一種基于amab模型的信道分配與用戶關(guān)聯(lián)策略的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線局域網(wǎng)領(lǐng)域，特別的，尤其涉及一種基于AMB模型的信道分配與 用戶關(guān)聯(lián)策略。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了適應(yīng)移動設(shè)備的快速發(fā)展引起的數(shù)據(jù)服務(wù)需求的增長，在諸如商場、飯店和 旅館等公共場所都設(shè)有WiFi網(wǎng)絡(luò)，在以上體娛場所中，WiFi網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用也被認(rèn)為可以提高 顧客的體驗并擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)收益。但與常見的辦公室網(wǎng)絡(luò)不同，許多體育館都有數(shù)萬個座位，用 戶密集度是普通辦公室網(wǎng)絡(luò)的數(shù)百倍。例如，在一個具有50000個座位的體育館中，大約需 要400個AP來提供足夠的網(wǎng)絡(luò)容量并覆蓋整個場所。因此，在這些場所中，WiFi網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn) 高密集，大容量和實時服務(wù)的特點，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營和管理更加復(fù)雜。
[0003] 在高密集的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，由于正交信道的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于鄰近AP的數(shù)量，所以同信 道干擾成為了限制網(wǎng)絡(luò)性能的主要因素。因此，必須采用信道分配策略來減緩鄰近AP之間 的同信道干擾。
[0004] 另外，由于用戶的高密集性，與同一個AP關(guān)聯(lián)的STA數(shù)量將是數(shù)十甚至數(shù)百個，并 且在用戶分布不均勻時，部分區(qū)域的用戶密集程度將更高。在這種情況下，以CSMA/CA為基 礎(chǔ)的信道接入機(jī)制將導(dǎo)致超負(fù)荷AP下的STA的性能顯著下降。因此，必須采用用戶關(guān)聯(lián)策 略來均衡AP間的負(fù)載。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中主要采用以下用戶關(guān)聯(lián)策略來均衡AP間的負(fù)載：
[0006] 1、現(xiàn)有技術(shù)一的技術(shù)方案（專利號CN103997790)
[0007] 此方案是一種基于聯(lián)盟的WLAN設(shè)備動態(tài)信道分配方法，其步驟為：DFS控制節(jié)點 收集維護(hù)AP節(jié)點的當(dāng)前信道、鄰居AP節(jié)點ID等信息，產(chǎn)生DFS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；將DFS網(wǎng)絡(luò)拓 撲圖分割成獨(dú)立的連通子圖，最終的分割子圖形成DFS分組；對于沒有邊界分割節(jié)點的DFS 分組，選擇組內(nèi)總接收信號強(qiáng)度最高的節(jié)點作為動態(tài)信道選擇算法的開始節(jié)點；對于有多 個邊界分割節(jié)點的DFS分組，選擇總接收信號強(qiáng)度最高的分割節(jié)點作為動態(tài)信道選擇算法 開始節(jié)點；從開始節(jié)點開始，優(yōu)先選擇總接收信號強(qiáng)度最高的鄰居進(jìn)行信道選擇。本發(fā)明通 過分組技術(shù)加快了整網(wǎng)動態(tài)信道調(diào)整的收斂速度，縮短了信道選擇收斂時間。
[0008] 2、現(xiàn)有技術(shù)二的技術(shù)方案（專利號CN101132600)
[0009] 該發(fā)明是一種無線網(wǎng)絡(luò)中動態(tài)信道分配方法與裝置，將無限局域網(wǎng)絡(luò)中復(fù)雜的動 態(tài)信道分配的問題構(gòu)建成為譯碼的問題。本發(fā)明建立標(biāo)準(zhǔn)圖來模型化無線網(wǎng)絡(luò)中接入點與 用戶之間的環(huán)境，然后規(guī)范出該標(biāo)準(zhǔn)圖在所有接入端節(jié)點與客戶端節(jié)點的區(qū)域限制規(guī)則， 并反復(fù)地通過和積算法，來得到動態(tài)信道分配的近似最佳化的解。本發(fā)明不僅是全分布式 低復(fù)雜度的動態(tài)信道分配技術(shù)，并且大幅提高無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量。本發(fā)明進(jìn)一步采用 用戶互斥區(qū)域，來保證每個用戶與接入點之間的鏈接質(zhì)量。
[0010] 3、現(xiàn)有技術(shù)三的技術(shù)方案（專利號CN102143590)
