AP放置和信道分配在无线局域网的优化
在无线局域网中AP的位置和信道分配的优化
摘要——设计一个无线局域网络（WLAN）需要有一个确定的最优配置接入点（AP）和分配给他们的渠道。无线局域网在室外以及室内环境的服务都应当以达到最大的覆盖范围和吞吐量来设计。为了提供无线局域网服务领域的最大覆盖范围，应安装接入点，使得测量信号的总和在每个传输需求点都达到最大化。然而，当用户连接一个无线AP与其他人共享同一个信道带宽时，应当仔细衡量接入点间的负载平衡，考虑吞吐量的大小并根据用户流量大小来分配信道带宽。在本文中，我们提出了一个AP的放置的优化方法，为无线局域网的信道分配制定一个最佳整数线性规划（ILP）。该优化目的是在WLAN热点服务领域中最大限度的降低信道的利用率。模拟结果表明，该方法出AP最佳的位置和渠道，最大限度地减少信道的利用率。
索引词——-网络设计，无线局域网，IEEE 802.11b，负载平衡，ILP，优化。
导言
尽管无线局域网[1]的目的是为不具备传统的有线局域网服务的楼宇提供局域网连接，它开始
支持移动电脑在一幢房子或是一校园的连接。一般来说，无线局域网属于无照经营工业，科学，医学（ISM）工作在915HZ，2.4KHZ，5KHZ频段。无线局域网的第一个版本，仅提供高达2Mbps的速率，它允许在直接序列或跳频扩频在2.4 GHz的红外频率中使用操作或功能。然而，在IEEE 802.11直接序列扩频修改后的版本中，IEEE 802.11b在2.4gHZ频段中已提供高速率高达11Mbps WLAN服务。最近，高速率无线局域网标准IEEE新版本802.11a在5 GHz的UNII频带可以提供高达54 Mbps的服务。
聘任合同WLANs由移动电脑与网络适配器(NAs)和存取点(APs)连接由具有高速有线局域网接连而构成。当WLANs被用于室内环境,如在一幢建筑里,其使用一直延伸到室外环境中的因特网接入服务，如在校园内或在街道上。
设计无线局域网的服务，最重要的事情是要确定接入点应设在哪里，促使覆盖面和服务范围的吞吐量达到最大化。因此，无线局域网服务的设计过程将是由以下步骤..
1）需求的地区的地图估算：无线服务区将用户的需求传达给互联网服务提供商（ISP）。然后，互联网服务供应商应该通过调查得出的墙壁或障碍的物理空间中的服务区的完整地图。服务区地图将被划分为更小的需求点，在那里从AP和用户数量或传输需求来估计信号
的测量是。例如，需求点可以是一个1×1平方米的面积。
2）选择候选AP的位置:由于AP的物理位置可能会受到限制,要受到连接到有线局域网，电源，安装和管理费用方面的影响，互联网服务供应商将选择候选地点接入点（APS）。
3）信号在服务方面的需求点测量：为了提供最大的覆盖范围和吞吐量，在每一个需求点信号测量或估计应保证阈值大于最小率。例如，在IEEE802.11b中自动速率回退（ARF）的功能是将提供诸如根据接入点和移动计算机之间的距离设置为1/2/5.5/11Mbps不同的速率。此外，由于障碍波将改变信号的功率，即使有两个点位于相同距离AP，信号功率有可能不同。所以为了提供最大的服务覆盖范围，信号测量过程是很重要的。
4）无信道干扰决定AP：在一般情况下，根据服务区和信号测量信息的地图，互联网服务供应商将决定AP的最佳位置，以满足用户的传输需求和最低成本的性能指标。IEEE802.11b中，如果一个感恩节快乐的短句子AP把使用的相同的频道分配给邻近的AP，信道干扰无线局域网的性能会大幅下降。因此，定义邻近点应该使用不同频道的最小距离的信道，以避免不同频道的信道干扰。在决定APs时，,通常情况下提高WLAN服务范围的优化目标是最大化整个需求点信号的总和。
