WLAN中AP密集部署干扰协调机制

摘要

随着移动互联网飞速发展，无线移动数据业务需求量呈爆炸式快速增长。无线局域网用户数量快速增长，导致网络密度急剧增大，无线局域网（WLAN）由最初稀疏传统自治式架构逐渐往大规模集中式方向发展。另一方面，WLAN技术覆盖面积较小的特性满足LTE小蜂窝特点，大大促进了LTE和WLAN异构网络的融合，以实现用户数据流量卸载和平衡。融合了LTE/WLAN的新型多址接入技术已经成为下一代5G通信系统架构的基本设计方案。无线局域网技术成为当前移动通信系统中不可分割的一部分。
　　然而，伴随着WLAN网络大量部署，无线接入点和用户数目急剧增加，网络呈现密集化趋势。由于AP在部署上具有随机性，导致密集AP部署WLAN中网络干扰更加突出，严重影响到网络性能。因此，在密集AP部署WLAN中，提出有效的干扰协调方案对于无线资源的优化具有重要意义。
　　本文在密集部署的无线局域网场景中，研究AP间干扰对系统性能的影响，提出系统性能优化方案，设计了在CAPWAP协议集中式WLAN架构下基于信道分配和功率控制算法的协调机制，为密集部署WLAN场景下降低系统干扰提供了有效的策略方案。基于以上情况，本文从以下两方面进行研究：
　　（1）为了研究密集AP部署WLAN场景中干扰协调问题，首先构建基于动态的网络拓扑结构的加权干扰图着色模型，该模型以系统干扰最小化为目标，随后证明该模型在密集部署场景下属于NP-hard问题。并提出启发式的动态信道分配算法以实现最小化AP动态干扰。仿真实验证实，该方案能够有效地减少系统干扰，显著提高网络性能。
　　（2）在发射功率受限并且满足用户通信链路质量前提下，将网络场景分为高SINR场景和中低SINR场景，并建立基于功率分配的几何规划建模，该模型以最大化系统吞吐量为目标，利用内点算法求解得到系统的最优功率分配。仿真结果显示，在密集 WLAN场景下，动态的功率控制能够有效地减少干扰，满足用户QoS需求。

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缩略词表

第一章 绪 论

1.1 研究工作的背景和意义

1.2 密集部署WLAN中信道分配和功率控制的国内外研究现状

1.3 研究信道分配和功率控制的数学理论基础

1.4 主要工作与贡献

1.5 论文结构安排

第二章 基于CAPWAP协议的集中式WLAN架构

2.1 无线局域网网络架构

2.2 CAPWAP协议

2.3 基于CPAWAP协议集中式架构下的WLAN干扰协调

第三章 密集部署WLAN中基于信道分配的干扰协调

3.1 引言

3.2 网络场景及系统模型

3.3 基于信道分配的干扰协调策略

3.4 仿真实验以及性能分析

3.5 本章小结

第四章 密集部署WLAN中基于功率控制的干扰协调

4.1 引言

4.2系统模型

4.3 功率分配的几何规划问题建模

4.4 基于功率控制的干扰协调策略

4.5 仿真实验和性能估计

4.6 本章小节

第五章 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 下一步工作展望

致谢

参考文献

硕士研究生期间的研究成果

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学位论文答辩后勘误修订说明表