WiFi作为一种部署范围广、成本低的无线接入方式,已经成为蜂窝网络流量分载的主要方式。然而传统的手动切换网络的方式会带来较长的时延,因此,如何实现WiFi网络自动连接、认证是当前WiFi分流的一个严峻的挑战。同时,WiFi分流的性能究竟如何仍需要进一步的研究。基于此,本文主要研究了以下三个问题。首先,本文针对传统WiFi网络在易连接性和安全性等方面所存在的劣势,提出基于Hotspot 2.0的流量分载架构,使用户能够自动、安全地连接到WiFi网络。其次,本文研究了该分载架构下严格QoS保障的时延WiFi流量分载的性能,提出了带有犹豫、不耐烦顾客和系统故障的队列模型和有限长2D Markov链的分析模型,最终建模了分载效率与队列长度、用户请求到达率和WiFi服务率之间的关系。最后,针对不同业务时延容忍度的差别,本文研究了多业务情况下时延WiFi流量分载的性能。建立了带有不耐烦顾客和系统故障的抢占式多优先级的队列模型,采用3D Markov链拟合队列服务的状态转移过程,最终建模了各优先级业务流量分载的分载率和平均时延与WiFi获得率、用户请求到达率和WiFi服务率之间的数学关系。