Bachelor Thesis BCLR-2025-63

BibliographyDalkowski, Evelyn: Analyse des Standard Access Point Selektion Algorithmus.
University of Stuttgart, Faculty of Computer Science, Electrical Engineering, and Information Technology, Bachelor Thesis No. 63 (2025).
69 pages, german.
Abstract

Heutzutage gibt es an vielen öffentlichen Orten kostenfreies WLAN nach dem Standard IEEE 802.11. Ein AP ermöglicht die Kommunikation zwischen drahtlosen und kabelgebundenen Geräten innerhalb desselben Netzwerks. Für eine flächendeckende Abdeckung werden mehrere Access Points (APs) benötigt. Für die Auswahl des APs wird der Standard Access Point Selektion Algorithmus verwendet. Dieser wählt den AP mit der stärksten Signalstärke aus, damit ein Endgerät, auch Station genannt, bei der Neueinwahl in ein Netzwerk oder während des Roaming-Prozesses sich mit diesem verbinden kann. Das Verhalten des Algorithmus in realen Arbeitsumgebungen wurde in dieser Arbeit untersucht. Dafür wurden drei unterschiedliche Setups definiert. Zunächst ein Setup für Voruntersuchungen mit einem AP oder zwei APs in definiertem Abstand zur Station, ein kleinskaliges Setup, in dem die APs in etwa sechs Metern Entfernung gegenüber angeordnet wurden, und ein großskaliges Setup mit realitätsnäheren 14,1 Metern Abstand zwischen den APs. Die Voruntersuchungen zeigten Unterschiede in der Signalstärke zwischen verschiedenen Endgeräten und AP-Modellen. Zudem wurde ein Signalabfall mit zunehmender Entfernung vom AP festgestellt, der jedoch an einigen Stellen Schwankungen aufwies. Bei der Neueinwahl wählten die Stationen bei gleichem WLAN-Standard konsequent den AP mit der besseren Signalstärke. Interessanterweise bevorzugten die Geräte bei unterschiedlichen Standards den moderneren Wi-Fi 6 AP, selbst wenn dieser eine etwas schwächere Signalstärke aufwies. Die Analyse des Roaming-Verhaltens ergab, dass die Station mit dem AP verbunden blieb, bis die empfangene Signalstärke des APs einen Wert unterschritt. Bei unseren Messergebnissen lag dieser Schwellenwert bei ungefähr -70 Dezibel- Milliwatt (dBm), bevor die Station den Roaming-Prozess anstieß. Basierend auf diesen Ergebnissen werden verschiedene Verbesserungsvorschläge unterbreitet. Als Verbesserungen bei der Neueinwahl schlagen wir die Verwendung eines Durchschnitt der letzten zehn Messwerte vor, anstatt eines einzelnen Signalstärkewerts. Beim Roaming-Prozess gibt es verschiedene Möglichkeiten. Das erwartete Verhalten könnte erzwungen werden, sodass sich die Station mit einem AP mit besserer Signalstärke verbindet, sobald dieser verfügbar ist. Alternativ könnte der vorhandene Schwellenwert abgesenkt, ein dynamischer Schwellwert eingeführt oder der Wechsel zu einem anderen AP für eine gewisse Zeit gesperrt werden.

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Volltext
Department(s)University of Stuttgart, Institute of Parallel and Distributed Systems, Distributed Systems
Superviser(s)Becker, Prof. Christian, Herrmann, Jona
Entry dateNovember 10, 2025
   Publ. Institute   Publ. Computer Science