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GPRS、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(Access Point,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(Mobile Terminal,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。