基于多虚拟接入点关联接入的无线局域网移动性管理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于移动通信技术领域，特别涉及一种基于多虚拟接入点关联接入的无线局域网移动性管理方法。
【背景技术】
[0002]近十年来，移动互联网迅猛发展，移动终端(如智能手机、平板、笔记本电脑)的使用越来越普及，移动蜂窝网络面临着传输海量数据的挑战。为了减轻蜂窝网络的负担，基于IEEE802.11的WLAN(Wireless Locat1n Area Network，无线局域网)的密集部署也随处可见。然而，现有的WLAN部署方案存在以下两个不足:(1)由于IEEE802.1l标准中client在移动过程中必须与旧AP断开关联，与新AP重新进行关联过程，才可继续进行数据传输，这个切换过程产生的时延较大，对VoIP，实时视频以及TCP连接的业务造成较大的抖动，导致连接断开。(2)WLAN没有一种用于集中控制移动终端关联接入点的机制，关联接入点的选择由终端决定，且client只能关联一个接入点。上述不足限制了WLAN有效的移动性管理。同时，使得密集AP环境中无线资源利用率较低，c 1 ient获取的数据传输带宽小，影响QoS(Qualityof Service)。
[0003]随着软件定义网络(Software Defined Network，简称SDN)的出现，网络集中控制的思想成为人们关注的焦点。在SDN新浪潮的驱使下，人们尝试着将SDN控制与转发分离的思想引入到WLAN中，用以解决WLAN存在的问题。SDN的网络集中控制和网络可编程等优点，可以提供更加细粒度的网络控制，加上虚拟化的思想，可以很好的解决现有WLAN的不足。
【发明内容】
[0004]针对以下现有的不足，提出了一种提升密集部署环境下的无线资源利用率，加强无线数据传输的可靠性，更显著提升client吞吐量的基于多虚拟接入点关联接入的无线局域网移动性管理方法。。本发明的技术方案如下:一种基于多虚拟接入点关联接入的无线局域网移动性管理方法，其包括以下步骤:
[0005]101、首先由无线访问节点AP/负责监听来自客户端client的请求接入帧，当接收到时请求接入帧则转发至软件定义网络SDN控制器；
[0006]102、接着由软件定义网络SDN控制器为请求接入的客户端client产生一个——映射的轻量级软虚拟接入点LSVAP，并提取该客户端client在各无线访问节点AP上的信号强度RSSIi;;
[0007]103、将SDN控制器提取的RSSIi与设置的信号强度门限值HTresRSSI作比较，若RSSIi大于或等于HTresRSSI，则控制器向相应的无线访问节点AP下发添加轻量级软虚拟接入点LSVAP的控制命令，并传递轻量级软虚拟接入点LSVAP的信息至无线访问节点AP，控制端产生一个AP集合-APGroup，将下发了轻量级软虚拟接入点LSVAP的AP加入至APGroup，随后，AP可利用LSVAP对cl ient的认证请求和关联请求作出对应的响应，完成IEEE802.11协议规定的认证、关联交互流程，实现客户端的无线接入;否则，不做任何操作，继续接收无线访问节点AP上传的cl ient的RSSI ；
[0008]104、客户端client移动过程中，SDN控制器采取发布/订阅机制获取各点AP上的该cl ient的信号强度RSSIi;对于不在AP集合APGroup中且信号强度RSSIi大于或等于HTresRSSI的AP，由控制端下发添加轻量级软虚拟接入点LSVAP的控制命令，并传递轻量级软虚拟接入点LSVAP的信息至该AP，同时将该无线访问节点AP加入APGroup ；对于在APGroup中且RSSIi小于HTresRSSI的AP，由控制端下发移除LSVAP的命令，并将该AP从APGroup中删除。
[0009]进一步的，当发布/订阅机制，当SDN控制器采取发布/订阅机制时所有AP处于监听模式，用于感知cl ient的无线帧，获取其RSSI。
