無線局域網(wǎng)下一種基于預(yù)處理的切換模式

摘 要:針對移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(mobile node，MN)在無線局域網(wǎng)中切換時(shí)，產(chǎn)生的切換延遲會嚴(yán)重影響實(shí)時(shí)應(yīng)用的性能和丟包率問題，提出了一種基于預(yù)處理的切換模式。該模式是在滿足預(yù)處理?xiàng)l件下，啟動(dòng)一種預(yù)先信道掃描算法，實(shí)施數(shù)據(jù)包的預(yù)轉(zhuǎn)移和預(yù)恢復(fù)操作。這種切換模式不僅消除了切換過程中的信道掃描，而且實(shí)現(xiàn)了提前將發(fā)往MN的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目的AP，從而解決了MN與對端主機(jī)建立路徑所造成的丟包率過大的問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該切換模式降低了對實(shí)時(shí)應(yīng)用的影響，達(dá)到了降低丟包率、減小切換延遲的目的。

關(guān)鍵詞:切換;預(yù)先掃描;緩存;預(yù)轉(zhuǎn)移;預(yù)恢復(fù)

中圖分類號:TP393.17 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號:1001-3695(2010)03-1129-04

doi:10.3969/j.issn.1001-3695.2010.03.089

Pre-disposal for handoff in wireless LAN

WANG Xin-jian， SHI Hua-ji， CHE Ji-ming

(College of Computer Science Telecommunications Engineering， Jiangsu University， Zhenjiang Jiangsu 212013， China)

Abstract:In order to solve the problem of huge handoff latency which had greatly influenced real-time applications and packets dropping during the handoff procedure which was implemented by MN，this paper proposed a new handoff mode， i.e. pre-disposal for handoff.In this handoff mode，pre-divert and pre-recover packets would be implemented based on channels scanning when the pre-disposal condition appeared before handoff. Thus， not only the scanning phase was eliminated during handoff， but also the packets destined for MN were pre-transferred to destination AP from current AP， and then the problem of packet loss rate caused during the route set up between MN and communication nation (CN) was solved. The experiment result shows that this handoff mode reduces the influence on real-time applications， and achieves the goal of lower packets dropping and smaller handoff latency.

Key words:handoff; pre-scanning; cache; pre-divert; pre-recover

0 引言

基于IEEE 802.11的無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)，由于其提供了高達(dá)11 Mbps甚至更高的網(wǎng)絡(luò)訪問帶寬，在目前得到了廣泛的應(yīng)用，這些應(yīng)用大部分主要集中在數(shù)據(jù)服務(wù)方面。但實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(如VoIP)等，在WLAN下的應(yīng)用效果并不是很理想。其原因在于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(MN)在跨接入點(diǎn)(access point，AP)切換[1]時(shí)會對實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量產(chǎn)生比較大的影響。而切換時(shí)的丟包率、切換延遲等則是影響WLAN實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的主要因素之一。

切換期間如果有數(shù)據(jù)包產(chǎn)生，不僅會導(dǎo)致數(shù)據(jù)包的丟失，而且會增加新的延遲。即目的AP需要代表MN廣播位置更新消息，通信對端主機(jī)收到廣播消息后要建立起到目的AP的路由，然后發(fā)往MN的數(shù)據(jù)包在新的鏈路上流動(dòng)到達(dá)目的AP，MN才能收到數(shù)據(jù)包。在此之前，系統(tǒng)對發(fā)往MN的數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，仍然會向舊的AP轉(zhuǎn)發(fā)。在這種情況下，硬切換[2]不會把舊鏈路上的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)往目的AP，因此會產(chǎn)生較大的丟包率;平滑切換[3]會將舊鏈路上的數(shù)據(jù)包向目的AP轉(zhuǎn)發(fā)，但其數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)過程會增加切換延遲;基于AP的預(yù)先轉(zhuǎn)發(fā)切換[4]通過提前將發(fā)往MN的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目的AP，較好地解決了前面提到的MN與對端主機(jī)建立路徑所造成的丟包率過大的問題，但又造成了數(shù)據(jù)包的無序和重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)。事實(shí)上，以上三種切換模式都沒有很好地解決切換延遲較大的問題。IEEE 802.11切換過程分三個(gè)階段，即發(fā)現(xiàn)新AP(信道掃描階段)、認(rèn)證和重新連接。信道掃描階段的延遲超過了總切換延遲的90%以上，而這三種切換模式都沒有對切換過程中的這三個(gè)階段進(jìn)行較大的改善。為此，一些專家學(xué)者們在減少切換時(shí)三個(gè)階段的延遲方面作了很多研究[5~9]。這些研究成果可歸納為四類:a)減小認(rèn)證和重新連接階段的時(shí)間[5];b)減少每個(gè)信道的掃描時(shí)間[6，7];c)減少待掃描信道的集合[6];d)將信道掃描和切換過程進(jìn)行分離[8，9]。但是這些都不能解決文中提到的MN與對端主機(jī)建立路徑所造成的丟包率過大的問題，由此所造成的丟包率都在40%~60%[8]。對于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)VoIP，用戶可以接受的范圍是低于5%[10]的丟包率，否則無法滿足通信要求。

