公共场所WLAN漫游的仿真实现与优化开题报告

1. 研究目的与意义

在WiFi网络中，AP负责接入无线终端并转发流量，无线终端要进行相互通信或收发有线网络的数据就必须先与AP建立关联。由于无线终端具有可移动性，当其逐渐移动出正在关联AP的覆盖范围时，则必然会和此关联的AP断开连接，终端在不同的AP之间进行漫游切换存在较长的时间延迟现象，必然会造成用户体验变差。尤其是用户正在使用WiFi网络进行对传输时延要求极高的VoIP语音通话的时候。针对WiFi终端在AP之间切换存在的时间延迟问题，“无线漫游”技术应运而生。“无线漫游”技术在传统的MAC层切换方式上进行探讨研究，提出了高效连接策略，阈值切换策略等，大大缩短了WiFi终端在AP间切换的时间，并可实现终端在AP间漫游切换的无缝接入。

2. 课题关键问题和重难点

Wi-Fi网络覆盖存在三个较为突出的难点问题。一，边缘覆盖。二，跨越障碍物覆盖。三，高密场景覆盖，在高密组网环境下，多用户并发将导致链路间干扰大大增加，虽然在802.11ac中引入了下行多用户MIMO以提升下行传输吞吐率，但是如何提供更高的下行传输吞吐率仍是需要克服的难点。

为解决以上三大难点，华为创新研发了智能天线。华为智能天线由多个天线组成天线阵列，然后根据天线选择算法选择其中部分天线阵子进行信号的发射和接收，不同天线的组合可以形成不同的信号辐射方向，从而为处于不同位置的STA选择最佳的天线，提高信号接收质量，提升系统吞吐量，提供更好的覆盖服务。

3. 国内外研究现状（文献综述）

移动智能终端的广泛应用和无线网络的快速普及和大量应用,使得基于位置服务(location based services, lbs)的应用需求呈现出快速、大幅增长趋势,lbs迅速发展和普及到了社会生活和生产的各个领域,并逐渐显示出了良好的技术发展前景和巨大的应用市场空间[1]。借助位置信息需求,定位技术与基于位置的服务的发展紧密地联系在一起了[2]。其中,可靠而高效的室内定位技术是实现lbs的前提和关键所在。基于无线局域网(wireless local area network, wlan)和接收信号强度(received signal strength, rss)的室内定位技术,充分利用现有的wlan公共基础设施,无需任何其它专用设备,只需特定的定位软件,即可通过移动智能终端实现定位[3]。wlan的室内定位技术因其较低的定位成本、且能满足大多数室内应用对定位精度的需求,已经成为室内定位技术的首选[4]。本文对wlan的基于rss的位置指纹定位技术开展了较为深入地调查和研究。采用软件与硬件结合、仿真和实验并重的研究方法,对wlan指纹定位的定位区域聚类、ap选择、rss信号定位特征提取等主要技术环节进行了研究。实验证明,与传统的基于直方图和高斯模型的定位技术相比,在保证相同定位精度前提下,基于idgd的定位算法可减少大约70%的样本数量[5]。因此idgd算法可以大幅度地减少样本数量,减少数据采集工作量,节约定位成本,提高系统的定位精度。 研究了大定位目标区域的聚类问题[6]。因此并不是所有的ap提供的rss信号都有利于定位,很多rss可能受到各种各样的噪声影响,含有大量的冗余信息,不仅不会提高系统的定位精度,反而起到相反的作用[7]。因此需要对rss信号也就是ap的定位能力进行判别,筛选出最优的ap集合用于定位[8]。研究了提取rss信号的有效定位特征问题[9]。与传统的定位算法相比,可显著提高系统小误差定位(1米内)的概率,缩小系统的定位误差范围,优化系统定位性能[10]。

4. 研究方案

通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆，构成有线局域网。但有线网络在某些场合要受到布线的限制：布线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各节点不可移动。对正在迅速扩大的连网需求形成了严重的瓶颈阻塞。wlan就是解决有线网络以上问题而出现的， wlan为wireless lan的简称，即无线局域网。无线局域网是利用无线技术实现快速接入以太网的技术。与有线网络相比，wlan最主要的优势在于不需要布线，可以不受布线条件的限制。介绍了如何组建办公楼wlan无线网络, 无线局域网的基本组成构架，组建wlan无线网络所需的软硬件和无线局域网在实际中的发展和应用,叙述它组建wlan无线网络所必须的相关知识和要点。简述无线网络的解决方案。本文讲述了在根据要求和规划选择组网方案。最后设计一个具体的例子说明了组建wlan无线网络的具体步骤。浅析组建wlan无线网络所需的硬件和方案。

3.4.1合理设计信道分布，信道采用蜂窝方式

信道必须基于现场环境进行合理的设计，两个频段的信道独立设计，而且信道设计和调整一般需要配合功率调整，对于同信道可见性高的ap，可以适当降低ap功率，当然信号强度还是第一位的，在满足信号强度和降低同信道干扰这对矛盾的解决方法中，以最大化保证信号强度为首要。

5. 工作计划

工作计划一共13周，第一周我接到任务书，通过老师的指导领会课题含义。我按照要求查找相关资料，并且将文献翻译成英文。第二周，我阅读了相关资料，理解有关内容，写了一份开题报告，经过老师审核，提交开题。第三周，根据需求分析设计方案的草拟。第四周，进行拓扑设计。第五周，完成论文设计的模拟环境搭建，进行期中检查。第六周，完成毕设设计的大纲。第七周，模拟器实现需求，提交毕设论文提纲，给指导老师审阅。第八周，硬件制作调试和完善软件设计。第九周，完成模拟器的功能测试。第十周，完成毕设论文查重，提交毕设论文终稿和查重报告，接受答辩资格审查。第十一周，评阅教师评阅论文，我准备答辩。第十二周，答辩结束。第十三周，检查毕设文档，毕设结束。