链路质量的精确估计和快速移交-teampal-软件工程项目信息.doc

第8章 链路质量的精确估计和快速移交 8.1 介绍 ????? ? 前一个章节,我们讨论了允许找到最好的STA/AP关联对的优化模型,同时该系统允许从一个中心控制器来控制网络.为了计算优化的关联模型,这个中心控制器需要知道每一个站点到它周围AP的链路质量.标准的802.11无线网不能提供这些信息.802.11k[22]是一个在AP和STA之间进行交换信息的尝试.标准允许AP和STA获取一个关于网络的更加全局的视图.而且802.11k提供了交换这些信息消息优先级几只,需要回答的关键问题一直是一种好的方法来表示链路质量的特性. ????? ? 传统上来说,接收信号强度指示器(RSSI)或者信噪比(SNR)被用来作为质量量度.使用RSSI的基本原理是一个高的RSSI能够有更高的数据率和低的丢包率因此更有益于使用者.然而,在实践中,RSSI不总是一个好的度量标准:首先,RSSI不能反映AP和信道之间的负载.即使一个AP的RSSI非常高,这个AP的负载或则信道也可能同样非常高,因此使用者将会感受到低性能.其次,通过实践很容易理解在RSSI和丢包率之间没有一个明确的关系,就像理论模型所预测的那样[87].来自KAUMesh室内试验台的测量(图8.1)显示链路的变化范围在差不多没有丢失和100%丢失的情况下能够跨越几乎10dB,使得基于RSSI预测丢包率非常困难. ????????? ? 最优化模型通常需要关于在一条链路上可达到的吞吐量或者空间传输消耗时间.然而,从RSSI中估计这些因素可能非常不精确.当此外考虑比如隐藏终端和速率适配(rate adaption)的一些其他影响时,RSSI是一个更加不适合的度量. ????? ? 一个可替换的方法是使用工具比如WBest[109]和BART[76]来决定无线链路的质量,它使用探测包来估计一个链路的可用带宽.这个可用带宽的估计能够被用于从周围所有的AP中选择最好的AP.不幸的是,这个方法不能用在大规模网络部署的场合,因为它需要周期性的发送帧到所有可用AP.而且,活动的带宽估计方法通常需要花费一个较长时间来聚合到一起[109],在此期间可用带宽可能会改变,因此一个当前最优AP变成次优AP. ????? ? 虽然基于RSSI的链路质量估计是不精确的,基于探测帧的方法是更加精确的,但是只能决定一个正在关联的AP质量.为了探测到一个新的AP,一个站点需要执行一个从当前AP到一个新AP的移交.当AP被频繁探测后,在一个长的交付过程期间将导致服务的中断.因此有这样一个系统是迫切需要的: 1) 提供精确的基于探测帧的链路质量估计, 2) 支持快速移交或者同时到多个AP的连接. 3)允许站点可移动.这样一个系统能够即可无缝站点移动和负载平衡,我们将要在这一章和下一章讲述这个. 8.1.1 ?相关的工作 ?可行带宽的估计 ????? ? 已经提出了许多不同的工具和技术允许估计可行带宽(AB).然而,大部分技术被设计来估计有线网络,不能够提供一个对于无线网络的精确估计,同时也有一个长的收敛时间.这是因为在无线环境中,可用容量有许多变化,无线链路的行为是非鲁棒性和非线性的尤其在高的负载下.我们能够在被动和主动的估计AB的方法中做出区分.被动的方法一般是在一个非干扰的方式下通过基于监控传输特性来做出的.[84]展现了一个被动估计方法的例子,它通过基于被动获取信道空闲时间的测量值来估计可用带宽. ????? ? 相对的,主动的方法一般通过探测帧来决定AB,通常是使用一些格式的数据帧分散测量或者网络的.包分散测量的主要理论是发送一对或者一系列紧接着的包,随后测量不同的到达时间.因此,可用带宽能够被估计. ????? ? 探测间隙(ProbeGap)[105]是一个主动估计方式的一个例子,它通过使用单程的超时例子观察空闲时间量来估计WLAN中的可用带宽.路径负载(Pathload)[94]和(pathChird)帧探测端到端网络路径使用多个交通速率.当估计AB时动态的物理层速率自适应是一个挑战.WBest[109]被设计用来在即使是动态物理层速率自适应的情况下也能够提供精确的测量值.WBest使用多个组合包来估计一个最后一个跃点是无线信道的路径的有效容量,以及一个通过估计可用吞吐量来指示可用带宽的包训练算法. ????? ? 这个讨论提供了相关的精确AB估计算法.但是不能实现关于可用带宽的持续性信息的获取.因为持续性的探测帧将会导致不可接受的超载.BART[76]和它的多速率无线信道扩展MR-BART[152]目标是克服这个局限.BART允许一个通过使用卡尔曼滤波的方式来进行准持续性的可用带宽的估计.BART被设计用来介绍只是小的探测.而且,BART不适合用于AP选择,因为站点将要一直不得不连接到可用AP来估计带宽.这将