為此，文中提出了一種基于預(yù)處理的切換模式。該模式參考了文獻(xiàn)[9]中基于信道掩碼的預(yù)先信道掃描算法，并在預(yù)先信道掃描過程中對掃描到的APs進(jìn)行數(shù)據(jù)包的預(yù)轉(zhuǎn)移和預(yù)恢復(fù)操作。這樣就消除了切換中的信道掃描過程和舊AP向新AP轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的過程，從而達(dá)到在切換中減少切換延遲和降低丟包率的目的。

1 預(yù)處理切換模式

該預(yù)處理切換模式的過程是:MN滿足預(yù)處理?xiàng)l件時(shí)，啟動(dòng)預(yù)處理過程。在預(yù)處理過程中，首先進(jìn)行預(yù)處理對象的確定，然后對預(yù)處理對象進(jìn)行數(shù)據(jù)包的預(yù)轉(zhuǎn)移和預(yù)恢復(fù)操作。

1.1 預(yù)處理過程啟動(dòng)條件的判定

MN在當(dāng)前AP的第二層[11]覆蓋區(qū)向遠(yuǎn)離當(dāng)前AP的方向移動(dòng)并且收到的信號強(qiáng)度為Th_New_AP時(shí)，啟動(dòng)預(yù)處理過程。當(dāng)前AP的信號覆蓋半徑大約為300 m，為了進(jìn)行無縫切換，MN一般在距離當(dāng)前AP不到300 m時(shí)就已經(jīng)切換完畢。因此，文中研究的只是對MN來說有效的信號覆蓋區(qū)域而言的。如圖1所示，假定這個(gè)有效的信號覆蓋區(qū)域的半徑為r1，可以將AP的信號覆蓋區(qū)域分成z1和z2兩個(gè)區(qū)域。當(dāng)MN在z1區(qū)域時(shí)，可以接收到當(dāng)前AP充足的信號，MN沒有發(fā)生切換的可能;當(dāng)MN移動(dòng)至z2區(qū)域時(shí)，MN進(jìn)入了當(dāng)前AP與相鄰AP的重疊區(qū)域，此時(shí)，MN可以接收到當(dāng)前AP的相鄰AP的信號。圖中虛線圍成的圓又將z2區(qū)域分成兩個(gè)部分。以AP為圓心，z1圓形區(qū)域的半徑為r1-2ε，z2圓環(huán)形區(qū)域中虛線圓的半徑為r1-ε。

以圖1中的三個(gè)圓與AP的某個(gè)覆蓋半徑的交點(diǎn)作為切點(diǎn)，分別做圖1中三個(gè)圓的切線。切線Th_New_AP和Th_handoff之間的距離為ε，θ′是MN-AP的連線與半徑的夾角，MN到AP的距離為S。

令θ=cos-1[(r1-ε)/r1]，則預(yù)處理過程啟動(dòng)條件的判定過程如下:

a)θ′<θ，且S=r1-ε時(shí)，MN接收到的當(dāng)前AP的信號強(qiáng)度為Th_New_AP，啟動(dòng)預(yù)處理過程。

b)θ′<θ，且S=r1時(shí)，MN接收到的當(dāng)前AP的信號強(qiáng)度為Th_handoff，進(jìn)行切換。

1.2 預(yù)處理過程

在預(yù)處理過程中，預(yù)處理對象的確定是在MN提前進(jìn)行信道掃描的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，包括預(yù)轉(zhuǎn)移對象的確定和預(yù)恢復(fù)對象的確定。當(dāng)預(yù)處理對象確定以后，啟動(dòng)數(shù)據(jù)包的預(yù)轉(zhuǎn)移和預(yù)恢復(fù)過程。數(shù)據(jù)包的預(yù)轉(zhuǎn)移和預(yù)恢復(fù)沒有嚴(yán)格意義上的先后順序。

