密集部署场景下WLAN性能改进研究

发布时间：2017-06-06 12:09

  本文关键词：密集部署场景下WLAN性能改进研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在移动互联网蓬勃发展的今天,面对WLAN终端设备爆发式增长,为了改善网络覆盖率、提升网络传输能力,大量的无线网络接入点(Access Point,AP)被部署在我们的街道、办公室、校园和住宅区中,以基本服务集(Basic Service Set,BSS)的覆盖形式,为我们的终端设备,也就是站点(Station,STA)提供网络接入服务。这些AP有面向公众的、通过接入控制器(Access Controller,AC)来集中管控的瘦AP(Fit AP),也有私有的、功能完备且可独立配置的胖AP (Fat AP)。由于缺乏统一的频率规划和功率管控,当大量AP被密集部署时,难免会有工作在相同信道的AP彼此覆盖区域发生重叠的情况,产生所谓的重叠基本服务集(Overlapping BSS, OBSS)问题。在频率资源有限和功率分配缺乏管控的情况下,AP密集部署的趋势可能不仅无法提升传输性能,反而还会带来干扰状况加剧、空口资源浪费、用户体验下降等负面影响。本文首先对比了WLAN技术现有的“AC+瘦AP”和“胖AP”管理架构之间的区别和联系,在比较其优、缺点后,提出未来的WLAN部署架构会向“云-端融合”方向发展的观点,并在此基础上对下一代WLAN技术进行了分析和展望；然后,分析了密集WLAN的需求,并将其细分为“密集STA接入”和“密集AP部署”两个方面的问题分别进行研究,在对这两种情形进行了细致的干扰分析后,提出了“协议干扰”和“物理干扰”两个干扰模型,并使用了系统级仿真工具OPNET对这两方面的问题进行了仿真分析；之后,在仿真结果的基础上分析了密集WLAN资源控制与管理的改进思路,由于考虑到胖AP在密集AP部署中占有较高的比例,但是却缺乏“AC+瘦AP”架构中那样的集中式资源动态分配优化手段,所以基于科研项目,从信道动态分配这一思路出发,设计了针对胖AP的分布式动态信道分配算法并加以实现,在算法设计过程中创新地使用了基于无线信道占空比的信道质量评估方法；最后,通过仿真和实际测试,验证了针对胖AP的动态信道分配算法在密集WLAN场景中的改进效果。
【关键词】：密集WLAN 胖AP 动态信道分配 信道质量评估 无线信道占空比 动态信道切换
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN925.93
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 研究内容和方法13
• 1.4 论文的组织结构13-14
• 第2章 无线局域网相关技术概述14-26
• 2.1 无线局域网的发展和演进14-20
• 2.1.1 MAC层和物理层规范15-16
• 2.1.2 发展进程及工作频段16-18
• 2.1.3 信道的划分和扫描18-20
• 2.2 WLAN拓扑及其管理方式20-23
• 2.3 下一代WLAN技术分析23-26
• 第3章 密集WLAN部署场景性能分析26-46
• 3.1 密集STA接入分析26-28
• 3.2 密集AP部署分析28-32
• 3.2.1 BSS间的相互关系29-30
• 3.2.2 OBSS干扰分析30-32
• 3.3 简单WLAN场景性能仿真32-37
• 3.3.1 单个BSS传输性能仿真34-35
• 3.3.2 OBSS传输性能仿真35-37
• 3.4 密集WLAN场景性能仿真37-45
• 3.4.1 密集STA接入性能仿真38-40
• 3.4.2 密集AP部署性能仿真40-45
• 3.5 改进思路分析45-46
• 第4章 密集WLAN部署场景性能改进46-65
• 4.1 信道的初始化自动分配46-51
• 4.1.1 无线链路的质量评估47-50
• 4.1.2 异步分布式信道选择50-51
• 4.2 信道的干扰检测和动态切换51-56
• 4.2.1 信道的干扰检测52
• 4.2.2 动态切换的实现52-55
• 4.2.3 理想信道选择方法55-56
• 4.3 算法性能评估56-65
• 4.3.1 动态信道分配2.4GHz频段仿真56-57
• 4.3.2 动态信道分配5GHz频段仿真57-58
• 4.3.3 算法效果实际测试58-65
• 结论65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-71
• 攻读硕士期间申请的专利和参与的科研项目71

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本文编号：426313