软件定义无线局域网的切换接入机制

软件定义无线局域网（WLAN）是管理无线网络的一个趋势。针对无线访问接入点（AP）部署密集环境中频繁切换、接入失败等问题，提出了基于惩罚因子的全局关联记忆保留的接入控制的方法。首先，扩展OpenFlow协议；其次，利用扩展数据报文通过AP向控制器报告网络的质量、负载、吞吐量以及利用率等指标；接着，引入变异系数法确定网络指标的系数，然后利用这些指标参数构建AP接入权值；最后，引入全局惩罚因子记录网络中发生频繁来回切换的情况，根据全局记忆保留的惩罚因子修正AP接入权值和发射功率。通过与信号最强接入法和负载均衡接入法的实验对比表明，终端站点（STA）在复杂网络环境中移动时，该方法能有效地降低切换的“乒乓效应”，减少网络的切换次数和切换时延并提高网络切换成功率。与传统信号最强接入法相比，所提方法的切换请求次数减少了21.7%，增强了网络接入性能的稳定性。     

无线网络负载均衡技术浅析

随着无线局域网扩展服务集中的终端（STA）的移动和无线信道的时变,各个接入点（AP）上的负载会出现差异,需要加强负载均衡,平衡各个AP的差异,以达到最大化的网络资源利用。无线局域网中的负载均衡算法可以采用STA／AP主控负载均衡或接入式／切换式负载均衡技术。     

基于SDN的WLAN负载感知切换方案实现

基于软件定义网络将网络的控制平面与转发平面分离,并提供开放的可编程接口等特点,提出一种基于SDN的AP负载感知的切换算法,以减少网络中频繁切换并使AP间负载相对均衡。该方法利用SDN集中控制功能,实时监控AP的网络状态信息,并由控制器判断AP负载状态和预测终端运动状态来辅助切换过程。实验结果表明,该切换方法可以减少切换次数和平衡AP间的负载,保证用户网络服务质量。     

SDWN下基于流量负载感知的AP间无缝切换算法研究

软件定义无线网络（SDWN）作为一种控制转发解耦合的架构,有利于快速获取全局拓扑,为无线接入点（AP）间无缝切换提供了便利。针对传统基于信号强度（RSSI）的AP选择算法可能会造成资源利用率低及负载不均衡问题,充分考虑流量负载对AP性能的影响,对传统Odin架构进行扩展,提出了一种软件定义无线网络（SDWN）下基于流量负载感知的AP间无缝切换算法。该算法考虑客户端收到的信号强度（RSSI）及AP的流量负载,可有效解决AP间负载不均衡问题。最后,在开源实验平台(Odin)应用此算法,实验表明相比传统基于RSSI的切换算法,此算法有效提升了终端网络吞吐量。     

基于SDWN的负载感知终端多点关联方案研究

软件定义无线网络（SDWN）是一种控制与转发分离的无线网络架构。该架构可以快速获取全局拓扑并且其可编程性结合资源虚拟化技术可以对网络接入进行动态控制。针对现有WLAN网络接入负载不均衡问题及移动终端与AP硬关联导致的切换速度较慢的问题,基于SDWN架构提出了一种负载感知终端多点关联方案。该方案对SDWN网络架构下的终端接入算法进行改进,采用多点关联技术,即终端在感知AP负载数据后,可关联多个虚拟AP,达到动态分流并提高网络吞吐量的目的。最后在SDWN的开源Odin平台上验证了方案的可行性,实验表明相比无缝切换至另一AP,此方案可改变原有终端与AP接入一一对应的接入关系,根据AP负载动态接入,可有效提升网络吞吐量。     

无线网络负载均衡技术浅析

随着无线局域网扩展服务集中的终端(STA)的移动和无线信道的时变,各个接入点(AP)上的负载会出现差异,需要加强负载均衡,平衡各个AP的差异,以达到最大化的网络资源利用。无线局域网中的负载均衡算法可以采用STA/AP主控负载均衡或接入式/切换式负载均衡技术。     

