CN114599072A - 时变需求驱动的密集wlan终端关联管理方法 - Google Patents

时变需求驱动的密集wlan终端关联管理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114599072A
CN114599072A CN202210135446.XA CN202210135446A CN114599072A CN 114599072 A CN114599072 A CN 114599072A CN 202210135446 A CN202210135446 A CN 202210135446A CN 114599072 A CN114599072 A CN 114599072A
Authority
CN
China
Prior art keywords
terminal
migration
association
time
controller
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
CN202210135446.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN114599072B (zh
Inventor
吴文甲
刘彧静
姚嘉智
杨明
陈周国
丁建伟
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.)
Southeast University
CETC 30 Research Institute
Original Assignee
Southeast University
CETC 30 Research Institute
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 Southeast University, CETC 30 Research Institute filed Critical Southeast University
Priority to CN202210135446.XA priority Critical patent/CN114599072B/zh
Publication of CN114599072A publication Critical patent/CN114599072A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114599072B publication Critical patent/CN114599072B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/20—Selecting an access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/08—Load balancing or load distribution
    • H04W28/086—Load balancing or load distribution among access entities
    • H04W28/0861—Load balancing or load distribution among access entities between base stations
    • H04W28/0862—Load balancing or load distribution among access entities between base stations of same hierarchy level
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/08—Load balancing or load distribution
    • H04W28/09—Management thereof
    • H04W28/0925—Management thereof using policies
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/08—Load balancing or load distribution
    • H04W28/09—Management thereof
    • H04W28/0958—Management thereof based on metrics or performance parameters
    • 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
    • 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
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/02—Access restriction performed under specific conditions
    • H04W48/06—Access restriction performed under specific conditions based on traffic conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/16—Discovering, processing access restriction or access information
