CN105898808A - 一种ieee 802.11网络中基于丢帧率与接收信号强度的切换判决方法 - Google Patents

一种ieee 802.11网络中基于丢帧率与接收信号强度的切换判决方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105898808A
CN105898808A CN201610352213.XA CN201610352213A CN105898808A CN 105898808 A CN105898808 A CN 105898808A CN 201610352213 A CN201610352213 A CN 201610352213A CN 105898808 A CN105898808 A CN 105898808A
Authority
CN
China
Prior art keywords
loss rate
frame loss
information
rssi
nail
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610352213.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105898808B (zh
Inventor
雷涛
路兆铭
温向明
张彪
曹刚
朱则育
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Posts and Telecommunications
Original Assignee
Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Posts and Telecommunications filed Critical Beijing University of Posts and Telecommunications
Publication of CN105898808A publication Critical patent/CN105898808A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105898808B publication Critical patent/CN105898808B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/24—Reselection being triggered by specific parameters
    • H04W36/30—Reselection being triggered by specific parameters by measured or perceived connection quality data
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/08—Reselecting an access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种IEEE 802.11网络中基于丢帧率与接收信号强度的切换判决方法，涉及无线网络技术领域。该方法运用在MS中，通过在每个MS中构造一个邻近接入点信息列表(NAIL)来存储FLR和RSSI信息，并且以很短的时间间隔Twin定期地更新这些信息。在该方法中，丢帧率(FLR)信息被作为切换触发指标，在目标AP选择阶段，该方法使用多项式回归法来预测RSSI，并结合FLR信息来选择切换的目标AP。因为预测的RSSI代表无线链路的变化趋势，而FLR信息代表当前的无线链路状态，因此通过利用这两个指标，该方法能够减少总的切换时间和无效的切换次数，有效地避免乒乓效应。