IEEE 802.11宽带无线局域网负载均衡优化研究*

在基于IEEE 802.11的宽带无线局域网中,随着终端STA的接入、移动和无线信道的时变性,各个接入点（AP）的负载将会产生差异,需要负载均衡优化机制平衡各个AP的差异,以达到网络资源的最大利用率。详细讨论了无线局域网中用到的几种负载均衡机制,分析了各自的优缺点,结合这些特点给出一种新的负载均衡机制。该机制能较准确地统计终端业务信息,降低切换失败风险,快速达到APs之间的负载均衡,优化提高网络整体性能。     

利用SDN实现可编程无线局域网多径接入管理

WiFi接入点（Access Point,AP）被广泛部署在学校、商场和机场等公共场所,满足用户随时随地的使用需求.然而,管理大规模的WiFi网络仍是一个亟待解决的难题,设备间的差异性造成难以在无线局域网中提供集中的接入管理.同时,由于各种新服务、新应用的推动,使得传统无线局域网中的网络资源利用率低及接入点负载不均衡的问题目益严重.因此,本文引入SDN思想,将协议无关转发（POF）技术应用到无线局域网中,提出一种深度可编程无线局域网架构,实现集中接入管理.同时,综合考虑信号强度（RSSI）、实时网络流量等因素,提出一种基于多路径TCP （MultiPath TCP,MPTCP）的无线AP接入管理机制,充分利用各AP的带宽资源,避免在拥塞的路径上继续传输数据,从而均衡底层AP负载.     

基于SDN的无线接入网络切换决策方法

由于5G接入平面中多种接入技术并存,以及用户不规则的、趋向按需的主动式移动性特点,接入网络之间的负载不均衡问题更加突出,并导致了接入网络的资源浪费以及较低的用户体验。针对这一问题,文章提出了一种基于SDN的无线接入网络切换决策方法,从网络侧和用户侧考虑为用户选取AP进行切换,以均衡接入网络之间的负载,并最大化用户的需求满意度。     

基于Jelger算法的多因素网关选择算法

针对移动自组织网络（mobile Ad hoc network,MANET）与Internet互联时的网关选择问题,提出一种基于Jelger算法的多因素网关选择算法来进行网关选择和切换。该算法综合考虑跳数、网关效益、通信成本等约束对网关选择的影响,在此基础上构建目标函数,引入网关选择度量——网关可用度（GUD）来完成网关的选择和切换。仿真结果表明,该算法能够有效改善Jelger算法引起的网关频繁切换问题和负载不均衡问题,减少网关切换次数,降低了传输时延和网络负载,提高了网络性能。     

Fuzzy based multi-criteria vertical handover decision modeling in heterogeneous wireless networks

Vertical handover gain significant importance due to the enhancements in mobility models by the Fourth Generation (4G) technologies. However, these enhancements are limited to specific scenarios and hence do not provide support for generic mobility. Similarly, various schemes are proposed based on these mobility models but most of them are suffered from the high packet loss, frequent handovers, too early and late handovers, inappropriate network selection, etc. To address these challenges, a generic vertical handover management scheme for heterogeneous wireless networks is proposed in this article. The proposed scheme works in three phases. In the first phase, a handover triggering approach is designed to identify the appropriate place for initiating handover based on the estimated coverage area of a WLAN access point or cellular base station. In the second phase, fuzzy rule based system is designed to eliminate the inappropriate networks before deciding an optimal network for handover. In the third phase, a network selection scheme is developed based on the Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) decision mechanism. Various parameters such as delay, jitter, Bit Error Rate (BER), packet loss, communication cost, response time, and network load are considered for selecting an optimal network. The proposed scheme is tested in a mobility scenario with different speeds of a mobile node ranging from very low to very high. The simulation results are compared with the existing decision models used for network selection and handover triggering approaches. The proposed scheme outperforms these schemes in terms of energy consumption, handover delay and time, packet loss, good put, etc.     

