ieee802.11切换中一种快速主动扫频算法

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1、万方数据丧a叶缓2010年第23卷第8期ElectronicSci．&Tech．／Aug．15．2010IEEE802．11切换中一种快速主动扫频算法杨卫东，刘伎昭(河南工业大学信息科学与工程学院，河南郑州450001)摘要提出了一种IEEES02．1l切换过程中的快速主动扫频算法。首先STA从扩展了位置信息的邻居AP图中选择被扫频的AP，然后采用单播方式完成扫频。改进算法减轻了由多余信道扫频、等待时延和信道冲突所产生的时延。仿真分析表明，改进算法确保切换完成，并明显地减小了扫频时延。关键词IEEE802．1l；切换；主动扫频算法；邻居

2、AP图中图分类号TN919文献标识码A文章编号1007—7820(2010)08—009—03AFastActiveScanningAlgorithmfor皿EE802．11HandoffYangWeidong．LiuJizhao(CollegeofInformationScienceandEngineering，HenanUniversityofTechnology，Zhengzhou450001，China)AbstractAfastactivescanningalgorithmisproposedforIEEE802．11hand

3、off．Firstly．theSTAselectthescannedAPsfromneighborAPgraphwithlocationinformation；Second，theSTAbegintoprobetheAPsusinguni-eastway．Thealgorithmreducesthedelaywhichisbroughtbywastedchannels，waitedtimeandcolli—sions．Simulationshowsthatthealgorithmnotonlyfinishesthehandoffbuta

4、lsoreducesremarkablythelatency．KeywordsIEEE802．1l：handoff；activescanningalgorithm；neighborAPgraph在IEEE802．11WLAN中，为支持VoIP和Video等实时业务数据的传输，快速切换成为急需解决的关键问题之一。通常，切换过程由扫频、重认证和重关联三个过程组成⋯。当前规范中的切换机制所产生的时延高达数百毫秒，而实时业务数据传输则要求切换时延必须低于50ms旧J。移动终端(STA)通过扫描信道频率确定新的无线接入点(AP)的扫频过程所消耗的

5、时间占总切换时延的90％以上旧J，最近，针对减小重认证和重关联时延所提出的802．11r标准将这两个过程的时延缩短到了20ms之内，但是采用更快速的扫频算法以缩短扫频时间，才是减小整个切换过程时延的根本。切换过程中，STA进行扫频过程的目的是为发现信号质量最好的邻居AP进行重关联。扫频过程包括主动扫频和被动扫频两种方式。相比于主动扫频，被动扫频算法需要花费更长的时间，为了减小切换时延，IEEE802．11MAC协议推荐使用主动扫频‘4

6、。收稿日期：2010．07．01基金项目：河南省科技攻关重点基金资助项目(102012210121)；

7、河南工业大学博士基金资助项目(2009BS021)；河南工业大学校科研重点基金资助项目(09XZB004)作者简介：杨卫东(1977一)，男，博士。研究方向：无线网络安全协议设计与分析。为减小当前802．11标准中的主动扫频算法所产生的时延，Shin等人提出基于邻居图的NG算法和基于非迭加邻居图的NG—pruning算法L5J。该算法不仅减少了扫描信道的数量而且缩减了扫描每个信道的等待时间，有效地改进了扫频算法的时延。但是由于没有考虑STA在扫频开始时的位置和移动方向，仍旧存在多余信道问题，如相反方向邻居AP所工作的信道；由于他们的算法

8、中探测请求帧采用广播方式，导致由信道冲突所产生的等待时延。本文中，STA基于扩展了地理位置信息的邻居AP图，选择邻居AP中离自己位置最近且最有可能移入到其信号覆盖范围的AP优先进行信道扫描，并采用单播方式扫频，直到发现能发生重关联的AP。算法减少了标准中扫频算法需要扫描的信道数量以及扫描每个信道时的等待时间，缩短了扫频时间。算法中每次扫描只对一个确定AP的信道，而不是针对某一信道上的所有AP，从而避免了信道冲突所产生的时延。1802．11标准主动扫频过程分析主动扫频有扫描全部信道和扫描部分信道两种方式。图1给出了802．11标准中所描述

9、的对全部n个信道进行扫描的主动扫频过程，其中t。是Minchan．nelTime，t2是MaxChannelTime，t3为浪费在没有任何9万方数据杨卫东，等：IEEE802．11切换中一种快速主动扫频算法