一种基于无线局域网的移动检测优化方案

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1、一种基于无线局域网的移动检测优化方案～教育资源库　　一、引言　　目前，无线局域网（AC）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Inter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80

2、2.11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　　2.1IEEE802.11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（BasicServiceSet），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（DistributionSystem）。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

3、成扩展服务集ESS（ExtendedServiceSet），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（ExtendedServiceSetIdentifier，ESSID）来识别。　　　　图1IEEE802.11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

4、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

5、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。　　三、移动检测算法　　在移动IP中，移动检测算法可以分为两类：基于代理广播消息的移动检测算法与基于链路层暗示的移动检测算法。　　3.1基于代理广播消息的移动检测算法　　在802.11无线局域网内，本地代理和外地代理需要频繁地发送广播消息以免广播消息的丢失，特别是在较容易出错的无线链路上。代理广播消息中ICMP路由器广播部分的生存时间域表示移动节点接收同一代理的广播消息的最大等待时间。当移动节点注册到某代理上时，如果在生存时间域规定的时间内没有收到来

6、自该代理的广播消息，那么说明该移动节点已移动到另一链路上或者该代理已经不可用了。此时移动节点向下一个发来代理广播消息的外地代理注册。如果移动节点没有收到任何广播消息，它就发出一个代理请求消息去询问。　　基于代理广播消息的检测算法有LCS（LazycellSwitching）和ECS（EagerCellSwitching）两种算法：　　LCS算法的主要思想是：只有在生存时间域规定的时间内没有收到当前代理的广播消息时，才会向发来广播消息的新代理注册。　　ECS算法的主要思想是：移动节点只要收到新代理发送的广播消息，不必等候旧代理，直接向新代理进行注册。　　采用LCS算法，会尽可能

7、推迟第3层切换，避免不必要的切换发生，但是LCS算法会引起较大的时延。而ECS算法缩短了代理发现的时间，减小了时延，但是会引起不必要的切换。　　3.2基于链路层暗示的移动检测算法　　上述基于代理广播消息的检测算法有一个局限性，为了减小切换时延，需要提高代理广告的发送频率，然而频繁的发送代理广告消息会占用无线链路的带宽，从而降低链路利用率。　　基于链路层暗示的方案将移动IP的网络层切换与链路层切换过程相结合，利用来自链路层的触发信息通知网络层提前切换。在进行链路层切换时，链路层将新代理的2层标识符递交给当