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种基于无线局域网的移动检测优化方案

发表时间:2007-06-21内容来源:站长资讯收集整理作者:佚名

摘要

无线局域网采用移动IP实现移动性管理。移动IP切换存在切换时延大,数据包易丢失的问题。切换时延由移动检测时延和注册时延组成,而移动检测时延在其中占主要部分。文章提出了一种移动检测优化方案,采用了自适应绑定的算法,同时充分考虑了域内小范围高频度切换的情况,使移动节点在无线局域网环境中进行快速有效的切换。

一、引言

目前,无线局域网(WLAN)正在以其方便灵活的特性以及日益低廉的价格成为通信领域发展最快的分支之一。无线局域网在热点地区(机场,宾馆,企业)提供宽带高速无线接入方面有其独特优势,将在下一代移动通信系统中将占据重要地位。IEEE802.11协议制定了无线局域网媒体访问控制(MAC)层和物理层的规范及其基本结构。为了保证移动站点在各个子网之间的漫游,需要在其MAC层之上引入移动IP技术。

移动IP协议是一种在Internet上提供移动功能的网络层方案,使节点在切换链路时不中断正在进行的通信。切换问题是移动IP网络研究的重点,它包含移动检测和网络注册等一系列的过程。移动节点在进行切换过程时,会产生切换时延和数据包丢失,从而降低通信业务(尤其是实时通信业务)的服务质量。在移动IP切换过程中,移动检测时间是随机的,而且是秒级的,它是移动IP切换的主要耗时。

本文首先介绍了802.11移动IP切换的过程,其次介绍了常用的移动检测算法,最后提出了一种在802.11无线局域网移动检测的优化方案。

二、移动IP切换

2.1 IEEE802.11链路层切换

图1描述了IEEE802.11在基础(Infrastructure)模式下的实体结构。支持一个或多个移动节点MN(MobileNode)的单个无线AP(AccessPoint)称为一个基础服务集BSS(BasicService Set),它是无线局域网的基本单元,每个BSS可以通过AP连接到主干分配系统DS(Distribution System)。DS相当于一个有线主干局域网。两个或更多的基本服务集组成扩展服务集ESS(Extended Service Set),而这些基本服务集通过分配系统连接在一起。一个ESS是单个逻辑网段(也称为一个子网),并通过它的服务集标识符(Extended Service Set Identifier,ESSID)来识别。

图1 IEEE802.11的基本服务集和扩展服务集

在ESS中,决定移动节点从一个AP向另一个AP切换的核心参数是测量当前关联的AP所能提供的SNR质量,它代表了物理信道的可用信号质量和噪音幅度。当无线链路的SNR质量降低到一定的程度,这时就会产生链路层切换,其步骤如下:首先移动节点向各个通道发送探测请求;其次根据信号强度选择最优AP并向新AP鉴权;最后移动节点向新AP发送请求并接入。

2.2 移动IP切换过程

当移动节点从一个网络移动到另一个网络时,它就要执行移动IP切换。一个完整的移动IP切换过程大致可分为下列3个阶段:

(1)链路层切换(第2层切换);

移动节点由一个AP换到另一个AP时,会马上进行链路层切换。由于一个移动节点在一个时刻只能接入一个AP,因此链路层切换属于硬切换。802.11无线局域网中链路层切换如上所述。

(2)移动检测;

当移动节点通过链路层切换建立新链路后,根据移动检测算法决定是否启动移动IP切换。

(3)移动节点位置注册(第3层切换)。

移动节点决定启动移动IP切换,配置新的转交地址,并向归属代理和通信对端发送绑定更新。注册新的转交地址,其时间长短取决于移动节点到归属代理的距离。

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