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为了实现个人通信的目标,即在任何时间和任何地点与任何人进行任何种类的信息交流,现有的无线通信技术必须不断发展和融合,这促成了公用无线局域网的飞速发展。公用无线局域网,通过无线局域网(WLAN)实现热点地区的宽带覆盖,通过移动通信网络,比如GPRS(General Packet Radio Service),实现对广域地区的覆盖,可以同时满足人们对移动性和高速通信的要求。为了实现公用无线局域网的大规模商业化应用,人们需要首先解决无线局域网与移动网络融合的关键技术问题。 本文对公用无线局域网的若干关键技术进行了深入研究,主要工作和贡献包括以下几个方面: 第二章根据公用无线局域网体系结构OWLAN(Operator WLAN)的特点和安全性要求,提出OWLAN的移动管理协议。移动管理包括两个部分:用户在WLAN小区间切换的散步管理和用户在WLAN与GPRS间切换的漫游管理。本章分别提出适用于OWLAN的散步和漫游协议。 在介绍和分析无线局域网IAPP(Inter Access Point Protocol)协议的基础上,提出OWLAN的IAPP协议:AC-IAPP,以解决散步管理问题。根据数据库在接入点AP(Access Point)和接入控制器AC(Access Controller)的不同分配方式和连接AP的局域网所采用的不同帧格式,本章提出四种位置管理策略。根据越区切换的不同控制方式,本章提出两种越区切换策略。分析结果表明:综合考虑数据库容量、查询时间和越区切换代价,AC-IAPP协议采用两层位置数据库(AC和AP)和基于AC的越区切换策略,性能最佳。 在介绍和分析Internet的MIP(Mobile IP)协议的基础上,提出OWLAN的MIP协议:OWMIP,以解决漫游管理问题。OWMIP协议根据OWLAN的体系结构,引入平滑切换、缓存管理、路由优化和安全认证的思想。移动终端(MT)在WLAN小区之间切换的管理由AC全权负责,以减轻骨干网的负担。MT在WLAN与GPRS之间切换时,认证服务器AS(Authentication Server)与GPRS的业务支持点SGSN(Serving GPRS Supporting Node)负责MT的切换管理,AC和GPRS的网关支持点GGSN(Gateway GPRS Supporting Node)负责报文的缓存和转发。分析结果表明:OWMIP协议在切换代价、丢报率和安全性等方面具有良好的性能。 第三章提出公用无线局域网的负载均衡策略。 首先,介绍和分析无线局域网负载均衡策略,即基于AP的集中式负载均衡策略(AP-CLB),指出其存在的问题。 然后,提出两种改进的公用无线局域网负载均衡策略:基于AC的集中式负载西安电子科技大学博士学位论文:公用无线局域网关键技术的研究均衡策略(AC一CLB)和分布式负载均衡策略(DLB)。分析结果表明:在网络开销、安全性和时延方面,分布式负载均衡策略的性能最佳。 最后,为了实现负载均衡策略,本章在分析IEEE 802.11无线局域网分布式协调功能DCF(Distributed Coordination Function)性能的基础上,提出估计小区内终端数的算法:ADCF和预测小区内终端数的算法:VDCF。仿真结果表明:l)ADCF和VDCF都可以快速准确地估计小区内的终端数;2) VDCF的性能更佳而且更适合分布式负载均衡策略。 第四章提出公用无线局域网QoS的增强型协议。本文针对无线局域网的两个MAC协议:DCF和点协调功能PCF(Point Coordination Funetion),分别提出改进协议,以满足公用无线局域网对QoS的要求。 在介绍和分析无线局域网的增强型DCF协议EDCF(Enhanced DCF)的基础上,提出基于DcF的公用无线局域网QoS改进协议:QG一DCF。QG一DCF提供两种QoS分级服务:时延分级和丢组率分级,并且分别通过调节最小竞争窗口和最大重传次数来实现这两种分级服务。理论分析和仿真结果表明:l)在保证Qos方面,QG一DCF的性能优于DCF和EDCF;2)理论分析模型基本准确。 在介绍和分析无线局域网的混合协调功能HeF(Hybrid Coordination Function)的基础上,提出基于PCF的公用无线局域网Qos改进协议:MPCF。MPCF分别为不同的业务提供不同的服务策略,从而引入接入控制机制。同时,MPCF对PCF的轮询机制进行改进。理论分析和仿真结果表明:1) MPCF的性能优于PCF;2)理论分析模型基本准确。