1.2.1 預(yù)處理對象的確定

預(yù)處理對象的確定是在MN提前進(jìn)行信道掃描的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，文中參考了文獻(xiàn)[9]中提出的基于信道掩碼的預(yù)先信道掃描的算法。在此算法中，MN在進(jìn)行啟動(dòng)后的第一次切換時(shí)，需要作一次完全信道掃描。根據(jù)掃描的結(jié)果來更新信道掩碼圖，如下所示:

10001100001000

即將掩碼圖中有AP工作的信道對應(yīng)的位置1，其余的位置0。今后所說的預(yù)先信道掃描指的是MN在執(zhí)行完第一次切換后的掃描。MN以主動(dòng)掃描的形式依次轉(zhuǎn)到信道掩碼為1的信道上廣播探測包。如果該信道上有AP發(fā)送探測響應(yīng)包，MN接收并將該探測響應(yīng)包保存。探測響應(yīng)包里含有發(fā)出該響應(yīng)包的AP的相關(guān)信息。MN每掃描到一個(gè)AP的信息后，立即向當(dāng)前AP發(fā)送發(fā)現(xiàn)新的AP的通知幀。

當(dāng)所有的信道掩碼為1的信道都被掃描完后，如果MN收到過AP的探測響應(yīng)包，重置信道掩碼。重置的原則是，將發(fā)出探測響應(yīng)包的AP所在信道的信道掩碼設(shè)置為1，其他的設(shè)置為0。如果MN沒有收到任何探測響應(yīng)包，翻轉(zhuǎn)信道掩碼圖，重新進(jìn)行掃描。MN在所有探測到的APs中，按照信號強(qiáng)度大小的順序，選擇最大的APs(最多5個(gè))作為切換時(shí)重新連接的目的APs，并將結(jié)果送入緩存中的APs表，向當(dāng)前AP發(fā)出一個(gè)確定目APs的通知幀。確定目APs的通知幀里含有APs表中所有AP的相關(guān)信息。如表1所示，目的AP1的信號強(qiáng)度最大，目的AP2次之，目的AP5最小。

表1 APs表舉例

優(yōu)先級MAC地址所在信道

1MAC16

2MAC211

3MAC31

4MAC45

5MAC53

MN發(fā)出的發(fā)現(xiàn)新的AP的通知幀里包含從新的AP接收到的信號強(qiáng)度和時(shí)間戳。因此，不同的時(shí)刻，MN移動(dòng)到不同的位置時(shí)，向當(dāng)前AP發(fā)出的關(guān)于某一個(gè)新的AP的通知幀是不同的。在每個(gè)時(shí)間段，當(dāng)前AP對這些關(guān)于某一個(gè)新的AP的通知幀處理的原則是:只保留時(shí)間戳與當(dāng)前時(shí)刻最接近的通知幀，即當(dāng)前AP只保留關(guān)于某個(gè)新的AP的最新的通知幀。

當(dāng)前AP進(jìn)行預(yù)處理對象確定的算法描述如下:

a)當(dāng)前AP將Ti時(shí)間段內(nèi)接收到的MN發(fā)出的新AP的通知幀緩存。

b)如果是T1時(shí)間段，將得到的第一個(gè)通知幀所歸屬的AP作為預(yù)轉(zhuǎn)移對象。

c)在Ti個(gè)時(shí)間段的段末，當(dāng)前AP通過比較各個(gè)通知幀里的信息，選擇信號強(qiáng)度最大的通知幀所歸屬的AP作為Ti+1時(shí)間段的數(shù)據(jù)包預(yù)轉(zhuǎn)移對象，其余的通知幀所歸屬的AP作為Ti+1時(shí)間段的數(shù)據(jù)包預(yù)恢復(fù)對象。

值得說明的是T1時(shí)間段沒有預(yù)恢復(fù)對象。將各個(gè)時(shí)間段的預(yù)恢復(fù)對象的集合記為AP_DESTS。

圖2是一個(gè)AP的層次性分類的例子，根節(jié)點(diǎn)是當(dāng)前AP，位于中間層的是數(shù)據(jù)包預(yù)轉(zhuǎn)移對象，位于最底層的是數(shù)據(jù)包預(yù)恢復(fù)對象。

1.2.2 數(shù)據(jù)包的預(yù)轉(zhuǎn)移過程

數(shù)據(jù)包的預(yù)轉(zhuǎn)移是在預(yù)測到MN可能會發(fā)生切換時(shí)，當(dāng)前AP提前將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到MN可能會重新連接的APs的過程。

