软件定义无线网络中的终端无感知切换算法

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为了能够向用户提供更快、更稳定的服务,运营商通常会在公司、校园等移动性强、人流量较大的公共场合部署多个无线AP(Wireless Access Point)。当用户在有多个AP的覆盖区域内自由移动时,终端可能会在AP之间频繁切换,因此,要保证终端通信的连续性和用户体验水平,一是尽可能地缩短终端在AP间切换时的延迟,二是尽可能地合理选择待切换的AP。由于802.11协议并没有充分考虑终端的可移动性,AP切换问题一直是移动通信领域的研究热点之一。为有效保证数据传输在AP切换过程中的连续性,本文对SDWN(Software Defined Wireless Networking)中终端无感知的AP切换方案和AP选择算法进行了研究。本文提出了双通道互备的AP切换方案。终端在移动过程中,主通道通过其关联AP与服务端正常通信,副通道则持续探测待切换的AP;当主通道的性能降低时,副通道主动关联待切换的AP,接管终端与服务器的数据传输任务;同时,主通道转副通道以继续AP探测任务。在切换过程中,利用SDWN控制器逻辑上对AP进行集中控制的特性,向AP连接的交换机下发流表,使得终端可以从多个AP同时接收数据,切换完成后,控制器变更交换机中流表,仅保留终端通过新连接的AP与服务器通信,从而保证终端与服务器通信的连续性。为保证切换的AP是能够更好为终端提供数据通讯服务的AP,本文提出了基于理想点的AP选择算法。首先,基于区域内各个AP的负载、带宽、终端连接数量等构造初始矩阵,并对标准化后的初始矩阵,使用客观赋值法对每一个属性进行赋权,计算正理想解和负理想解,正理想解即为本文所说的理想点,它可以被看作最适合终端连接的虚拟AP;然后,以各个备择AP与正理想解和负理想解的欧式距离来表示它们与理想点的接近程度,最终选择靠近正理想解且远离负理想解的AP为待切换的AP。通过在NS3网络模拟器中的仿真实验,验证了算法的有效性。实验结果表明,本文提出的算法能够在切换过程中保证通信的持续性,实现终端在多个AP之间的无感知切换,提升用户体验。
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