Description

一种IEEE 802.11网络中基于丢帧率与接收信号强度的切换判决方法
技术领域
本发明涉及无线网络技术领域，特别涉及一种IEEE 802.11网络中基于丢帧率与接收信号强度的切换判决方法。
背景技术
无线局域网(WLAN)是计算机网络和无线通信技术相结合的产物，无线局域网作为一种实现无线宽带IP接入的典型形式，由于具有支持移动接入，组网灵活快捷，维护费用低和可扩展等优点，使得WLAN的应用日益广泛。
近年来，随着移动数据流量的爆炸式增长，越来越多移动数据流量从蜂窝网向无线局域网(WLAN)卸载。为了满足用户的无线接入和移动流量的卸载需求，越来越多的WLAN网络被部署。由于WLAN接入点(AP)的覆盖半径较小，为了完整的覆盖某一区域，一个WLAN网络中往往需要部署很多AP。当用户在网络中移动时，移动终端可能会穿越几个不同的AP覆盖区域，从而导致多次切换。在切换的过程中，移动终端与AP间的数据通信会暂时中断，过长的中断时间会严重降低用户的体验。因此为了向用户提供持续的网络接入服务，切换的过程需要尽快的完成。
根据IEEE 802.11协议规范，当一个移动终端(MS)从一个AP的覆盖区域移动到另一个AP的覆盖区域时，必须断开与当前AP的链路连接，并与新的AP重新建立连接后才能继续与对端节点进行通信。一个完整的切换过程包括三个阶段：(1)切换初始化：这个阶段MS通过实时的检测无线链路的状态变化来决定是否执行切换；(2)切换准备：在这个阶段，MS通过切换判决算法选择切换目标AP；(3)切换执行：这个阶段无线链路被从之前的AP迁移到新的AP上。其中前两个阶段可以理解为何时开始切换和切换到哪个AP。
现有的WLAN切换判决主要是依据接收信号强度信息。当一个MS接收到其当前连接的AP的信号强度RSSI低于某一阈值时，MS就初始化切换过程。但是接收信号强度会由于各种复杂的原因(多径衰落、用户移动等)而波动。此外，RSSI并不会由于干扰的存在而降低，因此仅仅通过RSSI指标进行切换判决会导致严重的乒乓效应。
为此，人们在WLAN切换判决方法方面做了很多研究。较为普遍的方法就是设置RSSI迟滞值，只有当目标AP的RSSI大于当前AP的RSSI一定程度后才进行切换。但是该方法在实际运用中效果并不好，因为RSSI迟滞值难以选取，过小的迟滞值仍然会导致乒乓效应，过大的迟滞值会导致切换过晚或者不切换。
发明内容
本发明提供了一种IEEE 802.11网络中基于丢帧率与接收信号强度的切换判决方法。通过使用本方法，可以减少移动终端在WLAN中切换的切换总时间，降低无效的切换次数，避免乒乓效应。从而保障用户的服务质量，提升用户的体验。
本发明提出一种IEEE 802.11网络中基于FLR与RSSI的切换判决方法，包括以下步骤：
步骤1：MS上电并进行初始化配置。完成初始化配置后MS扫描各信道上邻近接入点，并创建邻近接入点信息列表(NAIL)；
步骤2：MS以一定的时间间隔Twin更新邻近接入点信息列表，需要更新的信息主要包括丢帧率信息、RSSI信息和预测的下一时刻的RSSI值。
步骤3：MS根据NAIL中各AP的预测的下一时刻的RSSI值从大到小的顺序将AP排序；
步骤4：MS判断当前连接的AP的丢帧率是否低于某一阈值P_threshold；
如果当前所连接AP的丢帧率不低于所述阈值，转步骤5；如果当前所连接AP的丢帧率低于这一阈值，则转步骤6。
步骤5：该MS保持在该AP上，不切换；
步骤6：该MS从NAIL列表中的第一个AP开始，判断该AP是否有丢帧率或者丢帧率小于当前所连接的AP的丢帧率；如果所比较的AP没有丢帧率或者丢帧率小于当前所连接的AP的丢帧率，执行步骤7；否则，如果所比较的AP有丢帧率且丢帧率大于当前所连接的AP的丢帧率，执行步骤8；
步骤7：MS选择该所比较的AP作为目标AP；
步骤8：继续按照NAIL中AP的顺序选择下一个AP进行比较；
步骤9：如果遍历完NAIL列表中的AP，都没有找到目标AP，则保持在当前连接的AP上，不切换。
所述步骤2中，所述的时间间隔Twin为毫秒级，MS通过设置定时器来实现定期的NAIL列表更新。
所述步骤2中，MS使用多项式回归法来预测下一个时刻的RSSI值。
本发明的优点在于：
通过基于在WLAN切换过程中使用FLR和预测的RSSI作为切换判决指标，能够降低总体切换时间，减少无效的切换次数，避免乒乓效应的发生。从而保障用户的服务质量，提升用户的体验。
附图说明
图1是本发明中移动终端切换判决方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提出了一种IEEE 802.11网络中基于FLR与RSSI的切换判决方法。该方法运用在MS中，通过在每个MS中构造一个邻近接入点信息列表(NAIL)来存储FLR和RSSI信息，并且以很短的时间间隔Twin定期地更新这些信息。在该方法中，丢帧率(FLR)信息被作为切换触发指标，在目标AP选择阶段，该方法使用多项式回归法来预测RSSI，并结合FLR信息来选择切换的目标AP。因为预测的RSSI代表无线链路的变化趋势，而FLR信息代表当前的无线链路状态，因此通过利用这两个指标，该方法能够减少总的切换时间和无效的切换次数，有效地避免乒乓效应。
