摘要隨著無線局域網絡的發展，規模的擴大，傳統的WLAN網絡結構無論在設備成本，還是在運營、管理等方面，都無法滿足不斷增長的業務要求。一種有效的WLAN框架結構的提出可以更好的對系統的無線資源進行統一的分配、調度和管理。本文主要是對基于IEEE802_11協議的WLAN網絡的無線資源管理進行研究，提出了相關的功率控制，負載均衡，并給出了相應的解決方案。
　　關鍵詞：IEEE802_11協議，WLAN網絡，無線資源管理
　　
　　
　　近年來，WLAN對于核心業務智能的重要性的不斷提高使得無線網絡的運營已經成為企業IT部門最關注的問題之一。而數據業務需求的不斷增加也使得以IEEE802.11協議為基礎的無線局域網的研究成為熱點。怎樣才能基于IEEE802_11協議方便地、經濟有效地部署WLAN，怎樣才能有效地利用有限的IT資源管理WLAN網絡無線，怎樣才能在不降低可靠性、可用性和性能的情況下，拓展WLAN的應用空間成為當前迫切需要解決的問題。
　　
　　一、IEEE802_11協議概述
　　IEEE802_11網絡通常是由所謂基本服務集(BSS，Basicserviceset)所構成。一個基本服務集所覆蓋的區域被稱為基本服務區域(BSA，BasicserviceArea)。從概念上來說，在一個基本服務區域內的所有站點都是可以同本區域內的其他站點互通的。由這樣的獨立的基本服務區域可以構成自組織型的Adhoc網絡結構。獨立的基本服務集是IEEE802.11無線網絡最基本的形態。不同的獨立的基本服務集之間可以互相覆蓋。一個站點屬于哪個基本服務集是由站點自身狀況動態決定的。最小的IEEE802.11無線局域網至少包括兩個站點。
　　如果我們在每個獨立的BSS中設立接入控制點(AP，AccessPoint)，通過這
　　樣一些類似于基站的AP設備，以及這些AP之間的媒體連接，可以把這些獨立的
　　BSS連接成為一個結構化的網絡，這就是第二種網絡結構。接入控制點之間可以通過各種其他不同通信媒體相連，這些媒體邏輯上統稱為分布式系統(DS，
　　DistributionSystem)。接入控制點和分布式系統共同形成了擴展服務集(ESS，
　　ExtendedServiceSet)�？梢栽跀U展服務集中設置通向其他IEEE802.x網絡的
　　網關入口(Portal)，從而獲得與其他類型IEEE802.x局域網絡的互通。圖1是IEEE802.11結構化網絡示意圖。
　　
　　圖1IEEE802_11結構化網絡示意圖
　　
　　二、WLAN的網絡結構
　　WLAN網絡的物理組成包括：無線站點STA(station)，無線接入點AP(access
　　point)，獨立基本服務組IBSS(independencebasicserviceset)，基本服務組BSS(basicserviceset)，分布式系統DS(distributionsystem)和擴展服務組ESS(extendedserviceset)。
　　WLAN網絡的工作模式示意如圖2所示。
　　
　　圖2WLAN網絡工作模式示意如圖
　　
　　三、一種新型的WLAN架構
　　隨著IEEE802.11WLAN市場的快速膨脹，很多公司和學校以及一些公共熱點地區開始布設WLAN網絡，對于家庭或SOHO用戶而言，現有的WLAN設備已經能夠滿足人們的要求。對于公司用戶來說，由于需要布設多個AP來覆蓋整個辦公區域，為使各AP都能正常、高效的工作，必須對其進行有效的管理，而當前的WLAN網絡各個AP實際上是處于相互獨立的工作狀態，無法作到信息的共享，因此，當前的產品不適合用于大規模企業網絡，針對這個問題，IEEE802.11工作組對標準進行改進，將有助于以上問題的解決。
