陸玉亭

摘要：無線網(wǎng)絡(luò)接入點能否進行快速有效的切換是決定無線網(wǎng)絡(luò)能否在運動環(huán)境中使用的關(guān)鍵要素，文章首先分析了接入點快速切換技術(shù)的研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上深入研究了接入點切換過程，并針對性地提出了一種運動環(huán)境下無線網(wǎng)絡(luò)接入點快速切換的模型。

關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)絡(luò)；快速切換；模型分析

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）35-8386-03

WiFi（WirelessFidelity，無線相容性認證）是目前無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最重要的接入方式之一，該方式成本低廉、技術(shù)成熟、應(yīng)用非常廣泛。無線訪問接入點（AccessPoint，AP）主要在媒體存取控制層中擔(dān)當無線工作站與有線局域網(wǎng)絡(luò)的橋梁作用，有了AP無線工作站就可以輕松的實現(xiàn)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進行快速的連接。然而WiFi最初是為了流動式的無線寬帶連接設(shè)計的，在運動環(huán)境下只能提供一種間斷式的連接，無線網(wǎng)絡(luò)在一個AP的覆蓋范圍內(nèi)駐留時間通常比較短暫，負責(zé)連接移動網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)間的無線鏈路總會在多個AP間不停地執(zhí)行切換，但是過于頻繁的切換必會造成無線網(wǎng)絡(luò)連接的中斷、通信帶寬的降低及通信延遲變長。AP間的快速切換技術(shù)是研究WiFi在運動環(huán)境下應(yīng)用的關(guān)鍵所在，主要包括探測信道如何確定下一個待接入的AP和無線鏈路怎樣在AP間快速切換兩個部分。

1無線網(wǎng)絡(luò)接入點快速切換技術(shù)現(xiàn)狀

對應(yīng)用WiFi技術(shù)的無線網(wǎng)卡驅(qū)動程序的分析可知，IEEE802.11協(xié)議總是根據(jù)網(wǎng)卡接收到的RSSI（ReceivedSignalStrengthIndicator指示信號強度）來判斷其所處區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量，在對無線網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行信道掃描時，也是AP計算接收到的RSSI值來推算信號的質(zhì)量，然后將當前AP信號的質(zhì)量與原先系統(tǒng)設(shè)置好的無線鏈路信號質(zhì)量最低閾值進行比較，以決定是否需要啟動無線網(wǎng)絡(luò)切換進程。現(xiàn)有研究數(shù)據(jù)表明，目前AP間切換延遲90%以上的時間都是來自于信道掃描階段，所以如果可以有效減小掃描階段的切換延遲必將可以顯著地縮減AP間快速切換的延遲，從而改善AP間切換所帶來的網(wǎng)絡(luò)中斷問題。由于絕大部分的切換延遲均由探測無線信道掃描合法AP所造成，所以當前研究大多都針對無線網(wǎng)絡(luò)掃描階段，目前研究主要集中在以下幾個方面：分階段進行掃描、掃描窗口的參數(shù)優(yōu)化和提前完成掃描工作等。

2無線網(wǎng)絡(luò)接入點切換過程詳細分析

無線網(wǎng)絡(luò)的切換指的是無線網(wǎng)絡(luò)終端從一個AP覆蓋范圍內(nèi)離開并進入到另一個AP覆蓋范圍的過程。AP間的具體切換過程可以分為掃描、認證、關(guān)聯(lián)等三個階段，AP間的切換實際上可解釋為：無線終端與當前AP正常通信轉(zhuǎn)換到與下一個AP正常通信的過程，主要分為以下六個階段：切換啟動、掃描、認證、重新關(guān)聯(lián)、路徑更新及無線鏈路優(yōu)化等。其中整個切換過程的基礎(chǔ)是切換啟動階段，無線終端若要執(zhí)行切換，須要滿足切換的觸發(fā)條件，切換時機的選擇很大程度上取決于觸發(fā)條件的設(shè)置，條件值不理想可能導(dǎo)致切換誤判，進而影響無線網(wǎng)絡(luò)的通信。一方面如果觸發(fā)條件靈敏度設(shè)置的過低，會使無線終端不能及時感知到網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)的變化，而錯過最佳切換時刻；另一方面如果觸發(fā)條件靈敏度設(shè)置的過高，將會導(dǎo)致切換過于頻繁，造成不需要切換時頻繁觸發(fā)切換的現(xiàn)象，導(dǎo)致無線網(wǎng)絡(luò)的中斷。在掃描、認證、重新關(guān)聯(lián)和路徑更新等階段產(chǎn)生延遲，都將導(dǎo)致無線網(wǎng)絡(luò)連接中斷。如果在切換啟動、掃描、認證、重新關(guān)聯(lián)、路徑更新和無線鏈路優(yōu)化等六階段耗時分別為：t啟動、t