一种基于amab模型的信道分配与用户关联策略的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线局域网领域，特别的，尤其涉及一种基于AMB模型的信道分配与 用户关联策略。
【背景技术】
[0002] 为了适应移动设备的快速发展引起的数据服务需求的增长，在诸如商场、饭店和 旅馆等公共场所都设有WiFi网络，在以上体娱场所中，WiFi网络的应用也被认为可以提高 顾客的体验并扩大经济收益。但与常见的办公室网络不同，许多体育馆都有数万个座位，用 户密集度是普通办公室网络的数百倍。例如，在一个具有50000个座位的体育馆中，大约需 要400个AP来提供足够的网络容量并覆盖整个场所。因此，在这些场所中，WiFi网络呈现 高密集，大容量和实时服务的特点，导致网络运营和管理更加复杂。
[0003] 在高密集的网络环境中，由于正交信道的数量远远少于邻近AP的数量，所以同信 道干扰成为了限制网络性能的主要因素。因此，必须采用信道分配策略来减缓邻近AP之间 的同信道干扰。
[0004] 另外，由于用户的高密集性，与同一个AP关联的STA数量将是数十甚至数百个，并 且在用户分布不均匀时，部分区域的用户密集程度将更高。在这种情况下，以CSMA/CA为基 础的信道接入机制将导致超负荷AP下的STA的性能显著下降。因此，必须采用用户关联策 略来均衡AP间的负载。
[0005] 现有技术中主要采用以下用户关联策略来均衡AP间的负载：
[0006] 1、现有技术一的技术方案（专利号CN103997790)
[0007] 此方案是一种基于联盟的WLAN设备动态信道分配方法，其步骤为：DFS控制节点 收集维护AP节点的当前信道、邻居AP节点ID等信息，产生DFS网络拓扑图；将DFS网络拓 扑图分割成独立的连通子图，最终的分割子图形成DFS分组；对于没有边界分割节点的DFS 分组，选择组内总接收信号强度最高的节点作为动态信道选择算法的开始节点；对于有多 个边界分割节点的DFS分组，选择总接收信号强度最高的分割节点作为动态信道选择算法 开始节点；从开始节点开始，优先选择总接收信号强度最高的邻居进行信道选择。本发明通 过分组技术加快了整网动态信道调整的收敛速度，缩短了信道选择收敛时间。
[0008] 2、现有技术二的技术方案（专利号CN101132600)
[0009] 该发明是一种无线网络中动态信道分配方法与装置，将无限局域网络中复杂的动 态信道分配的问题构建成为译码的问题。本发明建立标准图来模型化无线网络中接入点与 用户之间的环境，然后规范出该标准图在所有接入端节点与客户端节点的区域限制规则， 并反复地通过和积算法，来得到动态信道分配的近似最佳化的解。本发明不仅是全分布式 低复杂度的动态信道分配技术，并且大幅提高无线网络的数据传输量。本发明进一步采用 用户互斥区域，来保证每个用户与接入点之间的链接质量。
[0010] 3、现有技术三的技术方案（专利号CN102143590)
[0011] 该发明统计所有AP的发送时延作为其负载度量，其值为所关联的所有STA的发送 时延之和。通过排序获得全局负载最大的AP，依次判断其关联的STA是否满足特定的切换 条件。选出满足切换条件，并且切换增益（切换前后负载迀移量）最大的STA，该STA与重 新选出的AP进行重新关联。
[0012] 4、现有技术四的技术方案（专利号CN103313306)
[0013] 该发明采用AP+AC的网络架构，当AP收到STA发送的扫描请求帧时，将自身统计 得到的负载信息、网络性能质量信息汇报给AC。AC根据各个AP的负载信息、网络性能质量 信息，执行负载均衡策略来选出该STA的最佳关联AP。然后由收到扫描请求帧的AP将选择 结果通告给STA，由STA与最佳关联AP执行关联操作。
[0014] 但上述四种方案分别存在一定的技术缺点：
[0015] 1、现有技术一的缺点
[0016] 该发明在网络密集程度增加时，控制节点产生DFS网络拓扑图并分割成DFS分组 的过程会对系统造成很大的负担，并难以适应快速变化的网络动态。
[0017] 2、现有技术二的缺点
[0018] 该发明需要全局的信道状态信息来得到信道分配的策略，但由于网络的动态特 性，全局的信道状态信息是很难及时获得的。
[0019] 3、现有技术三的缺点
[0020] 该发明对STA的信道接入时延的计算是基于网络流量处于饱和状态的假设，并根 据802. Ilb协议给出了固定的信道接入时延和协议开销参数，这种方法不能刻画网络流量 处于非饱和状态时STA的信道接入时延与AP的实际负载之间的关系。
[0021] 4、现有技术四的缺点
[0022] 该发明针对STA发起的接入式负载均衡问题，AC得到关联方案之后还需要将关联 结果通告STA，且需要STA的参与来完成最佳关联操作，关联过程复杂且耗时大，需要对STA 的协议栈进行修改，不利于实现。
[0023] 因此，本领域的技术人员致力于开发一种性能优异、功能完善、应用可靠的用户关 联策略来均衡AP间的负载。
【发明内容】
[0024] 有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是密集场景中的同信道 干扰导致的WLAN网络时延大的问题。
[0025] 本发明的目的是通过以下技术方案实现：一种基于AMB模型的信道分配与用户 关联策略，其步骤为：
[0026] (SI)、每个AP和STA将决策概率序列设为等概分布；
[0027] (S2)、每个AP根据各自的概率序列选择信道，并统计STA的平均数据到达率、时延 和吞吐量等信息，计算当前选择信道的增益；
[0028] (S3)、AP计算累计代价参数；
[0029] (S4)、AP根据指数平均加权策略，计算新的概率序列；
[0030] (S5)、每个STA根据各自的概率序列选择AP关联，并统计平均数据到达率、时延和 吞吐量等信息，计算当前关联AP的增益；
[0031] (S6)、STA计算累积代价函数；
[0032] (S7)、STA根据指数加权平均策略，计算新的概率序列，并返回执行步骤（S2)。
[0033] 所述步骤（SI)具体为：对与当前场景中任意AP，可分配信道数量为M。每个AP分 别保存一个选择信道的概率分布序列，AP