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理方法，包括：(1)提出了一种时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理框架，包括接入时的初始关联选择和接入后的持续关联优化。其中，初始关联选择通过终端接入控制实现，持续关联优化通过终端迁移决策和终端迁移方案实施实现。(2)在终端初始接入时，同时考虑信号强度和AP负载两种因素，(3)综合考虑信号强度、AP负载、用户需求和迁移频率等影响负载均衡与用户体验的关键因素，(4)设计终端迁移方案实施，使终端与当前关联的AP解除关联，并引导其与指定AP重新关联，保证终端的快速迁移。该方案根据决策结果将对应终端快速且准确地迁移到目标AP，以实现网络总体性能以及用户体验质量的提升。

Description

时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理方法
技术领域
本发明涉及无线网络优化技术，尤其涉及一种时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理方法。
背景技术
近年来，无线局域网因其便捷灵活的特性已在世界范围内普及并广泛部署。随着WiFi设备的爆炸式增长及用户对无线连接的需求不断增加，商场、校园、企业园区等公共场所的WLAN网络呈现出用户密集的趋势。在这些场景中，大量终端接入无线网络，而有限的信道资源使得这些场景下的实际用户体验并不令人满意。因此，解决密集WLAN中的性能下降问题具有更大的现实意义，同时也面临更多挑战。
解决密集WLAN中用户体验质量下降的关键在于有效的AP-终端关联管理，即通过一定的策略持续控制并管理WLAN中AP和终端之间的连接，使其保持合理的关联关系。终端的关联管理可通过接入时的初始关联选择和接入后的持续关联优化实现，在终端接入网络时为其指定当前最合适的AP进行关联，并实时监测终端状态，及时将终端从过载的AP迁移到其他合适的AP，从而达到改善用户体验的目的。考虑到AP和终端多且复杂的关联关系、网络环境的动态变化、终端对带宽等资源需求的时变性等多种因素，如何根据网络状态和用户需求的时变实施合理的终端关联管理，从而提高用户的服务质量和整体的网络性能是当前的重要技术挑战。
发明内容
本发明针对WLAN中的终端关联管理，提出了一种时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理框架，包括接入时的初始关联选择和接入后的持续关联优化。对于初始关联选择，设计了终端接入控制机制，根据信号强度和AP负载为待接入的终端指定合适的AP进行关联。对于持续关联优化，综合考虑信号强度、AP负载、用户需求和迁移频率等因素，设计了触发式迁移和周期式迁移两种迁移模式相结合的终端迁移决策机制，确定需要迁移的终端及目标AP。在此基础上，设计了终端迁移方案的实施，根据决策结果将对应终端快速且准确地迁移到目标AP，进一步提升用户体验。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：本发明所述的时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理方法包括：
(1)时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理框架：考虑网络的动态性和用户需求的时变性，对WLAN中的终端进行关联管理，包括接入时的初始关联选择和接入后的持续关联优化。其中，初始关联选择通过终端接入控制实现，持续关联优化通过终端迁移决策和终端迁移方案实施实现。
(2)终端接入控制：为实现初始关联选择，同时考虑待接入终端与AP之间的信号强度和AP当前的负载情况两种因素，为其指定当前最合适的AP，并引导终端与其进行关联。
(3)终端迁移决策：综合考虑信号强度、AP负载、用户需求、迁移频率等多种影响因素，设计触发式迁移和周期式迁移两种迁移模式，并将两种迁移模式相结合形成终端迁移决策机制。此外，针对两种迁移模式，提出相应的迁移对象选择策略，根据网络状态和用户需求变化评估迁移对象的优先级。
(4)终端迁移方案实施：设计WLAN终端迁移方案的实施，使终端与当前关联AP解除关联，并引导其与指定AP重新关联，保证终端的快速迁移。
进一步的，所述步骤(1)中时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理框架具体包括：
(11)该密集WLAN环境由一个中心控制器和多个AP组成，控制器与AP通过有线链路连接；
(12)控制器收集终端和AP的状态信息和接入请求，做出关联管理相关的决策，并将决策结果发送给指定AP；
(13)AP接收并执行控制器的命令，包括关联命令和迁移命令；
(14)对于待接入的终端，控制器对其实施初始关联选择，根据信号强度和AP负载为其指定合适的AP进行关联；
(15)对于已经接入的终端，控制器通过综合考虑信号强度、AP负载、用户需求等多种影响因素，做出合理的终端迁移决策，并根据决策结果实施终端迁移，从而实现持续关联优化，以应对网络状态和用户需求的动态变化。
进一步的，所述步骤(2)具体包括：
(21)终端发起主动扫描，请求接入WLAN；
(22)AP在接收到终端的接入请求后，将请求转发给控制器；
(23)控制器收集终端和各AP的状态信息，从全局视角感知当前的网络状态；
(24)控制器综合考虑终端与各AP之间的信号强度和AP当前的负载情况进行关联决策，选择一个信号强度较强且负载较轻的AP，并向该AP发送关联命令；
(25)选定AP在接收到控制器的关联命令后，对该终端进行回复；
