[发明专利]无线局域网的信道分配和用户关联方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线局域网通信，尤其涉及一种无线局域网的信道分配和用户关联方法。

背景技术

基于IEEE802.11标准的无线局域网（WLANs）即wifi网络，主要用于解决办公室局域网huo校园网中，用户与用户终端的无线接入。如今，基于IEEE802.11标准的无线局域网（以下简称802.11无线网络）已成为最广泛的无线因特网接入方式。基于IEEE802.11标准的无线局域网使用5GHz频段（802.11a）和2.4GHz免费频段（b、g、n）。基于IEEE802.11标准的无线局域网采用载波侦听技术，多个终端竞争共享信道资源。基于IEEE802.11标准的无线局域网有两种基本结构形式：一种是包含接入点和终端的基础性结构，所有终端和接入点通信接入网络，另一种是仅仅包含若干个终端的独立型网络，也叫ad-hoc网络。前者用于大规模密集的网络类型，后者用于小型、临时的网络。基于IEEE802.11标准的无线局域网可选信道有限，特别是互不相交叠的可用信道数目很少，因此采用信道切换即接入点变换其工作频率方式运行，终端和所关联的接入点工作在同一信道上。所述关联是指终端选择接入点获得网络服务的过程。发送时延是指终端平均发送单位数据包所需的时间。

随着基于IEEE802.11标准的无线局域网的急速发展，网络规模呈现爆炸性增长，在典型的应用场景如机场、办公楼等场所，往往有许多终端需要网络接入服务，因此需要布置较多的接入点，而包含有大量终端和接入点的密集型基于IEEE802.11标准的无线局域网会面临以下挑战:

1.终端始终关联到接收信号强度指示（Received Signal Strength Indication，RSSI）最大的接入点，往往是最近的接入点，当终端分布不均匀时会导致接入点之间负载不均衡，影响网络资源公平有效分配，降低了网络性能。

2.基于IEEE802.11标准的无线局域网可用信道数目有限，相邻接入点之间不可避免使用同一信道，为缓减接入点之间的竞争干扰水平，须对密集的接入点合理地分配这些信道。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线局域网的信道分配和用户关联方法，解决在基于IEEE802.11标准的无线局域网的密集型网络下网络负载不均衡、网络时延大的问题。

本发明的一种无线局域网的信道分配和用户关联方法，适用于基于IEEE802.11标准的无线局域网，所述无线局域网由多个接入点和多个用户终端组成，同一接入点同一时刻使用同一信道与用户终端通信，用户终端初始与信号最强的接入点通信；该方法包括以下步骤：

(a)初始化：终端选择RSSI最大接入点，接入点选择同一信道；

(b)根据信道切换规则对接入点进行信道切换；

(c)判断信道切换是否达到均衡；

(d)如信道切换达到均衡，则根据关联切换规则对终端进行接入点切换；如信道切换不达到均衡，则返回到(b)步骤；

(e)判断关联切换是否达到均衡；

(f)如关联切换达到均衡，则判断是否发生切换；如关联切换不达到均衡，则返回(d)步骤；

(g)如发生切换，则返回(b)步骤；如不发生切换，则结束。

根据信道切换规则对接入点进行信道切换包括以下步骤：

（a）根据以下公式计算所有信道的发送延时：其中，C_s是接入点s与关联的用户终端之间的发送时延之和，O_ca+O_p等于1.25ms、B_t等于8224bit，是用户终端i和接入点s之间的链路速率，A(q)表示所有使用信道q的接入点集，A_s为所有与接入点s关联的用户终端集；

（b）将所有信道的发送时延按值大小排序，根据切换条件F(Q)>F(p)+C_x，将使用发送时延最大的信道Q的接入点x切换到使用发送时延最小的信道p，其中，F(Q)为切换前发送时延最大信道的发送时延，F(p)为切换前发送时延最小信道的发送时延，C_x为接入点x与关联的用户终端之间的发送时延之和；

（c）重复步骤（a）和（b），直至重新计算后时延最大信道上的接入点不再切换信道为止；

（d）固定信道Q上的接入点信道，对其余信道上的接入点按步骤（a）～(c)重复操作，直至所有信道上的接入点都不再切换信道；

根据关联切换规则对终端进行接入点切换包括以下步骤：