數(shù)據(jù)包的預(yù)轉(zhuǎn)移過程的算法描述如下:

a)Ti時(shí)間段內(nèi)將發(fā)往MN的數(shù)據(jù)包向AP_DESTi轉(zhuǎn)發(fā)，并記下向AP_DESTi發(fā)出的數(shù)據(jù)包的序列號范圍。

b)如果AP_DESTi與AP_DESTi-1是同一個(gè)AP，更新向AP_DESTi-1轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的序列號范圍。

c)Ti時(shí)間段末，將APSi+1成員的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)給AP_DESTi。

d)當(dāng)前AP確定目的APs的通知幀以后，首先會將確定目的APs的通知幀轉(zhuǎn)發(fā)給AP_DESTS的所有成員;然后會將向AP_DESTS所有成員轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的序列號范圍以組播的形式告知目的APs;最后會將發(fā)往MN的數(shù)據(jù)包以組播的形式向目的APs轉(zhuǎn)發(fā)。

值得說明的是:a)記下向AP_DESTi發(fā)出的數(shù)據(jù)包的序列號的范圍，是為了當(dāng)前AP向目的APs通告發(fā)往MN的數(shù)據(jù)包的流向;b)更新轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的序列號范圍的原則是將向AP_DESTi-1轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的序列號的最大值修改為向AP_DESTi轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的序列號的最大值;c)進(jìn)行MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)的目的是便于AP_DESTi對APSi+1的成員進(jìn)行數(shù)據(jù)包預(yù)恢復(fù)操作。

1.2.3 數(shù)據(jù)包的預(yù)恢復(fù)過程

數(shù)據(jù)預(yù)恢復(fù)采用了push技術(shù)。所謂push技術(shù)是一種基于客戶服務(wù)器機(jī)制，由服務(wù)器主動(dòng)地將信息發(fā)往客戶端的技術(shù)。在push應(yīng)用中，在服務(wù)器發(fā)送內(nèi)容給客戶機(jī)之前，沒有明顯的客戶機(jī)請求，也就是說，push事務(wù)是由服務(wù)器發(fā)起的。

數(shù)據(jù)預(yù)恢復(fù)是在預(yù)測到MN可能會發(fā)生切換以及切換過程中所涉及到的AP之間的數(shù)據(jù)包交換，即MN可能會重新連接的APs在從當(dāng)前AP獲取緩存數(shù)據(jù)包之前，提前從附近的APs上恢復(fù)一些將要從當(dāng)前AP遷移出的數(shù)據(jù)包。這里指的是AP_DESTi通過組播技術(shù)向APSi的成員或者AP_DESTS向目的APs轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)往MN的數(shù)據(jù)包的過程。由于目的AP與AP_DESTS是一對多的關(guān)系，加快了數(shù)據(jù)的恢復(fù)速度。

數(shù)據(jù)預(yù)恢復(fù)的過程描述如下:

a)Ti(i≥2)時(shí)間段內(nèi)，AP_DESTi-1將接到的數(shù)據(jù)包以組播的形式向APSi轉(zhuǎn)發(fā)。

b)目的APs查看當(dāng)前AP向各個(gè)AP_DESTi轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的序列號范圍，根據(jù)自己的需要向AP_DESTS的某些成員索取發(fā)往MN的數(shù)據(jù)包。

值得說明的是，步驟b)中目的APs在向AP_DESTS索取數(shù)據(jù)包的原則是先索取序列號大的數(shù)據(jù)包，這是由于當(dāng)預(yù)處理的時(shí)間比較長時(shí)，預(yù)先存儲在AP_DESTS中的數(shù)據(jù)包可能是MN與舊AP連接時(shí)已經(jīng)接收過的。先索取序列號大的數(shù)據(jù)包可以避免這種情況的發(fā)生。

