基于遺傳算法的WLAN無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

王月琴

摘要

無限局域網(wǎng)使用非常方便，在生活中有種廣泛的應(yīng)用。它比有線網(wǎng)絡(luò)更加靈活，具有著較低的成本，是計算機網(wǎng)絡(luò)和無線通信結(jié)合的產(chǎn)物。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，由于WLAN存在的重要性，勢必要對其進行不斷的優(yōu)化，以滿足人們的需求。

【關(guān)鍵詞】移動互聯(lián) WLAN 優(yōu)化

WLAN即是無線局域網(wǎng)，它為計算機或移動設(shè)備提供接入服務(wù)。伴隨著移動設(shè)備的快速普及，無線局域網(wǎng)的建設(shè)也發(fā)展迅速。各大運營商開始推行WLAN技術(shù)，建設(shè)WLAN網(wǎng)絡(luò)，規(guī)模的擴大產(chǎn)生了更多的問題，構(gòu)建更加高質(zhì)量的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境成了未來發(fā)展的趨勢。

1 WLAN優(yōu)化的必要性

WLAN有著廣泛的終端基礎(chǔ)，包括智能手機、電子閱讀器等。同時，WLAN有著高帶寬和低成本特點，在生活中非常受到歡迎。移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對WLAN發(fā)展有著很大的推動作用，也在客觀上要求著更高品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

1.1 要求WLAN信號實現(xiàn)全覆蓋

移動互聯(lián)網(wǎng)要求WLAN信號實現(xiàn)全覆蓋，從最初的室內(nèi)走向室外，即實現(xiàn)無處不在。WLAN信號若想實現(xiàn)全覆蓋需要經(jīng)過精密的策劃和部署才能完成，也對網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提出了更高要求。

1.2 要求認證操作透明

WLAN在接入時通常要進行SSID選擇，設(shè)置相應(yīng)加密元素，與移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)相比體驗性較差，操作步驟略為繁瑣，并且隨著位置的移動還要熱點切換。移動WLAN無感知方案提升了用戶接入的體驗，在后臺完成用戶密碼操作。對不同熱點間的切換操作，仍需要手動進行。終端無感知接入和認證透明化涉及到組網(wǎng)和后臺維護等多個方面，需要進行系統(tǒng)性的部署。

1.3 要求承載更多價值應(yīng)用

WLAN為許多增值性應(yīng)用提供了平臺，如無線定位、無線監(jiān)控等?；跓o線網(wǎng)絡(luò)的各個行業(yè)正在興起，WLAN的重要性變得越來越明顯。WLAN承載價值應(yīng)用得益于AP接入點。AP點能采集到詳細的空間和用戶信息，挖掘有價值的信息。

2 干擾WLAN的因素

2.1 無線環(huán)境影響

在不同環(huán)境下，物質(zhì)材料對微波造成的干擾不同。進行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時要充分的考慮到環(huán)境因素，如在一些人口密集的區(qū)域如學(xué)校、商場等，用戶較多，覆蓋的范圍廣，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時要考慮到頻率干擾和網(wǎng)絡(luò)的容量。在一些人數(shù)較少、范圍小的地方，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題是頻率干擾;若在酒店，局域網(wǎng)的覆蓋會受到房間大小的限制，這時的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題是網(wǎng)絡(luò)覆蓋率和頻率干擾。

2.2 用戶過多

日常生活中，常常會出現(xiàn)許多人共同擠入同一無線網(wǎng)現(xiàn)象。因為AP的接收能力不足，會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)延遲。

2.3 設(shè)備故障

設(shè)備故障也是干擾WLAN質(zhì)量的重要因素，常見的設(shè)備故障有AP故障、DHCP服務(wù)器故障等。生活中會經(jīng)常遇到AP閃斷或吊死，有時候用戶無法獲取有效的IP地址。

2.4 信道干擾

當前的WLAN網(wǎng)絡(luò)使用2.4GHZ頻段，頻段上可使用的獨立頻點有3個其他頻點有相互干擾現(xiàn)象，影響設(shè)備的穩(wěn)定。

3 基于遺傳算法的無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化

3.2 遺傳算法

遺傳算法（Genetic Algorithm）是模擬達爾文生物進化論的自然選擇和遺傳學(xué)機理的生物進化過程的計算模型，是一種通過模擬自然進化過程搜索最優(yōu)解的方法。遺傳算法的操作對象是種群，它由眾多個體組成，所有個體都按照編碼原則與問題的一個解對應(yīng)。在遺傳算法中，通過交叉、變異和局部搜索等遺傳操作產(chǎn)生后代，然后確定其適應(yīng)度，將具有優(yōu)秀適應(yīng)度的個體選擇出來。

應(yīng)用遺傳算法解決問題的一般流程如圖1所示。

3.3 基于遺傳算法的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

利用遺傳算法的研究與模塊的嵌入，首先達到WLAN設(shè)計過程中的最優(yōu)化。在無線局域網(wǎng)WLAN設(shè)計中需要達到接入點數(shù)量最少和覆蓋范圍最大這兩個相互矛盾的要求，傳統(tǒng)的方法需要預(yù)先給定接入點的數(shù)量，并且依靠工程經(jīng)驗來設(shè)計接入點的位置。在不利用多個并行處理目標函數(shù)的情況下，解決這兩個相互矛盾的多目標函數(shù)是極為不便的，并且無法得出科學(xué)的結(jié)論。對于大規(guī)模的無線局域網(wǎng)工程設(shè)計要想最優(yōu)地實現(xiàn)這兩個條件也是不易的?；谝陨蠁栴}考慮采用遺傳算法解決優(yōu)化問題和并行處理問題，解決WLAN設(shè)計中進行無線覆蓋的建設(shè)規(guī)劃問題?？傮w架構(gòu)圖如圖2所示。

遺傳算法模塊的種群就是分布在WLAN熱點中的智能無線AP。通過對AP的遺傳操作以求達到WLAN熱點的網(wǎng)絡(luò)達到最優(yōu)化。遺傳算法模塊主要有兩部分組成，一是在WLAN熱點設(shè)計過程中，經(jīng)過對熱點內(nèi)的智能無線AP進行遺傳操作，最終確定AP的個數(shù)已經(jīng)位置，這是前期設(shè)計中的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化功能。其次是網(wǎng)絡(luò)實時優(yōu)化功能，在已經(jīng)布置好的WLAN熱點中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實時使用情況，對區(qū)域內(nèi)的AP進行遺傳操作，從而從軟件上實時分配網(wǎng)絡(luò)資源和調(diào)整AP使用情況。遺傳算法內(nèi)嵌模塊工作流程如圖3所示。

參考文獻

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