(26)终端和AP执行后续常规的认证和关联步骤，完成关联，既可保证终端的信号质量，又可有效避免AP过载。
进一步的，所述步骤(3)中触发式迁移模式为：
(311)控制器持续监测所有已接入WLAN的终端和其当前关联AP之间的信号强度；
(312)当监测到某个终端的信号强度低于阈值ΘRSSI，且在最近一段时间ttimeout内没有经历过迁移，则将其迁移至信号强度高于ΘRSSI且负载较低的AP。
进一步的，所述步骤(3)中周期式迁移模式为：
(321)每隔一段时间tperiod，控制器运行终端迁移算法评估WLAN当前是否需要进行终端迁移；
(322)若评估结果为需要终端迁移，则根据迁移对象选择策略选出待迁移的AP-终端组合；
(323)对待迁移终端执行终端迁移方案。
进一步的，所述步骤(3)中的周期式迁移的迁移对象选择策略具体包括：
(331)在待处理AP集合中选择负载最高的AP作为需要迁移终端的AP；
(332)将与该AP关联的所有终端和待处理AP集合中的剩余AP逐一形成关联关系，并根据设计的性能度量指标对这些关联关系进行评分；
(333)将关联关系根据得分降序排列，并按序判断该关联关系是否可以降低最大AP负载；
(334)若该关联关系可以降低最大AP负载，且当前的待迁移终端未超出迁移规模，则将该关联关系中的终端作为待迁移终端，AP作为其目标AP。
进一步的，所述步骤(4)具体包括：
(41)当决定将终端从AP1迁移到AP2时，控制器向AP1和AP2发送此次迁移的通知；
(42)AP1在接收到通知后，向该终端发送Deauthentication帧，并清除AP1中关于该终端的状态信息。其中，使用Deauthentication帧解除终端与AP的关联关系，减少了迁移过程的开销，且避免了终端侧的修改，更有利于系统的实现和部署；
(43)终端与AP1断开连接，并发起一轮主动扫描；
(44)AP2对终端进行回复，并完成与终端的关联。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：
1.本发明提出了一种时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理框架，从接入时的初始关联选择和接入后的持续关联优化两方面对终端和AP的关联关系进行管理，以此平衡WLAN中的AP负载，从而改善密集WLAN下的总体性能和用户体验质量。
2.本发明设计并实现了WLAN下的终端迁移决策机制，综合考虑了信号强度、AP负载、用户需求和迁移频率等影响负载均衡与用户体验的关键因素，设计了触发式迁移和周期式迁移两种迁移模式，可以从不同的时间尺度指导终端迁移，以更好地应对网络状态和用户需求的变化。
3.本发明设计了终端决策方案的实施，能够快速且准确地将终端迁移到目标AP。此外，该机制不涉及终端侧的修改，方便部署。
附图说明
图1是本发明实现时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理的总体框架图；
图2是本发明实现时变需求驱动的密集WLAN终端管理的网络架构图；
图3是本发明实现触发式迁移的迁移对象选择的流程图；
图4是本发明实现周期式迁移的迁移对象选择的流程图；
图5是本发明执行单次终端迁移的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细阐述。
实施例：参见图1-图5，本发明所述的时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理方法包括：
(1)时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理框架：考虑网络的动态性和用户需求的时变性，对WLAN中的终端进行关联管理，包括接入时的初始关联选择和接入后的持续关联优化。其中，初始关联选择通过终端接入控制实现，持续关联优化通过终端迁移决策和终端迁移方案实施实现。
(2)终端接入控制：为实现初始关联选择，同时考虑待接入终端与AP之间的信号强度和AP当前的负载情况两种因素，为其指定当前最合适的AP，并引导终端与其进行关联。
(3)终端迁移决策：综合考虑信号强度、AP负载、用户需求、迁移频率等多种影响因素，设计触发式迁移和周期式迁移两种迁移模式，并将两种迁移模式相结合形成终端迁移决策机制。此外，针对两种迁移模式，提出相应的迁移对象选择策略，根据网络状态和用户需求变化评估迁移对象的优先级。
(4)终端迁移方案实施：设计WLAN终端迁移方案的实施，使终端与当前关联AP解除关联，并引导其与指定AP重新关联，保证终端的快速迁移。
所述步骤(1)中时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理框架具体包括：
(11)该密集WLAN环境由一个中心控制器和多个AP组成，控制器与AP通过有线链路连接；
(12)控制器收集终端和AP的状态信息和接入请求，做出关联管理相关的决策，并将决策结果发送给指定AP；
(13)AP接收并执行控制器的命令，包括关联命令和迁移命令；
(14)对于待接入的终端，控制器对其实施初始关联选择，根据信号强度和AP负载为其指定合适的AP进行关联；
(15)对于已经接入的终端，控制器通过综合考虑信号强度、AP负载、用户需求等多种影响因素，做出合理的终端迁移决策，并根据决策结果实施终端迁移，从而实现持续关联优化，以应对网络状态和用户需求的动态变化。
进一步的，所述步骤(2)具体包括：
(21)终端发起主动扫描，请求接入WLAN；
(22)AP在接收到终端的接入请求后，将请求转发给控制器；
(23)控制器收集终端和各AP的状态信息，从全局视角感知当前的网络状态；
