运动环境下无线网络接入点快速切换技术探讨

陆玉亭

摘要：无线网络接入点能否进行快速有效的切换是决定无线网络能否在运动环境中使用的关键要素，文章首先分析了接入点快速切换技术的研究现状，在此基础上深入研究了接入点切换过程，并针对性地提出了一种运动环境下无线网络接入点快速切换的模型。

关键词：无线网络；快速切换；模型分析

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）35-8386-03

WiFi（WirelessFidelity，无线相容性认证）是目前无线网络领域最重要的接入方式之一，该方式成本低廉、技术成熟、应用非常广泛。无线访问接入点（AccessPoint，AP）主要在媒体存取控制层中担当无线工作站与有线局域网络的桥梁作用，有了AP无线工作站就可以轻松的实现与现有网络进行快速的连接。然而WiFi最初是为了流动式的无线宽带连接设计的，在运动环境下只能提供一种间断式的连接，无线网络在一个AP的覆盖范围内驻留时间通常比较短暂，负责连接移动网络和公共网络间的无线链路总会在多个AP间不停地执行切换，但是过于频繁的切换必会造成无线网络连接的中断、通信带宽的降低及通信延迟变长。AP间的快速切换技术是研究WiFi在运动环境下应用的关键所在，主要包括探测信道如何确定下一个待接入的AP和无线链路怎样在AP间快速切换两个部分。

1无线网络接入点快速切换技术现状

对应用WiFi技术的无线网卡驱动程序的分析可知，IEEE802.11协议总是根据网卡接收到的RSSI（ReceivedSignalStrengthIndicator指示信号强度）来判断其所处区域的无线网络信号质量，在对无线网络执行信道扫描时，也是AP计算接收到的RSSI值来推算信号的质量，然后将当前AP信号的质量与原先系统设置好的无线链路信号质量最低阈值进行比较，以决定是否需要启动无线网络切换进程。现有研究数据表明，目前AP间切换延迟90%以上的时间都是来自于信道扫描阶段，所以如果可以有效减小扫描阶段的切换延迟必将可以显著地缩减AP间快速切换的延迟，从而改善AP间切换所带来的网络中断问题。由于绝大部分的切换延迟均由探测无线信道扫描合法AP所造成，所以当前研究大多都针对无线网络扫描阶段，目前研究主要集中在以下几个方面：分阶段进行扫描、扫描窗口的参数优化和提前完成扫描工作等。

2无线网络接入点切换过程详细分析

无线网络的切换指的是无线网络终端从一个AP覆盖范围内离开并进入到另一个AP覆盖范围的过程。AP间的具体切换过程可以分为扫描、认证、关联等三个阶段，AP间的切换实际上可解释为：无线终端与当前AP正常通信转换到与下一个AP正常通信的过程，主要分为以下六个阶段：切换启动、扫描、认证、重新关联、路径更新及无线链路优化等。其中整个切换过程的基础是切换启动阶段，无线终端若要执行切换，须要满足切换的触发条件，切换时机的选择很大程度上取决于触发条件的设置，条件值不理想可能导致切换误判，进而影响无线网络的通信。一方面如果触发条件灵敏度设置的过低，会使无线终端不能及时感知到网络通信状态的变化，而错过最佳切换时刻；另一方面如果触发条件灵敏度设置的过高，将会导致切换过于频繁，造成不需要切换时频繁触发切换的现象，导致无线网络的中断。在扫描、认证、重新关联和路径更新等阶段产生延迟，都将导致无线网络连接中断。如果在切换启动、扫描、认证、重新关联、路径更新和无线链路优化等六阶段耗时分别为：t启动、t