 重要代码修改60-61
• 4.2.2 OpenCAPWAP编译与安装61-62
• 4.3 测试与分析62-66
• 4.3.1 测试环境62
• 4.3.2 测试结果62-65
• 4.3.3 结果分析65-66
• 4.4 本章小结66-67
• 结论67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-74
• 攻读硕士期间发表的论文及科研成果74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 伍振河;曹袖;荆一楠;;一种基于CAPWAP的WLAN接入式负载均衡算法[J];计算机应用与软件;2012年04期

2 鲁义轩;;改变Wi-Fi“增量不增收”网络可用可管可控是前提[J];通信世界;2013年09期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 宋骁;CAPWAP协议安全性研究与实现[D];华中科技大学;2011年

2 张明龙;基于IPv6的CAPWAP协议系统设计与实现[D];北京邮电大学;2014年

  本文关键词：密集Wi-Fi网络集中控制技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：356036