图1所示为本发明实施例中移动终端切换判决方法的流程图，参照图1，具体包括以下步骤：
步骤101：MS上电并进行初始化配置。完成初始化配置后扫描Wi-Fi所有子信道上邻近接入点，并创建邻近接入点信息列表(NAIL)；
所述的邻近接入点信息列表结构如表1所示：
表1：邻近接入点信息列表(NAIL)结构
其中，SSID表示移动终端扫描到的邻近AP的服务集标识(SSID)；字母C表示该移动终端当前连接的AP，字母T表示移动终端选定的切换目标AP；Channel表示邻近AP的工作信道；FLR列表示移动终端连接到不同AP上后最近一次的丢帧率；Previous RSSIs表示移动终端监听到的邻近AP的接收信号强度；Predicted RSS表示移动终端根据之前的接收信号强度预测到的下一时刻的接收信号强度。
所述MS的Wi-Fi网卡同时运行于两种模式，移动台模式(STA mode)和监听模式(monitor mode)，并通过监听模式来扫描无线信道上的邻近接入点。Wi-Fi网卡的移动台模式(STA mode)用于移动终端与接入点正常通信，监听模式(monitor mode)用于监听邻近AP的信息从而更新邻近接入点信息列表。
步骤102：MS设置定时器，定时时间间隔为Twin(Twin的取值范围为10ms～100ms)；所述的预测RSSI值采用多项式回归法来得到。
步骤103：MS判断定时器是否超时，若超时则进入步骤104，否则停留在步骤103；
步骤104：如果定时器超时，则MS更新邻近接入点信息列表，需要更新的信息包括丢帧率信息、监听到的RSSI信息，同时根据监听到的RSSI预测下一时刻的RSSI值，并根据预测的下一时刻的RSSI值将NAIL中的AP排序，按照从大到小的顺序排序；
步骤105：MS判断当前连接的AP的丢帧率是否低于某一阈值P_threshold(阈值P_threshold可以设定为当MS上的用户业务性能出现明显下降时的丢帧率)，若低于该值则进入步骤106，若不低于则直接进入步骤108；
步骤106：如果当前所连接AP的丢帧率低于这一阈值，则该MS从NAIL列表中的第一个AP开始，判断该AP是否有丢帧率或者丢帧率小于当前所连接的AP的丢帧率，如果有满足条件的AP则进入步骤107，如果遍历完NAIL列表中的AP都没有满足条件的AP则直接进入步骤108；
步骤107：所比较的AP没有丢帧率或者丢帧率小于当前所连接的AP的丢帧率，MS则选择该所比较的AP作为目标AP，并重新设置定时器启动；
步骤108：保持在当前AP，不进行切换，并重新设置定时器启动。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种IEEE 802.11网络中基于丢帧率与接收信号强度的切换判决方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：MS上电并进行初始化配置,完成初始化配置后MS扫描各信道上邻近接入点，并创建邻近接入点信息列表NAIL；
步骤2：MS以时间间隔Twin更新邻近接入点信息列表，需要更新的信息包括丢帧率信息、RSSI信息和预测的下一时刻的RSSI值；
步骤3：MS根据信息列表NAIL中各AP的预测的下一时刻的RSSI值从大到小的顺序将AP排序；
步骤4：MS判断当前连接的AP的丢帧率是否低于某一阈值P_threshold；
如果当前所连接AP的丢帧率不低于所述阈值，转步骤5；如果当前所连接AP的丢帧率低于这一阈值，则转步骤6；
步骤5：该MS保持在该AP上，不切换；
步骤6：该MS从信息列表NAIL中的第一个AP开始，判断该AP是否有丢帧率或者丢帧率小于当前所连接的AP的丢帧率；如果所比较的AP没有丢帧率或者丢帧率小于当前所连接的AP的丢帧率，执行步骤7；否则，如果所比较的AP有丢帧率且丢帧率大于当前所连接的AP的丢帧率，执行步骤8；
步骤7：MS选择该所比较的AP作为目标AP；
步骤8：继续按照NAIL中AP的顺序选择下一个AP进行比较；
步骤9：如果遍历完NAIL列表中的AP，都没有找到目标AP，则保持在当前连接的AP上，不切换。
2.根据权利要求1所述的一种IEEE 802.11网络中基于丢帧率与接收信号强度的切换判决方法，其特征在于：所述的时间间隔Twin为毫秒级，MS通过设置定时器来实现定期的NAIL列表更新。
3.根据权利要求1所述的一种IEEE 802.11网络中基于丢帧率与接收信号强度的切换判决方法，其特征在于：所述步骤2中，MS使用多项式回归法来预测下一个时刻的RSSI值。
CN201610352213.XA 2015-11-25 2016-05-25 一种ieee 802.11网络中基于丢帧率与接收信号强度的切换判决方法 Active CN105898808B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510827949 2015-11-25
CN2015108279493 2015-11-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105898808A true CN105898808A (zh) 2016-08-24
CN105898808B CN105898808B (zh) 2019-05-17

