[发明专利]一种面向大规模密集无线网络的分层式负载均衡方法

说明书

本发明公开了一种面向大规模密集无线网络的分层式负载均衡方法，结合全局优化和局部优化，提高网络负载均衡的效率。首先，从全局网络来看，本发明对网络中大量的AP进行分簇处理，构建簇与终端之间的连接图，并在图中删除不可在簇之间迁移的终端，从而提高全局负载均衡优化的效率。其次，在局部网络中，分别考虑每个簇内的AP及可连接到这些AP的终端，构建簇内AP与相应终端的连接图，进行局部负载均衡优化。本发明要解决的技术问题就是在大规模密集无线网络中，通过一种分层式的负载均衡方法，提升大量AP节点之间负载均衡的效率。

技术领域

本发明属于无线网络负载均衡技术领域，尤其涉及一种面向大规模密集无线网络的分层式负载均衡方法。

背景技术

随着当今社会的信息化程度越来越高，无线局域网(WLAN,Wireless Local AreaNetwork)将向着大规模、高密度、高业务和高速率的方向发展，与此同时，大量的无线接入点(AP，Access Point)也被集中部署，在这种环境下，由于用户的移动性，各AP业务负载呈现随机性和时变性，加上AP各配置相互独立，缺乏统一的管理，将导致负载严重不均、无线资源无法得到充分的利用，严重影响网络的性能。

当前，用户都是根据每个AP的信号强度信息(RSSI，Receive Signal StrengthInformation)选择接入，但是在密集WLAN中，这种接入方式会产生很多的问题。一方面，在密集WLAN中，AP的数量和用户数量都很多，用户本身没有全局网络的信息，只根据RSSI进行AP选择，会导致某些AP上的负载很高，此时即使用户连接到具有更高的RSSI的AP上也会导致链路状态不佳的情况。另一方面，网络中更容易出现负载不均衡的问题，当某些用户只连接负载较高的AP上时，需求得不到满足，同时其他AP处于闲置状态，网络资源没有得到充分利用。集中式控制架构通过全局信息计算得到每个用户和AP之间的关联状态，进行全局控制。但当网络规模变大时，全局的负载均衡算法的算法复杂度较高，算法效率低，因此现有的负载均衡调度算法并不能很好地适用于如此大规模密集的WLAN环境。随着无线局域网的不断发展，大规模密集无线网络下的负载均衡问题也更加突出，由于缺乏高效合理的负载均衡优化方法，经常会出现网络性能降低，资源利用率低等问题。

发明内容

发明目的：在大规模密集无线网络中，存在大量无线接入点(AP，Access Point)与用户终端，使得全局负载均衡优化方法不再可行。此外，用户终端由于无线传输范围的限制，实际中只会与其周围一小部分无线接入点(AP，Access Point)的进行通信，因此可将局部优化与全局优化结合起来考虑。本发明的目的就是在大规模密集WLAN网络中，通过一种分层式的负载均衡方法，来实现网络中节点的切换、均衡各个AP下的负载差异。。

技术方案：为了达成上述目的，本发明提供了一种面向大规模密集无线网络的分层式负载均衡方法，包括以下步骤：

步骤1，对AP进行簇划分；

步骤2，进行AP簇间的负载均衡调度；

步骤3，进行AP簇内的负载均衡调度。

步骤1包括：

步骤1-1，在N个AP中随机选取其中的K个不同的AP，来作为K个AP簇的初始中心点；

步骤1-2，计算N个AP分别到K个不同的AP簇的初始中心的距离，根据距离最短原则，将N个AP分别划分到最近的AP簇中；

步骤1-3，对已经划分完成的AP簇，根据距离最短原则重新计算各AP簇的初始中心点，如果新的AP簇的初始中心点与前一次迭代过程的AP簇初始中心点不一致，则对各AP重新调整划分至最近的AP簇中，进行下一次迭代，即重新回到步骤1-2中；如果各AP簇初始中心点没有任何变化，说明距离最短算法已经收敛，分簇完成。

步骤2包括：