WLAN中AP节能调度系统的设计与实现文献综述

 2022-10-29 20:50:29

文献综述(或调研报告):

本课题通过采集AP相关状态信息,并在此基础上实施AP的开/关调度,从而有效降低网络能耗。因此,主要从AP数据采集及AP节能调度算法两个方面进行调研。

  1. AP数据采集

AP数据采集是WLAN研究的一种支撑技术,为室内定位、网络监控、欺骗AP检测提供数据基础。

在基于基础设施的室内定位系统[1]中,使用接入点(AP)作为接收信号强度(RSS)数据收集器从移动设备收集信号强度数据,最终位置服务器基于移动设备的RSS测量结果来建立估计模型。在Wi-Fi监控网络中,Yeo等人[2],[3]介绍了通过少量无线探测器进行被动检测的想法。在此基础上,基于智能手机的监控系统通过智能手机生成的大量Wi-Fi频道的扫描结果来帮助无线网络监控,配置和故障排除[4]

Kao等人[5]提出一种基于感知AP分组的存在的欺骗AP检测系统。系统通过MAC地址白名单寻找可疑AP的位置。如果可疑AP的位置在管理区域之外,则该AP将被分类为相邻AP。相反,可疑AP将被视为欺骗AP。其研究证明了对非法AP的有效检测,并且可以应用到WLAN系统中。

  1. AP节能调度

从WLAN网络的部署对象来分可以分为住宅Wi-Fi网络和企业Wi-Fi网络。CUBS[6] (Coordinated Upload Bandwidth Sharing)就是一个典型的住宅Wi-Fi网络节能系统,其在住宅网络中的协调上传带宽共享。节能方案主要依赖于来自相邻无线网关的带宽被汇集并且在许多用户之间共享,CUBS以使住宅用户能够以协调的方式共享其邻居的可用带宽。这种住宅网络使住宅用户以协调的方式共享其邻居的可用空闲上传带宽,以提高各种应用的性能。在灵活地共享空闲上传带宽的同时,向同一住宅网络中的所有用户提供公平保证,而不需要额外的带宽供应。

Jardosh等人[7]提出了企业Wi-Fi网络的节能方法。该方法基于按需分配无线资源的策略,其可以有效地降低无线LAN的能量消耗,而不会对网络中的客户端的性能产生不利影响。其在解决方案中提出了一种称为SEAR的实用RoD策略(RoD策略是基于用户需求量以及位置动态地打开或关闭AP)。SEAR是针对WLAN的需求驱动的RoD策略,可以有效地管理高速率密度无线局域网中的APSEAR基于用户位置需求的大小动态地打开或关闭AP,并且管理用户关联以确保用户的完全覆盖和足够的带宽。这种解决方案的缺点是它不能适用于住宅Wi-Fi网络,因为它不解决与异质性和公平性相关的问题。Shrivastava等人[8]开发了一个名为CENTAUR的框架,用于减轻企业WLAN中隐藏或暴露的终端干扰。CENTAUR通过对无线介质的改进来提高网络的性能,其集中功能在单个中央服务器中实现,并且需要对AP进行微小的修改。

而从部署方式来看,可以分为分布式和集中式方法。

E Goma等人[9]提出的一种网络节能方法中,采用分布式方法并在客户端嵌入智能。他们还考察了接入网络的节能问题,并为用户和ISP提出实用的解决方案。为了解决这个问题,方案中引入了宽带Hiking-Hiking(BH2),它利用无线网络的重叠来在尽可能少的网关中聚合用户流量,通过动态地聚合在一些接入点上的用户业务,从而使剩下的进入休眠模式。这种分布式方案的优点是它使用两种简单的技术来形成基于DSL的接入网络中的节能问题:使得接入设备能够处于休眠模式的无线用户业务聚合,以及在ISP处的交换,其显着增加了可以睡眠的接入点的数量。而缺点就是给定的方案并不适合大型系统,因为它需要复杂的客户端机制,例如接口虚拟化,流量监听等。这给用户带来沉重的负担,并且不容易扩展到各种客户端平台。同时它也不解决公平性问题,例如并没有相应的机制来解决网络中无意连接到AP上的客户端。

对于上述的客户端机制复杂、公平性等问题,在集中式控制系统[10]中提出了对应的解决方案:由单一的权威机构(中央控制器)协调网关,公平的最大限度的节省能源,同时因为执行者是中央控制器,所以可以在异构ISP上实现。对于会话迁移,在文献[11]中已经讨论了BSS间切换策略,其有效地利用了基于IEEE 802.11的公共WiFi热点中的资源。但是AP迁移不能“无缝”[12],因此需要在用户“轻”流量期间执行迁移,从而使得用户会话中断的影响最小化。

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