[0010]进一步的，所述轻量级软虚拟接入点LSVAP是一个抽象移动终端与物理AP关联关系的信息记录，用于完成client无线接入，主要包括:终端的MAC地址，终端的IP地址，控制器分配的虚拟基本服务集标识地址BSSID，终端接入的网络名称SSID，以及OpenFlow流规则。
[0011]进一步的，控制端和AP之间采取自定义的句柄进行信息传递，包括add_lsvap，remove_lsvap0
[0012]进一步的，信号强度门限值HTresRSSI设置为-70dBm。
[0013]本发明的优点及有益效果如下:
[0014]本发明采用了SDN和虚拟化相结合的网络架构，构造了满足802.11协议标准的LSVAP用于解耦合client与物理AP间的关联关系。所述方法利用控制器的网络全局控制作用，将终端的接入决策转移至控制器端，使用LSVAP完成client同时与多个AP的关联接入。在cl ient移动的过程中，通过在不同AP上动态添加/删除对应的LSVAP来实现移动性管理。并且，这种方法还可提升密集部署环境下的无线资源利用率，加强无线数据传输的可靠性，更显著提升cl ient吞吐量。
【附图说明】
[0015]图1是本发明提供优选实施例基于SDN的WLAN多虚拟接入点关联接入网络架构图；
[0016]图2:基于多虚拟接入点关联接入的无线局域网移动性管理流程图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图，对本发明作进一步说明:
[0018]如图1所示，本发明提供了一种基于多虚拟接入点关联接入的无线局域网移动性管理方法。该方法通过SDN控制器的全局作用，由控制器在不同的物理AP上统一下发client对应的LSVAP，利用分布在不同AP上的多个LSVAP完成client的无线接入。多虚拟接入点网络架构如图1所示。同时，在client移动过程中，通过获取client在各点AP上的RSSI并与HTresRSSI来实现LSVAP的动态添加/删除，从而实现“client移动，LSVAP随之移动”的移动性管理策略。
[0019]下面结合附图2，详细说明基于多虚拟接入点关联接入的移动性管理方法的具体步骤:
[0020]201:client所处无线空间内的AP均转发其网络请求至控制器；
[0021]202:控制器提取该cl ient在各AP上的信号强度RSSIi，并为该cl ient产生对应的LSVAP；
[0022]203:根据控制端提取的RSSIi与设置的信号强度门限值HTresRSSI的比较结果，控制器做出相应的操作；
[0023]204:若RSSIi大于或等于HTresRSSI，则控制器向对应的AP下发添加LSVAP的控制命令，并传递LSVAP的信息至AP。同时，控制端为该client产生一个AP集合-APGroup，将该AP加入至集合中；否则，不做任何操作，继续接收AP上传的client的RSSI ；
[0024]205:client移动过程中，控制端采取发布/订阅机制获取全网中该client在各点AP上的信号强度RSSIi;
[0025]206:查询上传client的RSSI的AP是否在上述的APGroup中。若不在，则执行步骤207;否则，执行步骤209;
[0026]207:判断新AP上传的RSSI是否大于或等于HTresRSSI。若满足条件，则执行步骤208;否则，不做任何操作，AP继续监听并上传client的RSSI ；
[0027]208:由控制端下发添加LSVAP的控制命令，并传递LSVAP的信息至该AP，并将新的AP加入上述的APGroup中；
[0028]209:判断已关联的AP上传的RSSI是否大于或等于HTresRSSI。若满足条件，则不做任何操作，AP继续监听并上传cl ient的RSSI;否则，执行步骤210;
[0029]210:由控制端下发移除LSVAP的命令，并将该AP从APGroup中删除。
[0030]总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
[0031]以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
