協(xié)同網(wǎng)絡(luò)基站實(shí)現(xiàn)無線通信網(wǎng)絡(luò)中快速協(xié)同切換技術(shù)的研究

張成斌

摘 要：在無線通信網(wǎng)絡(luò)中，存在著切換固定節(jié)點(diǎn)時(shí)，由于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)處于漫游網(wǎng)絡(luò)拓中，由于鏈狀拓?fù)涞挠绊?，或者樹狀拓?fù)涞挠绊?，結(jié)果導(dǎo)致切換延遲的現(xiàn)象。這種延遲嚴(yán)重影響了無線通信網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，由鑒于此，如何進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)在無線通信網(wǎng)絡(luò)中的快速協(xié)同切換，是目前相關(guān)從業(yè)人員需要攻克的難題。本文從RSSI出發(fā)，協(xié)同網(wǎng)絡(luò)基站，達(dá)到快速無縫切換移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的目的。

關(guān)鍵詞：無線通信網(wǎng)絡(luò)；協(xié)同切換；拓?fù)洌?/p>

0引言

目前的無線通信網(wǎng)絡(luò)基于IP的要求，需要提供RSSI服務(wù)于局域網(wǎng)絡(luò)之中，以保障各種實(shí)時(shí)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。在無線通信網(wǎng)絡(luò)中，其骨干網(wǎng)絡(luò)鎖使用的模型，是為骨干網(wǎng)絡(luò)以及局域網(wǎng)絡(luò)而服務(wù)，其設(shè)置是由網(wǎng)絡(luò)邊緣的非聚集以及聚集路由器所提供，而節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)換以及映射，也是通過服務(wù)的區(qū)分完成轉(zhuǎn)換的[1]。

基于當(dāng)前無線通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用情況，考慮到Resv消息應(yīng)答對(duì)于RSSI的路徑預(yù)約的情況，當(dāng)網(wǎng)間用戶進(jìn)行快速切換時(shí)，如果使用傳統(tǒng)協(xié)議，則延遲現(xiàn)象必然發(fā)生，進(jìn)而造成用戶掉線或者網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的丟失。因此，在解決方案的提出中，部分研究人員建議進(jìn)行快速協(xié)同切換技術(shù)的設(shè)計(jì)，并盡快將其實(shí)現(xiàn)[2]。

1總體設(shè)計(jì)

在無線通信網(wǎng)絡(luò)中，常常需要進(jìn)行系統(tǒng)的快速切換，特別是在無線多跳的通信場(chǎng)景之中。由于實(shí)時(shí)測(cè)量終端覆蓋下的區(qū)域的通信信號(hào)，在進(jìn)行切換申請(qǐng)的時(shí)候，可以進(jìn)行多種判決模式的結(jié)合，當(dāng)基站接受到測(cè)距信息后，通過終端對(duì)其拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行維護(hù)，聯(lián)系鄰居節(jié)點(diǎn)以及基站所提出的交互信息，最終進(jìn)行判決。在這一過程中，小區(qū)間的切換時(shí)間被極限縮短，至于目標(biāo)基站和等待基站之間的協(xié)商過程則被進(jìn)一步的省略。

如上圖所示：在兩個(gè)固定的節(jié)點(diǎn)之間移動(dòng)節(jié)點(diǎn)不停發(fā)生運(yùn)動(dòng)，如果這個(gè)時(shí)候用戶進(jìn)行切換，觀測(cè)扇區(qū)，如果子節(jié)點(diǎn)在后，父節(jié)點(diǎn)在前，則可以認(rèn)為切換發(fā)生的頻點(diǎn)相同，視為“同頻切換”。如果子節(jié)點(diǎn)在前，父節(jié)點(diǎn)在后，則可以認(rèn)為切換發(fā)生的頻點(diǎn)不同，視為“異頻切換”。

2主要功能模塊

如圖2所示，在本次設(shè)計(jì)中，所使用到的主要的功能模塊分別是：拓?fù)淠K、判決模塊、測(cè)距模塊以及切換模塊。

上述模塊的各自具體功能描述如下：

拓?fù)淠K功能：該模塊的主要功能用于鄰居節(jié)點(diǎn)間的拓?fù)潢P(guān)系的維護(hù)上。主要作用于鄰居節(jié)點(diǎn)的接入工作，以及保障在網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能夠以此為跳板，發(fā)送拓?fù)洌谏刃螀^(qū)建立廣播包叫，確保范圍內(nèi)的鄰居節(jié)點(diǎn)都能夠接受到來自拓?fù)涞墓?jié)點(diǎn)請(qǐng)求[3]。

