以QoS參數評估無線區域網路上交遞運作演算法

Abstract

隨著行動式計算時代的來臨，大量資訊的湧現與更新突顯了掌握即時資訊 的強烈需求，所以不管是在個人或企業資料的交流上，無線通訊皆以其「 機動性」獲得各方的青睞。而為提供行動式計算環境中自由的通信能力， 如何建構流暢的無線通訊網路已成為目前資料通訊領域中最熱門的話題。 在這眾多的無線通訊網路中，無線區域網路以高頻寬、高彈性與易安裝等 特點成為許多辦公室、廠區、醫院、名勝古蹟□等環境中鋪設網路的最佳 選擇方案。 無線區域網路與其它無線通訊系統一樣，也是架構在 胞元式網路之上，因此，如何設計一個適宜的交遞演算法將是決定其所能 提供機動性優劣的關鍵因素。目前對交遞運作的研究多著重在無線電話網 路上，但由於無線區域網路與無線電話網路在頻道使用權與傳輸流量型態 上有所差異，在無線電話網路上所採用的交遞演算法與傳輸服務品質參數 並未能完全適用於無線區域網路。無線電話網路頻道使用權是以指派的方 式，而無線區域網路則是由各終端設備競爭一共享頻道的使用權。在傳輸 負荷量較高時，這種以競爭為基礎的頻道使用控制方式會導致網路績效的 大幅降低，所以本研究所提出的交遞演算法視網路的傳輸負荷量為一重要 的交遞起始準則。當網路的傳輸負荷量為正常時，只考量目前頻道訊號的 強度與新舊頻道訊號強度之間的差額；但當網路的傳輸負荷量高達某一程 度時，則加入對新舊頻道傳輸負荷量差額的評估。透過所建構的模擬系統 ，我們發現當在無線區域網路上採用傳統的交遞演算法時，交遞完成時間 與通訊中斷的機率將隨網路傳輸負荷量的增加而增加。而本研究所提出的 演算法可降低通訊中斷的機率，且對其它的服務品質參數影響不大。此外 ，經由對交遞起始準則與通訊服務品質參數之間關係的分析，將可建議使 用者如何依對通訊服務品質的要求來設定適宜的交遞啟始準則。 The performance of the handoff algorithm is the primary concern for supporting mobile devices with roaming capability in wireless communications. The IEEE 802.11 standard for wireless local area networks(LANs) recommends carrier sense multiple access with collision avoidance(CSMA/CA) as the medium access control(MAC) protocol. The contention-based CSMA/CA access mechanism is sensitive to the traffic load whereas the assignment-based access mechanism used by wireless telephone networks is not. Heavy traffic load in wireless LANs causes significant degradation of network performance. Thus conventional handoff algorithms employed in wireless telephone networks are not applicable to wireless LANs. In this thesis, after examining existing handoff algorithms for wireless communications, we propose a handoff algorithm for wireless LANs. This algorithm considers traffic load as an important factor for initiating handoff. In normal traffic load, signal strength measurements from various access points are used the same as conventional handoff algorithms. However, in heavy traffic load, absolute threshold and hysteresis margin of channel traffic are taken into account. A simulation model is developed to study the performance of the proposed algorithm. The relationship between QoS parameters and handoff initiation criteria is analyzed. Moreover, simulation results show how handoff initiation criteria might be set in accordance with the quality of services requested by users.