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研究生:黃昭憲
研究生(外文):Chao-Hsien Huang
論文名稱:IEEE802.11無線網路以工作站判決之漫遊決策
論文名稱(外文):IEEE 802.11 Wireless LAN Roaming Based on Stations
指導教授:廖俊睿
指導教授(外文):Jan-Ray Liao
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:電機工程學系所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:60
中文關鍵詞:802.11無線網路漫遊決策碰撞率
外文關鍵詞:802.11 wireless local area networkroaming decisioncollision rate
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在IEEE 802.11無線區域網路的有基礎架構模式中,以存取點(Access Point , AP)用來連接無線網路與有線網路,工作站必須先跟AP註冊才能透過AP連接有線網路。在原本802.11的漫遊決策機制中,工作站僅會根據AP訊號強度的大小來決定漫遊的時機。當目前連結的AP訊號衰減到臨界值時,工作站會開始掃描尋找其它AP的訊號,而且其它AP的訊號強度也要超過臨界值才會確定漫遊的目標。但是訊號最強但範圍內通道情況為忙碌的AP,可能因碰撞率的增加而使連線品質不佳。所以有學者提出一種新的漫遊決策機制,稱為「碰撞率為基準之漫遊決策機制」,將碰撞率納入考量,由AP搜集工作站的碰撞率大小做為漫遊判斷的依據。
延續碰撞率為基準之漫遊決策機制,本論文針對兩個方向進行研究。第一個方向是加快原方法漫遊的速度,方法是降低啟動漫遊的碰撞率臨界值,以提早開始搜尋。第二個方向提出了由工作站本身的碰撞率做為漫遊的判斷,不再由AP搜集各工作站的碰撞率,如此可以簡化工作站漫遊的流程。因此,工作站可以達到既選到碰撞率較低的AP又簡化漫遊過程的優點。最後,我們並利用模擬驗證了這兩種新方法的可行性。
In the infrastructure mode of IEEE 802.11 wireless local area network, an access point (AP) is used to connect a wireless network to a wired network. A wireless station needs to associate with an AP before it can connect to a wired network. In 802.11 standard, when the signal strength of the registered AP falls below a threshold, the station begins to scan for signals from other AP’s. If the signal strength from one of the other AP’s is above a threshold, the station then switches to the new AP by re-associating with the new AP and de-associating with the old AP. However, an AP with large signal strength may have a high collision rate within its reception area. In other words, associating with this AP may not yield good connection quality because of the high collision rate. Therefore, our group has proposed a new roaming mechanism called “collision-rate-based roaming mechanism”. This mechanism used collision rate to decide when to switch from one AP to another AP. In this mechanism, an AP collects collision rate from all the stations associated with it and distributed the collision rate information back to stations. The stations can then use the information to decide whether to switch or not.
Based on collision-rate-based roaming mechanism, this thesis investigated in two new directions. The first direction is to speed up the roaming time. Our approach is to reduce the collision rate threshold and make the AP search start earlier. The second direction is that instead of collecting and distributing collision rate by AP, a station uses its own collision rate to decide whether to switch or not. This approach can greatly simplify the whole roaming process. Finally, we did simulation to verify the above two new methods.
致謝 I
摘要 II
Abstract III
圖目錄 VI
表目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1 簡介 1
1.2動機與目的 2
1.3 論文架構 3
第二章 無線區域網路基本架構介紹 4
2.1 無線區域網路簡介 4
2.2 802.11 MAC協定 5
2.2.1 集中式協調機制(PCF) 7
2.2.2分散式協調機制(DCF) 8
2.3 RTS與CTS的轉換過程 10
2.3.1隱藏節點的問題 10
2.3.2 減少隱藏節點發生問題的方法 11
2.4 無線網路組成元件 12
2.4.1無基礎架構模式 13
2.4.2有基礎架構模式 13
2.5 無線區域網路系統服務 14
2.5.1分散式系統服務 15
2.5.2 無線區域網路工作站服務 17
第三章 直接計算碰撞率之通道品質預測機制 19
3.1 同步化掃描 19
3.1.1 同步化掃描的機制 21
3.2 標準漫遊決策機制 22
3.3直接計算碰撞率之通道品質預測機制 23
3.4加入隨機變數的依碰撞率的漫遊決策 27
3.5 平滑因子對預測結果之影響 29
3.6 預測週期對預測結果之影響 30
3.7總結以前論文的研究 31
第四章 增加可使用性的漫遊決策 32
4.1 之前的論文可實際運用上的問題 32
4.2 增加可使用性的漫遊決策 33
第五章 從工作站觀點上的品質漫遊決策 35
5.1依工作站之漫遊決策 35
第六章 通道品質預測漫遊之模擬 37
6.1 Network Simulator 2介紹 37
6.2 模擬環境 38
6.3 模擬“增加可使用性的漫遊決策” 38
6.3.1 模擬一 新決策和舊決策模擬差異 39
6.3.2 模擬二 增加模擬一AP2的工作站數量之模擬 41
6.3.3 模擬三 多漫遊工作站漫遊決策模擬 43
6.3.4 模擬四 AP1和AP2範圍內工作站數量一樣的模擬 46
6.4 以工作站為基準的漫遊模擬 48
6.4.1 平滑因子與工作站碰撞率關係 48
6.4.2 模擬一 兩AP碰撞率相差大的模擬 50
6.4.3 模擬二 增加模擬一AP2工作站數量的模擬 52
6.4.4 模擬三 兩AP碰撞率較為相近的模擬 53
6.4.5 模擬四 兩AP範圍內工作站數量一樣的模擬 55
第七章 結論與未來展望 57
參考文獻 58
[1] 賴彥呈, “IEEE 802.11 Wireless LAN Roaming Based on Channel Quality Estimation ,”國立中興大學,2006.
.
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[9] Yang Xiao, “Concatenation and Piggyback Mechanisms for the IEEE 802.11 MAC,” Wireless Communications and Networking Conference,
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[18] Ns version 1 -LBNL Network Simulator.
http://www-nrg.ee.lbl.gov/ns/.


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[22] D-link團隊, “無線區域網路技術白皮書,” 松崗股份有限公司, 2005.
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