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30000字硕士毕业论文局域网中移动电话越区切换的探讨

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:30000字
论点:切换,技术,负载
论文概述:

第一章引言 1.1研究背景信息技术的飞速发展,使得人们对网络通信的需求也不断提高,同时伴随着无线技术的成熟与进步,人们希望打破客观条件的制约,能够实现任何人(Whoever)在任何时候

论文正文:

第一章引言         1.1研究背景信息技术的飞速发展,使得人们对网络通信的需求也不断提高,同时伴随着无线技术的成熟与进步,人们希望打破客观条件的制约,能够实现“任何人(Whoever)在任何时候(Whenever)的任何地方(Wherever)与任何人(Whoever)进行任何方式(Whatever)通信”的目标。作为个人通信重要的组成部分,无线局域网(WLAN)已经掀起了移动计算的新浪潮。无线局域网技术是无线通信技术、网络技术和计算机软硬件技术的结合;移动VOID是VOID与无线局域网技术相结合的产物,具有便宜、方便、可随身携带等优点,极大地满足了信息时代下人们对信息产品和信息传播方式的需求,正在充分展现着它的广阔应用前景和诱人商机。然而,移动VOID所要求的高通信服务质量(QoS)对无线局域网通信技术带来了新的挑战,学术界和工业界从不同的侧面对其进行了研究,该领域新的技术和方法层出不穷,如何有效地提高移动VOID的服务质量已成为研究热点。       现有的移动VOID技术存在切换延迟过大、丢包率过高以及”间负载不平衡等问题,不足以满足移动VOID的通信要求。要使移动VOID在无线局域网中真正获得较高的服务质量,还需要对VOID技术作进行近一步研究,以使得VOID技术不断完善。为扩大无线局域网的覆盖范围,移动结点(MobileNode}MN)需要具有从一个AP切换hl到另一个AP的能力。MN在APs间的切换会对VOID等实时业务的服务质量会产生比较大的影响,然而传统的切换技术,存在切换延迟过长,丢包率大等问题,需要对切换的性能进行改善;同时,由于MN在APs间切换时,通常会选择信号强度最大的AP进行重新联结,这样就会使得AP间的负载产生差异,造成无线局域网中AP间负载的不平衡I21。传统的负载平衡技术,并未考虑到当前移动结点切换至相邻的AP时,对相邻AP负载的影响,以及移动结点切换后是否可以得到较好的服务质量,因而容易产生负载平衡的假象问题。       正是这些固有的缺点,制约了移动VOID技术的发展,需要改进传统的切换技术和负载平衡技术。1.2研究现状无线局域网中的移动VOID具有便宜、方便、可随身携带等的优点,极大地满足了信息时代下人们对信息产品和信息传播方式的需求,且有着良好的发展前景。目前在侧重于研究移动VOID的QoS问题方面,有着不同的研究成果,如切换技术、负载平衡技术、语言编码技术、回音消除技术、抖动缓冲技术等的研究。本文主要对切换技术和负载平衡技术进行研究,这两种技术不但可以有效解决移动VOID切换过程中产生的较大的切换延迟和较高的丢包率以及AP间负载的不平衡,而且可以有助于减少回音和延迟抖动的发生。(1)无线局域网中移动结点的MAC层切换研究国外的一些组织和学者们对此问题进行了深入的研究,许多技术已经进入实用化阶段。      1990年,IEEE802工作组开始802标准的制定,并于1997年发布了802.11(3]协议,这也是在无线局域网领域内的第一个在国际上被认可的协议,协议中的切换技术为硬切换,该切换技术的切换过程相对较快,但没有考虑切换对实时应用如移动VOID的QOS的影响。1998年,RamonCaceres和VenkateNP在这一领域进行了开创性的研究,提出了平滑切换的思想[[s],较好地解决了切换过程中的丢包问题,但是该切换技术增加了切换延迟。1999年,AGValko提出了准软切换问,由于这种切换技术适用于移动终端具有与两个基站同时进行通信能力的情况,因此该切换技术的适用范围并不是很广。此后,专家学者开始致力于减少切换延迟的研究。      2002年,SangheokPack等根据移动结点在AP之间的移动频度,提出了一种频度切换区域选择算法门,来减少认证时延;2004年,ShinM和MishraA等提出了基于邻居图的认证方法f81来减少认证时延。然而由于认证过程在整个切换过程中所占用的时间比较小,众多的学者开始在减小信道扫描阶段的时间方面进行研究。2004年,S.Shin等提出了利用选择性信道扫描j9]和缓存机制来减少信道扫描阶段的时间。但是,该方法并没有提到什么时候进行信道扫描。2005年,LRamani和S.Savage提出了将集中式的信道扫描分散进行的思想[yo]。它要求WLAN中所有的AP和MN保持同步,使得移动结点能够在恰当的时间转换到恰当的信道接收相应的AP发出的信标帧,从而减小了集中式扫描带来的大段延迟。但是,要同步WLAN中所有的AP和MN也比较复杂,需要对AP和MN进行比较大的改造,实现比较困难。2006年,H.Wu和K.Tan等提 参考文献[1] Arunesh Mishra, Minho Shin, William Arbaugh. An empirical analysis of the IEEE 802.11MAC layer handoff process团.ACM SIGCOMM Computer Communications Review (ACMCCR),2003, 33(2):385- TANG D, BAKER M. Analysis of a local-area wireless network proceedings of MOBICOM2000[C]. Boston, USA, New York:ACM, 2000:1-10. IEEE. