WLAN多接口多信道切換機(jī)制與動(dòng)態(tài)網(wǎng)卡選擇研究.pdf

1、在無(wú)線接入技術(shù)中，有線或無(wú)線鏈路被用作無(wú)線站點(diǎn)與控制中心（或交換中心）之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)某休d鏈路，這些承載鏈路共同組成了無(wú)線接入網(wǎng)(Radio AccessNetwork，RAN)的回傳?；貍骶W(wǎng)絡(luò)對(duì)帶寬、時(shí)延以及吞吐量等性能有較高要求。隨著網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和業(yè)務(wù)負(fù)載的增大，傳統(tǒng)的基于xDSL、FTTx以及點(diǎn)到點(diǎn)微波回傳方案在高速數(shù)據(jù)流量及密集網(wǎng)絡(luò)覆蓋的場(chǎng)景下，面臨著實(shí)現(xiàn)及成本的挑戰(zhàn)。點(diǎn)到點(diǎn)微波回傳網(wǎng)絡(luò)一般工作于Licensed頻譜，要求視距鏈路

2、，造成了容量擴(kuò)充成本較高和頻譜短缺的問(wèn)題。而基于光纖的回傳網(wǎng)絡(luò)價(jià)格昂貴，布置耗時(shí)。由于WLAN技術(shù)具有傳輸速率高、布點(diǎn)與組網(wǎng)方式靈活、部署成本低等優(yōu)點(diǎn)，使其具有成為新一代無(wú)線回傳網(wǎng)絡(luò)解決方案的潛力。
　　在WLAN中，如何衡量無(wú)線信道的質(zhì)量、及時(shí)檢測(cè)干擾的發(fā)生、在切換時(shí)選擇合適的目標(biāo)信道以及盡量減少切換時(shí)延和丟包率是亟待解決的問(wèn)題。本文針對(duì)WLAN無(wú)線回傳鏈路應(yīng)用場(chǎng)景，在AP端和STA端均配置多個(gè)無(wú)線網(wǎng)卡，提出了一種聯(lián)合考慮信道質(zhì)

3、量和上層業(yè)務(wù)負(fù)載量的多接口多信道的信道狀態(tài)檢測(cè)及信道切換機(jī)制（MIMC-SDSS）。在該場(chǎng)景中，使用一張網(wǎng)卡作為控制網(wǎng)卡，其余無(wú)線網(wǎng)卡作為數(shù)據(jù)網(wǎng)卡用于傳輸數(shù)據(jù)?？刂凭W(wǎng)卡進(jìn)行周期性信道干擾檢測(cè)，并計(jì)算各個(gè)信道的優(yōu)先級(jí)參數(shù)。將信道質(zhì)量和上層業(yè)務(wù)負(fù)載共同作為信道切換的判決條件，當(dāng)信道干擾程度達(dá)到切換判決閾值后啟動(dòng)信道切換操作，切換到優(yōu)先級(jí)參數(shù)最高的信道。基于NS-3平臺(tái)的仿真結(jié)果顯示，該算法能夠有效降低信道切換時(shí)延，并緩解因信道切換而導(dǎo)致的吞

4、吐量急劇下降的問(wèn)題。
　　此外，由于數(shù)據(jù)流量具有突發(fā)性、不穩(wěn)定等特點(diǎn)，如何根據(jù)上層數(shù)據(jù)流量的變化，動(dòng)態(tài)選擇網(wǎng)卡數(shù)量、并在多個(gè)網(wǎng)卡間合理分配數(shù)據(jù)流量是需要研究的另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本文提出了一種基于負(fù)載感知的動(dòng)態(tài)網(wǎng)卡選擇機(jī)制(MIMC-DNS)，該機(jī)制能根據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)載變化的情況以及網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)傳輸能力，選擇合適數(shù)目的網(wǎng)卡用于數(shù)據(jù)傳輸。然后根據(jù)各個(gè)網(wǎng)卡的平均預(yù)計(jì)發(fā)送時(shí)延大小，將數(shù)據(jù)包按比例分配至激活的數(shù)據(jù)網(wǎng)卡中。性能仿真結(jié)果顯示，該機(jī)制能夠根

5、據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)載大小，動(dòng)態(tài)選擇適當(dāng)數(shù)目的網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。而且能在不降低服務(wù)質(zhì)量的前提下，提高信道使用效率，減少能耗。
　　本文共分為4章。第1章簡(jiǎn)要介紹了本課題的研究背景、意義以及主要的研究?jī)?nèi)容。第2章著重闡述了幾種多信道MAC協(xié)議以及信道掃描及切換的研究現(xiàn)狀，并介紹了本文使用的仿真工具。第3章討論了多接口多信道狀態(tài)檢測(cè)及切換機(jī)制及其性能仿真與分析。第4章闡述了多接口多信道的動(dòng)態(tài)網(wǎng)卡選擇機(jī)制，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了該算法的性能。最后，對(duì)論文