(24)控制器综合考虑终端与各AP之间的信号强度和AP当前的负载情况进行关联决策，选择一个信号强度较强且负载较轻的AP，并向该AP发送关联命令；
(25)选定AP在接收到控制器的关联命令后，对该终端进行回复；
(26)终端和AP执行后续常规的认证和关联步骤，完成关联，既可保证终端的信号质量，又可有效避免AP过载。
进一步的，所述步骤(3)中触发式迁移模式为：
(311)控制器持续监测所有已接入WLAN的终端和其当前关联AP之间的信号强度；
(312)当监测到某个终端的信号强度低于阈值ΘRSSI，且在最近一段时间ttimeout内没有经历过迁移，则将其迁移至信号强度高于ΘRSSI且负载较低的AP。
进一步的，所述步骤(3)中周期式迁移模式为：
(321)每隔一段时间tperiod，控制器运行终端迁移算法评估WLAN当前是否需要进行终端迁移；
(322)若评估结果为需要终端迁移，则根据迁移对象选择策略选出待迁移的AP-终端组合；
(323)对待迁移终端执行终端迁移方案。
进一步的，所述步骤(3)中的周期式迁移的迁移对象选择策略具体包括：
(331)在待处理AP集合中选择负载最高的AP作为需要迁移终端的AP；
(332)将与该AP关联的所有终端和待处理AP集合中的剩余AP逐一形成关联关系，并根据设计的性能度量指标对这些关联关系进行评分；
(333)将关联关系根据得分降序排列，并按序判断该关联关系是否可以降低最大AP负载；
(334)若该关联关系可以降低最大AP负载，且当前的待迁移终端未超出迁移规模，则将该关联关系中的终端作为待迁移终端，AP作为其目标AP。
进一步的，所述步骤(4)具体包括：
(41)当决定将终端从AP1迁移到AP2时，控制器向AP1和AP2发送此次迁移的通知；
(42)AP1在接收到通知后，向该终端发送Deauthentication帧，并清除AP1中关于该终端的状态信息。其中，使用Deauthentication帧解除终端与AP的关联关系，减少了迁移过程的开销，且避免了终端侧的修改，更有利于系统的实现和部署；
(43)终端与AP1断开连接，并发起一轮主动扫描；
(44)AP2对终端进行回复，并完成与终端的关联。
具体实施例：本实施例提供一种时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理方法，根据网络状态的动态性和用户需求的时变性，从接入时的初始关联选择和接入后的持续关联优化两方面对终端和AP的关联关系进行管理，以实现网络总体性能和用户体验的提升。该方法的总体框架图如图1所示，可分为终端接入控制、终端迁移决策和终端迁移方案实施三个步骤。在搭建并配置好WLAN网络后，本实施例对请求接入WLAN的终端进行接入控制，为其选择合适的AP进行关联，并在终端接入网络后实时监控终端和AP的状态，做出合理的终端迁移决策并实施终端迁移。
1、WLAN网络搭建及配置
本实施例的网络架构如图2所示，由一个中心控制器和多个AP组成。其初始化过程具体如下：
(1)控制器与AP通过有线链路连接；
(2)控制器收集终端和AP的状态信息和接入请求，做出关联管理相关的决策，并将决策结果发送给指定AP；
(3)AP将终端的接入请求转发给控制器，并接收和执行控制器的命令，包括关联命令和迁移命令。
2、终端接入控制
(1)终端通过广播ProbeRequest帧发起主动扫描，请求接入WLAN；
(2)AP在接收到终端发送的ProbeRequest帧后，将其转发给控制器；
(3)控制器根据终端与各AP之间的信号强度和AP当前的负载情况进行决策，选择一个与终端信号强度较强且负载较轻的AP，并向该AP发送关联命令；
(4)选定AP在接收到控制器的关联命令后，向该终端回复ProbeResponse帧；
(5)终端向该AP发送Authentication帧进行关联认证；
(6)AP对终端进行关联认证，并在通过认证后向终端回复Authentication帧；
(7)终端向该AP发送AssociationRequest帧，请求关联；
(8)AP向终端回复AssociationResponse帧，完成与终端的关联。
3、终端迁移决策
对于WLAN中的终端迁移，一次基本的迁移动作由待迁移终端、该终端当前关联的AP和该终端迁移的目标AP组成。本实施例根据迁移模式，分成触发式迁移的迁移对象选择和周期式迁移的迁移对象选择两种。具体如下：
3.1触发式迁移的迁移对象选择
触发式迁移的迁移对象选择的流程图如图3所示：
(1)初始化待处理AP集合AT、已处理AP集合AD、待处理终端集合UT和待迁移关联关系集合PT；
(2)对AT中的每个APai，获取当前关联终端集合Ui作为UT；
(3)对UT中的每个终端uk，获取其信号强度RSSIki和上次迁移时间tk；
(4)若RSSIki低于阈值ΘRSSI，且在ttimeout内没有经历过迁移，则选择AT剩余AP中负载最低且信号强度高于ΘRSSI的AP作为aj，否则回到步骤(3)；
(5)将uk和aj形成关联关系pkj加入PT，更新AUj和AUi，并继续遍历UT；
(6)若UT遍历完毕，则将ai移出AT并加入AD，判断AT是否为空；
(7)若AT不为空，则回到步骤(2)，否则结束本轮迁移方案计算；
(8)控制器根据PT中的迁移方案执行实际的终端迁移。
3.2周期式迁移的迁移对象选择
定义负载向量Y＝{l1,l2,…,ln}，其中la代表AP a的负载。在该向量中，所有AP按负载大小降序排列。周期式迁移的迁移对象选择的流程图如图4所示：
(1)初始化待处理AP集合AT、已处理AP集合AD和待迁移关联关系集合PT；
(2)从AT中选出负载最大的AP作为ai；
(3)将与ai关联的所有终端和AT中剩余AP逐一形成关联关系，构成集合Pi；
(4)定义关联关系的性能度量指标如下：
Figure BDA0003504381890000081