　　為了能夠滿足企業用戶RF管理的需求，思科給出一種新的WLAN的框架結構，它的核心組件是“分離MAC”架構，即將對IEEE802.11數據和管理協議的處理，以及接入點功能分別部署于一個輕型接入點和一個集中WLAN控制器（如圖3所示）。更明確的說，對時間敏感的活動——例如信標處理、與客戶端的握手、介質訪問控制（MAC）層加密和RF監控——都是由接入點處理的。所有其他活動都由WLAN控制器處理，它需要具備整個系統的可見度。這包括IEEE802.11管理協議、幀轉換和橋接功能，以及對于用戶移動、安全、QoS和——可能更加重要的是——實時RF管理的系統級策略。
　　
　　圖3典型的分離MAC架構
　　四、功率控制
　　IEEE802.11無線局域網協議運用了固定的發射功率。它沒有考慮根據接收機和發射機之間的距離來控制功率從而提高整個系統的信道利用率。在家庭環境中，STA通常位于AP周圍，AP的發射功率可能是比較高的，然而這是沒有必要的。WLAN中的STA也根據型號不同需要不同等級的最低接收功率。如果在人口密集的WLAN服務區域內有許多相鄰的BSS，也就是說有多個熱點，這可能就會導致它們之間的RF干擾。我們可以通過控制AP的發射功率來減小RF干擾，而減小的干擾將會導致系統總的吞吐量的增加，也就是說可以有效的提高資源共享的利用率。
　　由于無線信道的傳輸環境是隨時發生變化的，因此，最初的功率配置無法完全實現對目標區域的覆蓋，導致覆蓋漏洞。同樣，如果網絡中的某個AP發生故障而無法工作，也會造成覆蓋漏洞，處于覆蓋漏洞內的STA將無法得到服務。為
　　了解決這些問題，必須對網絡中的AP進行動態的功率控制，通過發射功率的調整完成對漏洞的覆蓋。而通過發射功率控制來解決前面所提到的問題是非常復雜的，原因是AP間的路徑損耗與信號傳輸所經過的物理環境是密切相關的，同時，
　　AP功率的調整還可能會對與其相鄰的共道AP造成干擾，因此，這種調整極為復雜和費時。根據前面的分析，我們考慮可以在以后的AP中采用MIMO技術，因為MIMO技術可以調整AP天線的方向圖，利用方向圖的改變完成對漏洞的覆蓋，這樣，AP功率的調整將不會對網絡中其他AP造成干擾。這種功率控制方法僅僅是對網絡中部分AP的功率及方向圖的調整，不需要對整個網絡進行調整，對于AP較多的大規模WLAN網絡是很有意義的。
　　
　　五、負載均衡
　　在WLAN網絡中，不同用戶通過CSMA/CA機制實現信道共享，隨著STA用戶的增加，在一些熱點地區會導致擁塞，使網絡的吞吐量下降。如何均衡各個無線接入點的業務流量，最大限度的滿足接入服務，提高整個系統的容量，是WLAN網絡系統無線資源管理面臨的重要問題。
　　在研究負載均衡之前，首先需要了解一下STA與AP建立連接的過程。
　　在IEEE802.11協議中，STA與AP建立連接的過程可以簡單的描述為:準備入網的STA首先在所有有效信道上發送探測請求，然后監聽來自于AP的探測響應或信標幀。當AP接收到STA的探測請求后，向STA發送探測響應幀。STA將接收到的探測響應幀的相關信息保存在AP列表中，并從中選擇RSSI最大的AP進行連接，在建立起連接之后，STA就可以通過這個AP與其它STA或AP進行通信。當STA與AP之間的RSSI值降低到給定門限值以下時，STA會斷開與當前AP的連接，重新開始前面的入網過程。
　　從上面的分析可知，通過這種方法，STA可以與具有最佳信道狀態的AP建立連接，然而，這個過程并沒有考慮到AP的負載分布問題，由于SIA在WLAN網絡中分布的不均衡性，因此，很可能出現一些AP可能已經過載而與它相鄰的一些AP可能還處于空閑的狀態的情況，而過載的AP會使其性能惡化，影響到整個網絡的性能。
　　
　　參考文獻：
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