【主权项】
1.一种基于多虚拟接入点关联接入的无线局域网移动性管理方法，其特征在于，包括以下步骤: 101、首先由无线访问节点AP/负责监听来自客户端client的请求接入帧，当接收到时请求接入帧则转发至软件定义网络SDN控制器； 102、接着由软件定义网络SDN控制器为请求接入的客户端client产生一个一一映射的轻量级软虚拟接入点LSVAP，并提取该客户端client在各无线访问节点AP上的信号强度RSSIi;; 103、将SDN控制器提取的RSSIi与设置的信号强度门限值HTresRSSI作比较，若RSSIi大于或等于HTresRSSI，则控制器向相应的无线访问节点AP下发添加轻量级软虚拟接入点LSVAP的控制命令，并传递轻量级软虚拟接入点LSVAP的信息至无线访问节点AP，控制端产生一个AP集合-APGroup，将下发了轻量级软虚拟接入点LSVAP的AP加入至APGroup，，随后，AP利用LSVAP对client的认证请求和关联请求作出对应的响应，完成IEEE802.1l协议规定的认证、关联交互流程，实现客户端的无线接入;否则，不做任何操作，继续接收无线访问节点AP上传的client的RSSI; 104、客户端client移动过程中，SDN控制器采取发布/订阅机制获取各点AP上的该client的信号强度RSSIi;对于不在AP集合APGroup中且信号强度RSSIi大于或等于HTresRSSI的AP，由控制端下发添加轻量级软虚拟接入点LSVAP的控制命令，并传递轻量级软虚拟接入点LSVAP的信息至该AP，同时将该无线访问节点AP加入APGroup ；对于在APGroup中且RSSIi小于HTresRSSI的AP，由控制端下发移除LSVAP的命令，并将该AP从APGroup中删除。2.根据权利要求1所述的基于多虚拟接入点关联接入的无线局域网移动性管理方法，其特征在于，当发布/订阅机制，当SDN控制器采取发布/订阅机制时所有AP处于监听模式，用于感知client的无线帧，获取其RSSI。3.根据权利要求1或2所述的基于多虚拟接入点关联接入的无线局域网移动性管理方法，其特征在于，所述轻量级软虚拟接入点LSVAP是一个抽象移动终端与物理AP关联关系的信息记录，用于完成client无线接入，主要包括:终端的MAC地址，终端的IP地址，控制器分配的虚拟基本服务集标识地址BSSID，终端接入的网络名称SSID，以及OpenFlow流规则。4.根据权利要求3所述的基于多虚拟接入点关联接入的无线局域网移动性管理方法，其特征在于，控制端和AP之间采取自定义的句柄进行信息传递，包括add_lsvap，remove_lsvapo5.根据权利要求4所述的基于多虚拟接入点关联接入的无线局域网移动性管理方法，其特征在于，信号强度门限值HTresRSSI设置为-70dBm。
【专利摘要】本发明请求保护一种基于多虚拟接入点关联接入的无线局域网移动性管理方法，包括步骤：首先AP负责监听来自client的无线帧，并转发至SDN控制器；接着由SDN控制器为请求接入的client产生一个一一映射的LSVAP，并分别将client在各AP上的信号强度RSSI与预先设定的门限值HTresRSSI作比较，由控制器对RSSI大于或等于HTresRSSI的AP下发生成LSVAP的命令；而后AP利用LSVAP与client完成认证、关联交互过程，实现多点同时关联接入；采用分流机制将client产生的流量分配到多个同时接入的AP，可显著提升client吞吐量；当AP上client信号强度小于门限值HTresRSSI时，由控制端下发移除LSVAP的命令。本发明不仅可以加强无线数据传输的可靠性，更显著提升client吞吐量，提高密集部署环境下无线资源的利用率。
【IPC分类】H04W36/30, H04W36/08
【公开号】CN105430700
【申请号】CN201510886004
【发明人】徐川, 韩远兵, 倪名, 靳文强, 唐红, 赵国锋
【申请人】重庆邮电大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月4日