AI-MIPv6：一种基于归属信息的移动IPv6预测切换协议

已经提出的快速和平滑切换框架中，普遍使用接入路由器进行信令的处理和数据的缓存，这种结构不易部署和扩展。本文提出了利用链路层与网络层之间的归属信息进行预测切换的协议，描述了预测切换协议的切换过程，阐述了归属信息的组织和使用方法，分析了切换协议的时延特性，并进行了实验验证。该协议通过对本地管理单元和域管理单元的使用，能够有效减少切换时延和丢包!并具有易部署和易扩展的能力。     

基于动态扫描周期的多属性垂直切换算法

当终端处于动态的异构无线网络环境下,为在减少终端能耗的同时,及时检测到周围可用的无线网络并从中快速选择一个合适的接入网络,提出一种基于动态扫描周期的多属性垂直切换算法。在网络发现阶段根据终端接收到的当前接入网信号强度和终端的移动速度动态调整扫描周期,减少终端接口激活次数。在网络选择阶段采用多属性判决法综合考虑多种网络属性,采用层次分析法和熵权法根据业务类型不同对各参考属性进行权值分配,引入微小阈值对网络进行过滤。仿真结果表明,与现有算法相比,所提算法能够在减少终端能耗的同时,及时地为终端选择出最佳的接入网络。     

基于多目标最优化方法的垂直切换判决

当多个移动节点在蜂窝网与无线局域网共存的异构无线网络环境中移动时,综合考虑移动节点的电池寿命、基站与接入点的负载以及移动节点花费3个因素,运用多目标最优化方法进行切换判决,为所有移动节点选择合适的目标网络,使整个网络资源得到合理利用。仿真结果表明,相比传统最强信号优先方法,该方法在剩余电池寿命总和与负载平衡方面具有较好的性能,在花费总和方面性能较差。     

移动IPv6快速切换在无线局域网中的实现

基本的移动IPv6切换延迟太大，不能满足实时业务的要求．因此IETF提出了基于隧道的移动IPv6快速切换协议．对移动IPv6的切换性能进行了分析，在无线局域网环境下提出了一种实现基于隧道的移动IPv6快速切换的方法．这种方法通过结合使用链路连接触发器和快速路由器公告，实现了将无线接入点链路地址快速映射成其连接的接入路由器信息，并且使用接入路由器信息缓存机制来优化切换过程．实验结果表明，该方法实现了移动IPv6快速切换，达到了很好的切换性能．     

移动IPv6网络基于身份签名的快速认证方法

接入认证对移动IPv6网络的部署和应用至关重要,在切换过程中加入认证过程会影响移动IPv6网络的切换性能.当前,对移动IP网络中接入认证的研究大多没有考虑对切换性能的影响.另外,目前许多双向认证机制都是基于证书的方式来实现,无线移动环境的特殊性使得这种方式并不适合无线移动网络.一种适用于移动IPv6网络的基于身份签名的快速双向认证方法被提了出来.该方法使用NAI(network access identifier)作为公钥,简化了无线移动环境中的密钥管理问题,有效地解决了基于PKI(private key     

A predictive handover scheme to improve service quality in the IEEE 802.21 network

The Media Independent Handover (MIH) standard defined in the IEEE 802.21 specification supports vertical handovers across heterogeneous networks. A cross-layer scheduling scheme is proposed to exploit Link Going Down information from MIH to predict handover requirements, and then improve the performance of Quality of Service (QoS) enabled transport services given the limited radio spectrum available for handovers in a heterogeneous network environment. According to simulation results, the proposed scheme can effectively increase the effective range of QoS sensitive services at the cell border while executing the handover procedure.     

Implementation and performance study of IEEE 802.21 in integrated IEEE 802.11/802.16e networks

In this paper, we propose a framework for the implementation of the IEEE 802.21 Media Independent Handover (MIH) standard and evaluate its performance through experiments in integrated 802.11/802.16e networks. The IEEE 802.21 standard defines three types of MIH services (event, command, and information) that facilitate the mobility management and handover process in heterogeneous networks. To support MIH services, we develop a MIH-capable mobile node and the MIH information service server. Then, we introduce the Connection Manager (CM) which utilizes MIH services. Two main roles of CM are supporting seamless vertical handovers and efficient access point (AP) discoveries. From the experimental results in the real test-bed, we can know that the MIH services can be used to reduce packet losses during a vertical handover and to reduce the AP discovery time and energy consumption of mobile nodes.