1.2.4 對預(yù)處理過程的控制

MN在z2區(qū)域并向遠(yuǎn)離當(dāng)前AP的方向移動(dòng)時(shí)，會啟動(dòng)預(yù)先信道掃描算法，并將掃描的結(jié)果送入緩存;與此同時(shí)，當(dāng)前AP會根據(jù)MN提供的發(fā)現(xiàn)新的AP的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)包的預(yù)轉(zhuǎn)移和預(yù)恢復(fù)操作。這種方法雖然可以根據(jù)MN探測到的新的AP作為數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)目標(biāo)，但是數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)如果不考慮MN相對于當(dāng)前AP的位置或者移動(dòng)方式，數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)所造成的網(wǎng)絡(luò)開銷將是很大的，可能會產(chǎn)生不必要的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。如MN在靜止或者向當(dāng)前AP移動(dòng)時(shí)，就不必進(jìn)行數(shù)據(jù)包的預(yù)轉(zhuǎn)移和預(yù)恢復(fù)操作。預(yù)處理過程的控制步驟如下:

a)MN進(jìn)行預(yù)先信道掃描后，定期計(jì)算收到當(dāng)前AP的信號強(qiáng)度RSSI_new，并根據(jù)上次收到的信號強(qiáng)度RSSI_old，計(jì)算信號強(qiáng)度之差ΔRSSI，即

ΔRSSI=RSSI_new-RSSI_old

如果ΔRSSI<0，則MN向當(dāng)前AP發(fā)送發(fā)現(xiàn)新的AP的通知幀;否則，不向當(dāng)前AP發(fā)送發(fā)現(xiàn)新的AP的通知幀。

b)當(dāng)前AP在Ti時(shí)間段內(nèi)未收到MN發(fā)出的發(fā)現(xiàn)新的AP的通知幀時(shí)，中止預(yù)轉(zhuǎn)發(fā)過程，并且不向AP_DESTi轉(zhuǎn)發(fā)APSi+1成員的MAC地址，由此AP_DESTi也中止預(yù)恢復(fù)過程。待下一個(gè)時(shí)間段內(nèi)收到MN發(fā)出的發(fā)現(xiàn)新的AP的通知幀時(shí)，重新啟動(dòng)預(yù)轉(zhuǎn)發(fā)和預(yù)恢復(fù)過程。

1.3 基于預(yù)處理的切換過程

MN提前信道掃描完畢之后APs表中含有目的APs的相關(guān)信息。 下面對提出的基于預(yù)處理的切換過程進(jìn)行詳細(xì)描述。MN接收到的當(dāng)前AP的信號強(qiáng)度會隨著MN的移動(dòng)而改變。當(dāng)MN收到當(dāng)前AP的信號強(qiáng)度為切換的門限值時(shí)，開始切換。基于預(yù)處理的切換過程如下:

a)當(dāng)信號強(qiáng)度低于Th_New_AP而高于Th_handoff時(shí)，MN觸發(fā)后臺的基于信道掩碼的預(yù)先信道掃描程序。

b)完成步驟a)后將得到一個(gè)APs表，將該列表放入緩存。

c)完成掃描后，MN檢測收到的信號強(qiáng)度，決定是繼續(xù)進(jìn)行掃描還是進(jìn)行切換。

d)如果信號強(qiáng)度低于Th_handoff，切換過程開始，MN讀取緩存中APs表的信息，否則返回a)。

e)MN向APs表中的AP1進(jìn)行連接。如果連接成功，轉(zhuǎn)向g)。

f)當(dāng)MN與APs表中第一個(gè)AP未連接成功時(shí)，嘗試與第二個(gè)AP連接。依此類推，如果所有AP都未能連接成功，啟動(dòng)選擇性掃描算法。將MN與AP1~AP5連接成功分別稱為緩存查詢1~5次命中。如果所有AP都未能連接成功，啟動(dòng)選擇性信道掃描算法。

g)與目的AP連接以后，將新的AP所在信道的信道掩碼設(shè)置為0，舊的AP所在信道的信道掩碼設(shè)置為1，以保證下一次切換時(shí)預(yù)先信道掃描會掃描到新的AP所在的信道。

2 實(shí)驗(yàn)和評估

本實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證基于預(yù)處理的切換模式在VoIP等實(shí)時(shí)應(yīng)用上的性能優(yōu)于其他切換模式。切換時(shí)的丟包率、切換延遲是評價(jià)VoIP等實(shí)時(shí)應(yīng)用性能的主要參數(shù)。因此，本實(shí)驗(yàn)從切換時(shí)的丟包率和切換延遲上與其他的切換模式進(jìn)行比較。