其中E(pkj|ai)为关联关系pkj的得分，Rki表示ai与终端uk之间的信号强度，AUj表示aj的负载，Dk表示终端uk的资源需求，FT表示终端迁移频率约束，FR表示终端与AP之间的信号强度约束，Tkj表示终端uk在aj中能达到的最大吞吐量；
(5)终端迁移频率约束FT保证对于任意终端uk，本次迁移β和上次迁移α相隔不少于θt轮，其计算方式如下：
Figure BDA0003504381890000082
(6)信号强度约束FR保证aj与终端uk之间的RSSI不会比ai与uk之间的RSSI低超过阈值θr，其计算方式如下：
Figure BDA0003504381890000083
(7)Tkj表示终端uk在aj中能达到的最大吞吐量，可由Rkj通过MCS-SNR表格映射得到，其计算方式如下：
Tkj＝M(Rkj)
(8)对Pi中的所有关联关系进行评分，并按得分将关联关系降序排列；
(9)按序逐个对Pi的关联关系pkj进行判断，判断其是否可以减小向量Y中的最大AP负载；
(10)AUj′表示预估的迁移完成后aj的负载，若AUi>AUj′，则此次迁移可以执行。其计算方式如下：
Figure BDA0003504381890000091
(11)若pkj可以减小Y中的最大AP负载，判断PT的大小是否超出设定的迁移规模限制，否则继续遍历Pi；
(12)若PT的大小未超出迁移规模限制，将pkj加入PT，更新AUj和AUi，并继续遍历Pi，否则结束本轮迁移方案计算；
(13)若Pi遍历完毕，则将ai移出AT并加入AD，判断AT是否为空；
(14)若AT不为空，则回到步骤(2)，否则结束本轮迁移方案计算；
(15)控制器根据PT中的迁移方案执行实际的终端迁移。
4、终端迁移方案实施
本实施例根据迁移方案依次对待迁移终端执行终端迁移，单个终端迁移的流程图如图5所示，其中待迁移终端当前关联的AP为AP1，迁移的目标AP为AP2。具体如下：
(1)控制器向AP1和AP2发送迁移通知；
(2)在接收到迁移通知后，AP1向待迁移终端发送Deauthentication帧，并清除关于该终端的状态信息；
(3)终端在接收到Deauthentication帧后，与AP1断开连接，并通过广播ProbeRequest帧发起一轮主动扫描；
(4)在接收到终端发送的ProbeRequest帧后，AP2立刻向终端回复ProbeResponse帧；
(5)终端向AP2发送Authentication帧进行关联认证；
(6)若终端认证正确，则AP2向终端回复Authentication帧；
(7)终端向AP2发送AssociationRequest帧进行关联；
(8)AP2向终端回复AssociationResponse帧，由此完成与终端的关联。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)根据网络的动态性和用户需求的时变性，提出一种时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理框架，包括接入时的初始关联选择和接入后的持续关联优化，其中，初始关联选择通过终端接入控制实现，持续关联优化通过终端迁移决策和终端迁移方案实施实现；
(2)在终端初始接入时，通过终端接入控制实现初始关联选择，该机制同时考虑信号强度和AP负载两种因素，为终端选择合适的AP并引导终端与该指定AP进行关联；
(3)综合考虑信号强度、AP负载和用户需求多种影响因素，设计触发式迁移和周期式迁移两种迁移模式，将两种迁移模式相结合形成终端迁移决策机制；
(4)设计WLAN中终端迁移方案实施，使待迁移终端与当前关联AP解除关联并引导其与指定AP重新关联，保证终端的快速迁移。
2.根据权利要求1所述的时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理方法，其特征在于：所述步骤(1)中时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理框架具体包括：
(11)该密集WLAN环境由一个中心控制器和多个AP组成，控制器与AP通过有线链路连接；
(12)控制器收集终端和AP的状态信息和接入请求，做出关联管理相关的决策，并将决策结果发送给指定AP；
(13)AP接收并执行控制器的命令，包括关联命令和迁移命令；
(14)对于待接入的终端，控制器对其实施初始关联选择，根据信号强度和AP负载为其指定合适的AP进行关联；
(15)对于已经接入的终端，控制器通过综合考虑信号强度、AP负载、用户需求多种影响因素，做出合理的终端迁移决策，并根据决策结果实施终端迁移，从而实现持续关联优化，以应对网络状态和用户需求的动态变化。
3.根据权利要求1所述的时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理方法，其特征在于：所述步骤(2)具体包括：
(21)终端发起主动扫描，请求接入WLAN；
(22)AP在接收到终端的接入请求后，将请求转发给控制器；
(23)控制器根据终端与各AP之间的信号强度和AP当前的负载情况进行决策，选择一个信号强度较强且负载较轻的AP，并向该AP发送关联命令；
(24)选定AP在接收到控制器的关联命令后，对该终端进行回复；
(25)终端和AP执行后续常规的认证和关联步骤，完成关联。
4.根据权利要求1所述的时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理方法，其特征在于：所述步骤(3)中触发式迁移模式为：
(311)控制器持续监测所有已接入WLAN的终端和关联AP之间的信号强度；