Family

ID=56717162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610352213.XA Active CN105898808B (zh) 2015-11-25 2016-05-25 一种ieee 802.11网络中基于丢帧率与接收信号强度的切换判决方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105898808B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111918350A (zh) * 2020-07-30 2020-11-10 展讯半导体(成都)有限公司 无线漫游方法、装置、设备及存储介质
CN116095769A (zh) * 2022-08-12 2023-05-09 荣耀终端有限公司 漫游切换控制方法及相关装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080089276A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-17 Alps Electric Co., Ltd. Wireless connection terminal and roaming method for providing stable wireless connection to access point
CN101932054A (zh) * 2010-08-06 2010-12-29 北京交通大学 一种无线局域网的切换方法
CN103067997A (zh) * 2011-10-19 2013-04-24 中国电信股份有限公司 判定终端是否在两种无线网络之间切换的方法和设备
CN103874132A (zh) * 2014-03-25 2014-06-18 北京工业大学 一种基于用户的异构无线网络接入选择方法
WO2015164114A1 (en) * 2014-04-22 2015-10-29 Qualcomm Incorporated Using link metrics and motion state for early wlan - wwan handover

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080089276A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-17 Alps Electric Co., Ltd. Wireless connection terminal and roaming method for providing stable wireless connection to access point
CN101932054A (zh) * 2010-08-06 2010-12-29 北京交通大学 一种无线局域网的切换方法
CN103067997A (zh) * 2011-10-19 2013-04-24 中国电信股份有限公司 判定终端是否在两种无线网络之间切换的方法和设备
CN103874132A (zh) * 2014-03-25 2014-06-18 北京工业大学 一种基于用户的异构无线网络接入选择方法
WO2015164114A1 (en) * 2014-04-22 2015-10-29 Qualcomm Incorporated Using link metrics and motion state for early wlan - wwan handover

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BEN-JYE CHANG: "Markov Decision Process-Based Adaptive Vertical Handoff with RSS Prediction in Heterogeneous Wireless Networks", 《WIRELESS COMMUNICATIONS AND NETWORKING CONFERENCE》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111918350A (zh) * 2020-07-30 2020-11-10 展讯半导体(成都)有限公司 无线漫游方法、装置、设备及存储介质
CN116095769A (zh) * 2022-08-12 2023-05-09 荣耀终端有限公司 漫游切换控制方法及相关装置
CN116095769B (zh) * 2022-08-12 2023-10-31 荣耀终端有限公司 漫游切换控制方法及相关装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105898808B (zh) 2019-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Feng et al. Self-organizing networks (SON) in 3GPP long term evolution
CN105981432B (zh) 用于在无线通信系统中导向业务的方法和使用该方法的装置
CA2813537C (en) Tune-away and cross paging systems and methods
CN104871596B (zh) 在支持多接入网络的无线通信系统中选择性地处理业务流的方法和支持该方法的设备
CN101884235B (zh) 无线网路中的切换方法
US8320918B2 (en) Method for reselecting a cell and detecting whether a terminal is stationary in mobile telecommunications system
CN101141782B (zh) 接入点辅助快速越区切换方法、设备和系统
US20140378144A1 (en) Handover method in a cellular wireless communication system
CN100426771C (zh) 无线局域网的负载均衡方法
EP3189689B1 (en) System and method for inter-radio access technology handoff
EP2203017B1 (en) Method for determining channel quality
EP1802158B1 (en) Method for handling periodic PLMN search in RRC connected mode in UMTS system
US20190320385A1 (en) Method and Device for Dynamic and Seamless Link Selection
KR20140094644A (ko) 무선 네트워크에서 이동 디바이스 로밍을 개선하기 위한 메커니즘
US20150208301A1 (en) Mobility control method and device in mobile communication network
CN103428789B (zh) 一种中继设备的切换方法
CN104885525A (zh) 用于在支持多接入网络的无线通信系统中通信的方法和支持其的装置
JP2010193456A (ja) 移動通信におけるハンドオーバー測定方法及びその装置
CN104066134A (zh) 一种WiFi网络多接入点无缝切换方法
US20120127955A1 (en) Method for energy-efficient scanning to enable seamless layer-2 vertical handofffs between wireless broadband networks
WO2020092322A1 (en) Inter-frequency cell reselection in new radio unlicensed
CN106162770B (zh) 一种小区切换控制方法
US9888415B1 (en) Method and apparatus for cell reselection
CN105898808A (zh) 一种ieee 802.11网络中基于丢帧率与接收信号强度的切换判决方法
CN113747545B (zh) 终端设备和智能选网的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant