软件定义无线网络中虚拟AP性能测量方法研究

发布时间：2017-10-16 10:00

  本文关键词：软件定义无线网络中虚拟AP性能测量方法研究

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【摘要】：软件定义无线网络(Software Defined Wireless Network,简称SDWN)作为5G网络发展的关键技术,改变了传统无线网络架构封闭、僵化的弊端,优化了网络资源调度管理,满足了移动用户高带宽接入的需求。在SDWN中,ISP可采用同一AP设备上的不同虚拟AP创建相互独立的无线网络,实现终端无线接入。然而虚拟AP数目众多,实现全网虚拟AP的性能测量会存在存储资源不足、处理能力不够等问题。针对上述问题,论文主要研究SDWN中虚拟AP性能测量方法。为了实现全网虚拟AP性能的可控测量,分别基于libpcap开源库、Netlink机制和OpenFlow协议提出了虚拟AP信号强度、已关联用户数和数据流量三个性能指标的测量方法。为了解决从少量实时测量节点数据还原全网虚拟AP节点性能问题,提出了一种基于矩阵填充的自适应连续采样(简称MC-ASS)算法,即通过直接测量部分虚拟AP节点性能,利用矩阵填充恢复算法估计出其它虚拟AP对应性能指标值。为了进一步提高算法预测准确率,提出了MC-ASS优化机制,首先将单个AP下的所有虚拟AP进行聚类操作,然后将虚拟AP已关联用户数的矩阵表达式作为虚拟AP数据流量的训练集,优化虚拟AP信号强度和数据流量两个性能指标的采样策略,与优化前的MC-ASS算法对比结果表明,采样策略的优化不仅提高了测量准确率,还保证了测量结果的稳定性。在通用AP设备和Floodlight控制器搭建的SDWN实验平台中实现了上述虚拟AP性能测量方法,并将其测试结果与常用Wi-Fi测试工具进行对比分析。实验结果表明该测量方法能够实现全网虚拟AP性能测量,并且测量样本率低,测量误差小,测量结果稳定。通过对虚拟AP性能测量方法的研究,可以降低大量AP节点的负载和存储空间。同时,对虚拟AP性能测量结果的分析有利于负载均衡、终端最优化接入、节能等网络优化工作的研究。
【关键词】：软件定义无线网络 虚拟AP 性能测量 矩阵填充
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.2.1 SDWN研究现状13-14
• 1.2.2 AP性能测量方法研究现状14-15
• 1.2.3 网络测量技术研究现状15-17
• 1.3 论文主要研究工作及贡献17-18
• 1.3.1 研究目标17
• 1.3.2 主要研究工作及贡献17-18
• 1.4 论文组织结构18-20
• 第2章 关键技术分析20-30
• 2.1 AP虚拟化技术20-22
• 2.1.1 虚拟AP原理20-21
• 2.1.2 虚拟AP性能指标应用21-22
• 2.2 矩阵填充技术22-26
• 2.2.1 矩阵填充原理22-23
• 2.2.2 矩阵填充的恢复算法23-26
• 2.2.3 矩阵填充在测量中的应用26
• 2.3 OpenvSwitch技术26-27
• 2.4 Netlink编程接口27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 虚拟AP性能测量方法研究30-55
• 3.1 研究思路30-32
• 3.1.1 问题分析30-31
• 3.1.2 解决思路31-32
• 3.2 虚拟AP性能测量技术研究32-38
• 3.2.1 虚拟AP信号强度测量方法32-34
• 3.2.2 虚拟AP已关联用户数测量方法34-36
• 3.2.3 虚拟AP数据流量测量方法36-38
• 3.3 基于矩阵填充的自适应连续采样(MC-ASS)算法38-49
• 3.3.1 问题描述38-41
• 3.3.2 解决方法41-45
• 3.3.3 仿真结果45-49
• 3.4 MC-ASS算法采样策略优化49-53
• 3.4.1 问题描述49
• 3.4.2 解决方法49-51
• 3.4.3 仿真结果51-53
• 3.5 本章小结53-55
• 第4章 虚拟AP性能测量系统设计55-61
• 4.1 功能设计55-56
• 4.2 总体架构56-57
• 4.3 模块功能设计57-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第5章 实验平台部署及测试61-71
• 5.1 实验平台部署61-65
• 5.1.1 实验平台平面分布图61-63
• 5.1.2 实验平台硬件配置63-64
• 5.1.3 实验平台网络拓扑64-65
• 5.2 测试方法65-66
• 5.3 测试结果的对比与分析66-70
• 5.3.1 单个虚拟AP性能测量结果对比与分析66-67
• 5.3.2 全网虚拟AP性能测量结果对比与分析67-70
• 5.4 本章小结70-71
• 第6章 总结及下一步工作71-73
• 6.1 总结71-72
• 6.2 下一步工作72-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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2 李文浩;李丽娜;徐攀峰;刘畅;;基于矩阵填充的室内定位位置指纹库构建[J];辽宁大学学报(自然科学版);2015年04期

3 赵国锋;陈婧;韩远兵;徐川;;5G移动通信网络关键技术综述[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2015年04期

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本文编号：1042024