(312)当监测到某个终端的信号强度低于阈值ΘRSSI，且在最近一段时间ttimeout内没有经历过迁移，则将其迁移至信号强度高于ΘRSSI且负载较低的AP。
5.根据权利要求1所述的时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理方法，其特征在于：所述步骤(3)中周期式迁移模式为：
(321)每隔一段时间tperiod，控制器运行终端迁移算法评估WLAN当前是否需要进行终端迁移；
(322)若评估结果为需要终端迁移，则根据迁移对象选择策略选出待迁移的AP-终端组合；
(323)对待迁移终端执行终端迁移。
6.根据权利要求1所述的时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理方法，其特征在于：所述步骤(3)中周期式迁移的迁移对象选择策略具体包括：
(331)在待处理AP集合中选择负载最高的AP作为需要迁移终端的AP；
(332)将与该AP关联的所有终端和待处理AP集合中的剩余AP逐一形成关联关系，并根据设计的性能度量指标对这些关联关系进行评分；
(333)将关联关系根据得分降序排列，并按序判断该关联关系是否可以降低最大AP负载；
(334)若该关联关系可以降低最大AP负载，且当前的待迁移终端未超出迁移规模，则将该关联关系中的终端作为待迁移终端，AP作为其目标AP。
7.根据权利要求1所述的时变需求驱动的密集WLAN终端关联管理方法，其特征在于：所述步骤(4)具体包括：
(41)当决定将终端从AP1迁移到AP2时，控制器向AP1和AP2发送此次迁移的通知；
(42)AP1在接收到通知后，向该终端发送Deauthentication帧，并清除AP1中关于该终端的状态信息；
(43)终端与AP1断开连接，并发起一轮主动扫描；
(44)AP2对终端进行回复，并完成与终端的关联。
CN202210135446.XA 2022-02-14 2022-02-14 时变需求驱动的密集wlan终端关联管理方法 Active CN114599072B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210135446.XA CN114599072B (zh) 2022-02-14 2022-02-14 时变需求驱动的密集wlan终端关联管理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210135446.XA CN114599072B (zh) 2022-02-14 2022-02-14 时变需求驱动的密集wlan终端关联管理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114599072A true CN114599072A (zh) 2022-06-07
CN114599072B CN114599072B (zh) 2024-02-06

Family

ID=81806473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210135446.XA Active CN114599072B (zh) 2022-02-14 2022-02-14 时变需求驱动的密集wlan终端关联管理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114599072B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104540172A (zh) * 2014-12-29 2015-04-22 江苏中兴微通信息科技有限公司 一种wlan系统中基于位置意识的单位面积负载均衡方法
US20160174123A1 (en) * 2013-05-20 2016-06-16 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Avoiding mass migration of wireless communication devices from one access point to another
CN106102100A (zh) * 2016-06-23 2016-11-09 深圳市百米生活股份有限公司 一种接入式和迁移式无线负载均衡系统
CN107113641A (zh) * 2014-12-17 2017-08-29 汤姆逊许可公司 多接入点环境中wlan用户体验质量控制
CN110248386A (zh) * 2019-07-10 2019-09-17 中通服咨询设计研究院有限公司 一种面向大规模密集无线网络的分层式负载均衡方法
CN111694636A (zh) * 2020-05-11 2020-09-22 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 一种面向边缘网络负载均衡的电力物联网容器迁移方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160174123A1 (en) * 2013-05-20 2016-06-16 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Avoiding mass migration of wireless communication devices from one access point to another
CN107113641A (zh) * 2014-12-17 2017-08-29 汤姆逊许可公司 多接入点环境中wlan用户体验质量控制