[0011] 該發(fā)明統(tǒng)計所有AP的發(fā)送時延作為其負(fù)載度量，其值為所關(guān)聯(lián)的所有STA的發(fā)送 時延之和。通過排序獲得全局負(fù)載最大的AP，依次判斷其關(guān)聯(lián)的STA是否滿足特定的切換 條件。選出滿足切換條件，并且切換增益（切換前后負(fù)載迀移量）最大的STA，該STA與重 新選出的AP進(jìn)行重新關(guān)聯(lián)。
[0012] 4、現(xiàn)有技術(shù)四的技術(shù)方案（專利號CN103313306)
[0013] 該發(fā)明采用AP+AC的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，當(dāng)AP收到STA發(fā)送的掃描請求幀時，將自身統(tǒng)計 得到的負(fù)載信息、網(wǎng)絡(luò)性能質(zhì)量信息匯報給AC。AC根據(jù)各個AP的負(fù)載信息、網(wǎng)絡(luò)性能質(zhì)量 信息，執(zhí)行負(fù)載均衡策略來選出該STA的最佳關(guān)聯(lián)AP。然后由收到掃描請求幀的AP將選擇 結(jié)果通告給STA，由STA與最佳關(guān)聯(lián)AP執(zhí)行關(guān)聯(lián)操作。
[0014] 但上述四種方案分別存在一定的技術(shù)缺點：
[0015] 1、現(xiàn)有技術(shù)一的缺點
[0016] 該發(fā)明在網(wǎng)絡(luò)密集程度增加時，控制節(jié)點產(chǎn)生DFS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D并分割成DFS分組 的過程會對系統(tǒng)造成很大的負(fù)擔(dān)，并難以適應(yīng)快速變化的網(wǎng)絡(luò)動態(tài)。
[0017] 2、現(xiàn)有技術(shù)二的缺點
[0018] 該發(fā)明需要全局的信道狀態(tài)信息來得到信道分配的策略，但由于網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)特 性，全局的信道狀態(tài)信息是很難及時獲得的。
[0019] 3、現(xiàn)有技術(shù)三的缺點
[0020] 該發(fā)明對STA的信道接入時延的計算是基于網(wǎng)絡(luò)流量處于飽和狀態(tài)的假設(shè)，并根 據(jù)802. Ilb協(xié)議給出了固定的信道接入時延和協(xié)議開銷參數(shù)，這種方法不能刻畫網(wǎng)絡(luò)流量 處于非飽和狀態(tài)時STA的信道接入時延與AP的實際負(fù)載之間的關(guān)系。
[0021] 4、現(xiàn)有技術(shù)四的缺點
[0022] 該發(fā)明針對STA發(fā)起的接入式負(fù)載均衡問題，AC得到關(guān)聯(lián)方案之后還需要將關(guān)聯(lián) 結(jié)果通告STA，且需要STA的參與來完成最佳關(guān)聯(lián)操作，關(guān)聯(lián)過程復(fù)雜且耗時大，需要對STA 的協(xié)議棧進(jìn)行修改，不利于實現(xiàn)。
[0023] 因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種性能優(yōu)異、功能完善、應(yīng)用可靠的用戶關(guān) 聯(lián)策略來均衡AP間的負(fù)載。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0024] 有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是密集場景中的同信道 干擾導(dǎo)致的WLAN網(wǎng)絡(luò)時延大的問題。
[0025] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種基于AMB模型的信道分配與用戶 關(guān)聯(lián)策略，其步驟為：
[0026] (SI)、每個AP和STA將決策概率序列設(shè)為等概分布；
[0027] (S2)、每個AP根據(jù)各自的概率序列選擇信道，并統(tǒng)計STA的平均數(shù)據(jù)到達(dá)率、時延 和吞吐量等信息，計算當(dāng)前選擇信道的增益；
[0028] (S3)、AP計算累計代價參數(shù)；
[0029] (S4)、AP根據(jù)指數(shù)平均加權(quán)策略，計算新的概率序列；
[0030] (S5)、每個STA根據(jù)各自的概率序列選擇AP關(guān)聯(lián)，并統(tǒng)計平均數(shù)據(jù)到達(dá)率、時延和 吞吐量等信息，計算當(dāng)前關(guān)聯(lián)AP的增益；
[0031] (S6)、STA計算累積代價函數(shù)；
[0032] (S7)、STA根據(jù)指數(shù)加權(quán)平均策略，計算新的概率序列，并返回執(zhí)行步驟（S2)。
[0033] 所述步驟（SI)具體為：對與當(dāng)前場景中任意AP，可分配信道數(shù)量為M。每個AP分 別保存一個選擇信道的概率分布序列，AP