判決模塊功能：該模塊的主要功能的實(shí)現(xiàn)是依靠?jī)蓚€(gè)部分，即，時(shí)刻判決以及目標(biāo)判決。這兩部分都是用于記錄終端設(shè)備在本地的RSSI信道，并且對(duì)不同節(jié)點(diǎn)的進(jìn)行記錄以及生產(chǎn)列表[4]。

測(cè)距模塊功能：該模塊的主要功能用于節(jié)點(diǎn)和基站的相對(duì)位置的認(rèn)定。其中，以一個(gè)數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)為原理，進(jìn)行測(cè)距。當(dāng)節(jié)點(diǎn)2接收到節(jié)點(diǎn)1所發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行返回時(shí)，測(cè)距成立。

切換模塊功能：該模塊的主要功能用于切換移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的協(xié)議工作，通過最優(yōu)基站頻點(diǎn)信息的接受，達(dá)到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的協(xié)議交互完成，對(duì)測(cè)距模塊所提供的最優(yōu)基站做出決策，實(shí)現(xiàn)最終的無線通信網(wǎng)絡(luò)中的快速協(xié)同切換。

3設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程

在一般情況下，使用RSSI協(xié)議進(jìn)行固定或緩慢移動(dòng)時(shí)，保證服務(wù)質(zhì)量的細(xì)致和穩(wěn)定。當(dāng)快速切換頻繁發(fā)生時(shí)，為了保證快速切換不會(huì)掉線，使用服務(wù)方式來區(qū)分服務(wù)，必要時(shí)會(huì)犧牲一些品質(zhì)。該方案可稱為協(xié)同服務(wù)。

為了實(shí)現(xiàn)這一服務(wù)，建立快速交換系統(tǒng)的關(guān)鍵是：如何知道和通知快速交換的發(fā)生和停止。為了簡(jiǎn)單起見，只考慮單播場(chǎng)景。它包括兩種情況，快速交換是發(fā)送者和快速交換是接收者。其中快速切換是rssi協(xié)議分析對(duì)發(fā)送方的應(yīng)用過程。

當(dāng)發(fā)生快速切換時(shí)，通過某種機(jī)制實(shí)現(xiàn)主機(jī)和路由器之間的明確快速切換，這時(shí)不再急于在兩者之間進(jìn)行RSSI重新預(yù)約，而采取立即服務(wù)區(qū)分的機(jī)制，通過已經(jīng)建立的映射表，選擇相應(yīng)的集成服務(wù)區(qū)，在保證通信盡力不掉線的情況下，以犧牲服務(wù)的細(xì)致等級(jí)，實(shí)現(xiàn)快速切換。

對(duì)于服務(wù)內(nèi)容更重要的部分要優(yōu)先保證，保證丟包率不會(huì)降低，當(dāng)移動(dòng)結(jié)束時(shí)，由于路由器重新進(jìn)行RSSI預(yù)約，移動(dòng)主機(jī)再這時(shí)已經(jīng)保留了有關(guān)信息，可加以利用新的RSSI預(yù)約，向相鄰路由器提供切換前的RSSI服務(wù)，減輕相鄰網(wǎng)關(guān)路由器負(fù)擔(dān)。一旦接收到主機(jī)呼叫信號(hào)，作一個(gè)時(shí)間標(biāo)記，注冊(cè)成為其外地代理，然后根據(jù)時(shí)間差比較事先設(shè)定的時(shí)間，利用兩者的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)RSSI的協(xié)同工作。

4結(jié)論

綜上所述，在多條邊防網(wǎng)絡(luò)中，已經(jīng)開始應(yīng)用“快速協(xié)同切換”技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用，使得移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在無線通信網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)了巡查過程的無縫切換。本文主要對(duì)此技術(shù)的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行一定的闡述，并論證了功能實(shí)現(xiàn)的過程。在實(shí)踐應(yīng)用中，該技術(shù)可以在不同的無線網(wǎng)絡(luò)條件下使用，在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的巡查過程中，無縫切換固定節(jié)點(diǎn)，通過自動(dòng)識(shí)別同頻以及異頻，表明了該技術(shù)的穩(wěn)定和可靠。

參考文獻(xiàn)：

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