CN104540172A (zh) * 2014-12-29 2015-04-22 江苏中兴微通信息科技有限公司 一种wlan系统中基于位置意识的单位面积负载均衡方法
CN106102100A (zh) * 2016-06-23 2016-11-09 深圳市百米生活股份有限公司 一种接入式和迁移式无线负载均衡系统
CN110248386A (zh) * 2019-07-10 2019-09-17 中通服咨询设计研究院有限公司 一种面向大规模密集无线网络的分层式负载均衡方法
CN111694636A (zh) * 2020-05-11 2020-09-22 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 一种面向边缘网络负载均衡的电力物联网容器迁移方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨腾: "超密集网络中计算节点协作及虚拟机迁移方案研究", 《中国优秀硕士论文全文数据库》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114599072B (zh) 2024-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7268047B2 (ja) 周波数間負荷バランスを最適化するための無線アクセスネットワークコントローラの方法およびシステム
CN101427480A (zh) 用于平衡在无线局域网中的接入点上的负载的方法和设备
JP6606431B2 (ja) 無線マルチバンド異機種ネットワークに亘って負荷均衡化を達成するユーザ／基地局シグナリング及び接続のための方法並びに装置
US20210410041A1 (en) System and method for using mobility information in heterogeneous networks
Johal et al. An overview of vertical handover process and techniques
CN107484209A (zh) 一种考虑用户QoS的网络负载均衡垂直切换方法
CN102905277B (zh) 一种选择协作节点的基站、系统及方法
US10129807B2 (en) System and method for using mobility information in heterogeneous networks
Li et al. Traffic scenario clustering and load balancing with distilled reinforcement learning policies
Mathonsi et al. Intersystem handover decision model for heterogeneous wireless networks
JP6638883B2 (ja) 制御装置、その制御装置を備えた無線通信システム、コンピュータに実行させるためのプログラム、およびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
CN109842912A (zh) 一种基于集成学习的多属性切换决策方法
CN114599072A (zh) 时变需求驱动的密集wlan终端关联管理方法
CN108200655B (zh) 信道选择方法及装置
Sun et al. Group vertical handover in heterogeneous radio access networks
CN117897986A (zh) 用于执行具有多教师强化学习的通信负载平衡的方法或装置
US20220150785A1 (en) Method and apparatus for distributing traffic load between different communication cells
Hernández-Carlón et al. Deep learning-based multi-connectivity optimization in cellular networks
Fang et al. Improve quality of experience of users by optimizing handover parameters in mobile networks
CN116508346A (zh) 用于无线通信系统中负载平衡的装置和方法
Soliman et al. Fully distributed scheduling in cloud-RAN systems
JP2009055467A (ja) 無線通信ネットワークシステム及び無線基地局選択方法
Feriani Meta multi-objective reinforcement learning for communication load balancing
Johal et al. Developing an efficient utility theory based VHO algorithm to boost user satisfaction in HETNETs
Sun et al. Deep Reinforcement Learning-Based Load Balancing Algorithm for Sliced Ultra-Dense Network

Legal Events

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