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY)Spec}cations [S]. 1999.[4] Bin Cha, SungHoon Seo, YeoMin Choi, JooSeok Song. Mobile-Velocity adaptive VerticalHandoff in Integrated WLAN and WiBro Networks团.Information and Automation forSustainability .2008,4(8):384 Peter De Cleyn, Nik Van den Wijngaert, Lloren} Cerda, Chris Blondia. A smooth handoffscheme using IEEE802.11 triggerr--design and implementation固.Computer Networks, 2004,45(3): 345-361.(6] AG Valko. cellular IP: A New Approach to Internet HostMobility[C], ACM ComputerCommunication Review, 1999. Sangheon Pack,Yanghee Choi. Fast inter-AP handoff using pre-dictive authentication schemein public wireless LAN[J]. it Proc. IEEE Networks Atlanta, 2002(208):15-26. Shin M and Mishra A. Improving the latency of 802.11 hand-offs using neighbor graphs[C].Boston, Massachusetts, USA.Proceedings of the 2nd international conference on Mobile  S. Shin, A. S. Rawat, H. Schulzrinne, Reducing MAC layer handoff latency in IEEE 802.11wireless LANs[J],ACM MobiWac\'04, Oct 2004, Philadelphia, Pennsylvania, 2004,4(8): 10-18. 摘要 5-6 Abstract 6-7 第一章 引言 10-17     1.1 研究背景 10-11     1.2 研究现状 11-14     1.3 研究内容 14-15     1.4 论文组织结构 15-17 第二章 WLAN中移动VOIP的相关研究 17-31     2.1 移动VOIP服务质量的影响因素 17-19     2.2 IEEE 802.11协议简介 19-22         2.2.1 IEEE 820.11协议体系结构 19-21         2.2.2 IEEE 802.11的管理帧 21-22     2.3 无线局域网的MAC层切换 22-26         2.3.1 信道扫描 23-24         2.3.2 认证 24-25         2.3.3 重新联结 25-26     2.4 无线局域网的负载平衡 26-30     2.5 本章小结 30-31 第三章 基于预处理的切换技术 31-45     3.1 IEEE 802.11的主要切换技术 31-35         3.1.1 硬切换 31-32         3.1.2 平滑切换 32-34         3.1.3 基于AP预先转发切换 34-35     3.2 对切换相关问题的讨论 35-37         3.2.1 减小切换延迟 36         3.2.2 切换过程的丢包问题 36-37     3.3 基于预处理的切换技术 37-44         3.3.1 预处理 37         3.3.2 预处理启动条件的判定 37-38         3.3.3 预处理的过程 38-42         3.3.4 基于预处理的切换过程 42-43         3.3.5 切换过程的控制 43-44     3.4 本章小结 44-45 第四章 层次式负载平衡技术 45-57     4.1 无线局域网中的负载平衡技术 45-49         4.1.1 基于发起者的负载平衡技术 45-47         4.1.2 基于解决方式的负载平衡技术 47         4.1.3 对负载平衡相关问题的讨论 47-49     4.2 APs的层次式结构 49-51     4.3 层次式负载平衡 51-56         4.3.1 拓扑关系表的建立 51-52         4.3.2 AP负载的测量 52-53         4.3.3 合适移动结点的选择 53-55         4.3.4 负载平衡的过程 55-56     4.4 本章小结 56-57 第五章 仿真实验 57-75     5.1 网络仿真软件OPNET的简介 57-60     5.2 基于预处理的切换技术的仿真 60-68         5.2.1 基于预处理的切换方案的设计与实现 60-65         5.2.2 仿真及结果分析 65-68     5.3 层次式负载平衡技术的仿真 68-74         5.3.1 层次式负载平衡方案的设计与实现 69-72         5.3.2 仿真及结果分析 72-74     5.4 本章小结 74-75 第六章 总结与展望 75-77     6.1 工作总结 75-76     6.2 展望 76-77 参考文献 77-81 致谢 81-82 攻读硕士学位期间发表的论文 82