基于信道协同扫描技术的wifi网络mac层切换机制

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1、分类号：TP3910710-2013124020硕士学位论文基于信道协同扫描技术的WiFi网络MAC层切换机制豆瑶导师姓名职称惠飞副教授申请学位级别工学硕士学科专业名称信息与通信工程论文提交日期2016年4月20日论文答辩日期2016年5月31日学位授予单位长安大学AWiFinetworkMAClayerhandoffmechanismbasedoncooperativechannelscantechnologyADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：Do

2、uYaoSupervisor：Asso.prof.HuiFeiChang’anUniversity,Xi’an,China：巧－－．‘＇片．＾於论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：ｉ塔如乂年ｉ月＾。曰ｊ论文知识产权权属声明、本

3、人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有Ｗ任何方式发表、复制、公开阅览、借阅Ｗ及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成。果时，署名单位仍然为长安大学（保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：巧命＞／／年＾月？Ｐ曰导师签名＝１＾如／／年女月＾曰摘要基于IEEE802.11系列标准的无线wifi技术已经广泛应用于无线局域网的接入服务，各大运营商在全国多个城市提出开展”无线城市”计划，将无线局域网与其他移动通信网络GPR

4、S、3G、LTE等网络融合，为整个城市提供随时随地随需的无线网络接入服务。由于无线访问接入点（AccessPoint，AP）的信号发射功率比较有限，其覆盖范围受到限制。移动终端（MobileTerminal，MT）需要在多个AP之间切换，而切换过程中所带来的较大的切换时延将显著地影响诸如VoIP之类的实时性服务的质量。本文主要针对大规模部署的无线WiFi网络在用户密集时MT切换引发的服务质量下降问题开展研究，通过引入辅助节点协同扫描可用信道，降低切换时延，提高终端在多AP切换环境下的连接可靠性与实时性。本文所作的主要研

5、究工作如下：（1）分析了MT在MAC层的切换过程及其时延成因，对其中最耗时的探测扫描阶段的时延产生及改善机理进行了研究，提出了基于信道协同扫描技术的WiFi网络MAC层切换方法并对其流程进行了描述；（2）在MT启动MAC层切换过程之前，设计了采用接入AP的信号强度阀值触发的预扫描过程，针对实际场景中可用辅助扫描节点的不确定性，提出了距离优先的辅助节点选择算法；（3）同时，对于扫描过程中的邻道干扰问题，提出了选择性并行信道协同扫描算法，该算法在进行分布式探测的同时，利用MT收集辅助节点响应的AP信息，实现了切换辅助信息的

6、高效收集；（4）为进一步提高MT在历史AP间的切换速度，提出了一种使用最近AP列表高速缓存的方案。该方案能有效避免较短时间间隔内重复扫描次数，减少扫描时延。通过NS-2仿真软件部署大量的移动节点，在引入信道协同扫描等算法的基础上对WiFi网络中的切换进行了测试。实验结果表明，本文所提切换方案能够有效减少切换时延，改善诸如VoIP、视频流传输等实时应用的服务质量。关键字：MAC层切换；WiFi多信道；辅助节点；信道分配；高速缓存；无缝漫游；iAbstractIEEE802.11seriesstandardbasedWiF

7、itechnologyhasbeenwidelyusedinthewirelesslocalareanetwork(WLAN)accessservices.ThemajoroperatorsinanumberofcitiesacrossthecountryplanedtosetupsomeWirelessCityprojects,sotheWLANandothermobilecommunicationnetworksGPRS,3G,LTEandothernetworkintegrationtoprovidewirele

8、ssInternetaccessservicesforthecityinanytimeandanywhere.AsthesignaltransmissionpowerofApislimited,andcoveragealsoislimited.Mobileterminals(MT)needtohandoffbetweenmulti