2.1 仿真實(shí)驗(yàn)場景設(shè)置

仿真模型是由通信對端主機(jī)CN和六個(gè)AP以有線方式與以太網(wǎng)交換機(jī)switch 相連，如圖3所示。有線帶寬為100 Mbps，無線802.11 部分的帶寬為11 Mbps。所有有線鏈路采用全雙工的工作方式，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN 作為數(shù)據(jù)包的接收端，通信對端主機(jī)CN作為數(shù)據(jù)的發(fā)送端，包的大小為1 024 Byte，AP緩存隊(duì)列大小為100 個(gè)包。MN按圖4的軌跡以2 m/s的速度進(jìn)行移動(dòng)，將當(dāng)前AP確定預(yù)轉(zhuǎn)移和預(yù)恢復(fù)對象的時(shí)間段取值為0.5 s，Th_New_AP取值為-72 dBm，Th_handoff取值為-82 dBm。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

按照上面的場景布置，本文先后對三種切換方案，即基于AP的預(yù)先轉(zhuǎn)發(fā)切換、基于預(yù)先信道掃描切換和文中提出的基于預(yù)處理的切換在同樣的條件下進(jìn)行仿真。

三種切換模式在兩種不同的情況下的丟包率的對照結(jié)果如圖5所示。在MN與CN建立路徑的過程中，基于預(yù)先信道掃描切換模式的丟包率最大，如圖5所示，這是由于預(yù)先信道掃描切換在路徑建立之前，目的AP沒有預(yù)先存儲發(fā)往MN的數(shù)據(jù)包，因此路徑建立過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包就可能丟失;而后兩種切換模式都是提前將發(fā)往MN的數(shù)據(jù)包向目的AP轉(zhuǎn)發(fā)，使得目的AP可以在與MN建立連接以后，立即將數(shù)據(jù)包向MN轉(zhuǎn)發(fā)，因此，兩者在這個(gè)過程中的丟包率比較小。然而，在整個(gè)切換過程中，基于預(yù)處理切換模式的丟包率最小，基于AP的預(yù)先轉(zhuǎn)發(fā)切換模式丟包率最大，這是由于后者僅僅較好地解決了MN與CN建立路徑過程中的丟包率，但是由于它的切換延遲比較大;整個(gè)過程中的丟包率還是比較大，而前者不但解決了建立路徑過程中的丟包率，而且由于其切換延遲也比較小，因此整個(gè)過程中的丟包率也比較小。基于預(yù)先信道掃描切換模式由于切換延遲要小于基于AP預(yù)先轉(zhuǎn)發(fā)的切換模式的切換延遲，它在整個(gè)切換過程中的丟包率也要小于基于AP的預(yù)先轉(zhuǎn)發(fā)模式的丟包率。

基于預(yù)先信道掃描和基于預(yù)處理的切換模式的切換延遲均較小，基于AP的預(yù)先轉(zhuǎn)發(fā)切換模式的切換延遲最大，如圖6所示，這是由于前兩者都提前進(jìn)行了信道掃描，進(jìn)而消除了切換過程中的信道掃描延遲，兩者的切換延遲均較小。而基于AP預(yù)先轉(zhuǎn)發(fā)切換模式，由于沒有提前進(jìn)行信道掃描，其切換延遲要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他兩種切換模式。

3 結(jié)束語

預(yù)轉(zhuǎn)移和預(yù)恢復(fù)都可以縮短數(shù)據(jù)包遷移的時(shí)間，提高服務(wù)切換質(zhì)量。預(yù)轉(zhuǎn)移的效果在于對MN的會發(fā)生切換的目的AP的準(zhǔn)確預(yù)測程度，而預(yù)恢復(fù)是利用數(shù)據(jù)包在進(jìn)行遷移同步時(shí)的空隙，在大多數(shù)情況下都可以提高部分服務(wù)切換質(zhì)量。預(yù)恢復(fù)可以得益于預(yù)轉(zhuǎn)移，因?yàn)轭A(yù)轉(zhuǎn)移使得預(yù)恢復(fù)時(shí)可以從鄰居AP獲得更多的數(shù)據(jù)包，所以結(jié)合使用預(yù)轉(zhuǎn)移和預(yù)恢復(fù)，可以充分發(fā)揮兩種方法的優(yōu)點(diǎn)。基于預(yù)處理的切換模式已經(jīng)在無線局域網(wǎng)中得到應(yīng)用，特別是對于移動(dòng)VoIP的切換過程，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。本文的后續(xù)工作將對MN根據(jù)接收到的信號強(qiáng)度進(jìn)行切換時(shí)，可能會導(dǎo)致各個(gè)AP之間的負(fù)載出現(xiàn)不平衡，使網(wǎng)絡(luò)的整體性能下降，造成無線資源浪費(fèi)的問題進(jìn)行研究。

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