地铁移动无线网络系统的服务质量研究

论文摘要

无线局域网技术使得网络的接入方式不再受物理线路的局限;嵌入式技术使得通信设备向着微型化、低功耗和高性能的方向发展。地铁移动WLAN系统正是无线局域网与嵌入式技术集成应用的典型。服务质量是WLAN的关键技术之一,提高服务质量支持多业务是能够直接影响WLAN进一步发展的关键而紧迫的问题。论文对地铁移动WLAN系统服务质量的研究目的在于提高地铁移动WLAN系统的网络吞吐量,降低切换时延。论文对地铁移动WLAN系统服务质量的研究主要包含四个部分:首先分析了现有地铁移动WLAN系统服务质量状况,通过分析实验数据,找出系统吞吐量和切换存在的缺陷,并据此分析缺陷产生的原因;其次对无线网络驱动程序数据包接收过程进行了优化,解决了数据包丢失问题,提高了网络吞吐量;再次针对地铁移动WLAN系统特点提出了一种MAC层和网络层切换的解决方案,给出一种确定切换触发时机的算法,根据系统中AP的位置,移动节点的移动速度和切换用时得到移动节点在不同移动速度和移动偏移角度下触发切换时AP的信号强度阀值,并针对系统AP的安放位置相对固定和移动节点移动规律单一的特点,提出利用动态切换队列确定NAP的方法降低切换时延;最后对系统进行了测试,结果表明论文所采用的方法极大地提高了地铁移动WLAN系统的网络吞吐量,降低了切换时延。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 论文研究的背景和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 WLAN 服务质量QoS 的定义
• 1.3.2 WLAN 服务质量研究现状
• 1.3.3 地铁移动WLAN 系统状况
• 1.4 论文的主要内容
• 1.5 论文结构
• 第二章 地铁移动WLAN 系统服务质量分析
• 2.1 地铁移动WLAN 系统简介
• 2.1.1 系统网络拓扑
• 2.1.2 系统移动和漫游
• 2.2 地铁移动WLAN 系统服务质量分析
• 2.2.1 系统服务质量存在的缺陷
• 2.2.2 缺陷产生原因分析
• 2.3 地铁移动WLAN 系统服务质量设计
• 2.3.1 提高系统网络吞吐量
• 2.3.2 降低系统切换延迟
• 2.4 小结
• 第三章 地铁移动WLAN 系统的网络吞吐量
• 3.1 地铁移动WLAN 系统网络数据存取流程
• 3.1.1 系统无线板卡硬件结构
• 3.1.2 系统无线网络接口数据存取流程
• 3.1.3 系统有线网络接口数据存取流程
• 3.2 系统网络数据存取优化
• 3.2.1 系统网络数据存取存在问题
• 3.2.2 系统网络数据存取优化方法
• 3.3 系统网络数据存取优化实现
• 3.4 系统网络数据存取优化测试
• 3.4.1 数据包丢失情况测试
• 3.4.2 网络吞吐量测试
• 3.4.3 文件传输测试
• 3.5 小结
• 第四章 地铁移动WLAN 系统切换算法设计
• 4.1 系统切换方案分析
• 4.1.1 地铁移动WLAN 系统特点
• 4.1.1.1 地铁环境特点
• 4.1.1.2 系统切换特点
• 4.1.2 国内外主流的切换算法分析
• 4.2 系统切换机制整体架构
• 4.3 切换触发模块
• 4.3.1 Well-Time 算法模型
• 4.3.2 确定切换触发距离
• 4.3.3 确定切换触发接收信号强度
• 4.4 NAP 确定模块设计
• 4.4.1 动态切换队列确定NAP
• 4.4.1.1 动态切换队列的建立
• 4.4.1.2 切换队列命中NAP
• 4.4.1.3 切换队列的动态更新
• 4.4.2 信道扫描确定NAP
• 4.5 网络层切换模块设计
• 4.5.1 网络层NAP 发现
• 4.5.2 网络层注册
• 4.6 小结
• 第五章 系统切换算法的实现和测试
• 5.1 切换算法的总体流程
• 5.2 信道扫描单元的实现
• 5.2.1 信道扫描触发
• 5.2.2 信道扫描实现
• 5.3 NAP 确定模块的实现
• 5.3.1 信道扫描确定NAP
• 5.3.2 动态切换队列确定NAP
• 5.4 网络层切换模块的实现
• 5.4.1 网络层NAP 发现实现
• 5.4.2 网络层注册实现
• 5.5 测试及分析
• 5.5.1 测试环境
• 5.5.2 测试方案及结果分析
• 5.5.2.1 网内切换测试
• 5.5.2.2 网间跨网漫游测试
• 5.5.2.3 测试结果分析
• 5.6 小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 论文的主要工作和贡献
• 6.2 下一步研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文