5）重新配置接入点和带反馈信息的渠道：接入点安装后，互联网服务供应商将收集APS和运用统计呼入/呼出每个双刀哥AP的流量。为了提高无线局域网服务新的AP可能被安装在拥挤的地方，或者闲置的AP可能会转移到其他地区；此外,指定频道可能重新避开干扰。研究表明已经有许多研究已在蜂窝网络的容量规划，但AP在安置和信道分配无线局域网近期才开始起步[2]。传统的面向无线局域网的覆盖面的设计方法只解决如何提供的每一个无线服务区的最大信号。在[3]，覆盖面为导向的WLAN设计问题已经制定了ILP总和最大化在每个传输需求点出现的信号。ILP问题制定了包括无信道分配问题的信道干扰； [4]一般WLAN设计方法在大规模无线局域网的服务领域的解释。同时[5]提出优化算法，以最大限度地提高覆盖范围和整体信号质量。然而，当接入点安装在无线局域网服务领域支持的移动主机很多时，不仅需要考虑覆盖面，而且接入点之间的负载平衡也应予以考虑，因为的活动主机连接到AP的数量会影响WLAN的网络性能。例如，当每个WLAN服务区有一个主机上有不同的人口流动，一个AP到其中一个连接可能出现挤塞，而其他邻近的接入点，移动主机的用户很多也没有空闲。基本的IEEE802.11媒体访问机制称为分布式协调功能（DCF），并基于CSMA/CD（载波侦听/冲突检测）协议来避免冲突。因此，信道的利用率代表着一个AP在WLAN服务区的网络性能，带宽提供给每一个用户将减少了用户数量在一样的媒介竞争的AP[6]。
这个问题在移动主机和动态的用户在无线服务领域可能经常发生，因此，在无线局域网接入点应安装应使网络性能最大化，这样提供的最大吞吐量被分发到每个请求接入点的用户。本文中，我们提出了一个接入点放置在无线局域网和渠道分配的优化方法，以最大限度地减少信道的利用率。
本文的其余部分组织如下：第二节是优化AP制定安置的问题和对信道无线局域网分配进行了解释。第三节对其结果通过仿真性能评价进行讨论。第四节解释了AP的重组方法，第五节总结本文。
二、AP的布置和信道分配问题
答：假设
为了简化问题，我们假设以下条件有关的传输需求，无线局域网的服务领域，APS。
.一个点集的传输需求，调薪申请书Nd：求点定义了一个无线局域网服务范围测量信号来自于AP,或流量需求的估计或用户欢迎程度。例如，1×1m2代表了传输需求点。
.每个传输平均需求的体积需求点：摘要:在每个的需求点、传输需求,给出实测传输量或估
算主机。每一个需求点都将被指定给一个AP。
.一个AP的候选点集，Na：候选点集将在这里给出安装接入点。对于一个给定的需求点，候选指定AP的位置点。这样，每一个需求点连接到至少一个AP。最大数量的APS可以安装在同一地区（IEEE 802.11b)，每个三AP使用同一个非重叠信道。
.信号矩阵，S = （Sij）：信号噪比（信噪比）值，sij，其需求点从AP的 i点J点给出。假设我们产生了一个AP分配图和一个指定的信道，其将在使用过程中形成的ILP。
.AP梦见爱人出轨配图,G=(N ; E)
石家庄南三条批发市场.节点(N)由一套需求点,Nd、一组候选集APs、Na。
.如果j（sij）大于阈值i，那么i和其中一个候选集APs连接在一起。
.信道分配图，ga=（Na;Ea）
如果一个接入点连接在接入点之间的信道存在干扰距离，非重叠信道则会自动分配以确保其性能不会降低。
一种生成G和Ga举例图： 1.该需求点和候选点AP的位置如图1-(a)所示。通过连接每一个点的业务需求APs的距离内信号接入点，我们产生一个AP分配图G（图1 -（b））。另外，信道分配图Ga（图1 – (c)），其是通过连接APs与信道干扰间的距离来创建的。

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