移动节点在ZigBee网络中路由无缝切换的改进

ZigBee是一种新兴的无线通信技术,广泛用于自动化、远程监控等领域.由于ZigBee网络中静态路由节点与移动终端节点通信延迟严重,限制了ZigBee的应用,针对此问题提出一种改进的方案.首先简介ZigBee协议栈以及ZigBee网络层,分析现有的Z-AODV协议,并在此基础上提出移动节点快速路由的机制,从而减少通信延迟,实现移动终端节点在静态路由间的平滑无缝切换.     

IEEE802.16中基于非实时业务的节能算法

IEEE802.16系统中采用节能机制(PSM)来延长移动设备的电池使用寿命。针对非实时业务,IEEE802.16e和IEEE802.16m中的节能机制,通过令睡眠窗口指数倍增长来进行休眠,牺牲了大量的数据包响应时间来换取节能效果。为此,根据数据包到达的平均时间间隔,提出了一种动态设定移动终端(MS)睡眠周期的休眠算法n PSM。由基站(BS)在数据包到达时计算数据包平均到达间隔,并在下一次与移动终端通信过程中,通过下行数据包以捎带的方式将该信息传递给移动终端,作为后续休眠周期的长度。结合数学分析和仿真实验,验证了所提休眠算法相比现有针对非实时业务的节能算法,在低通信负载下,在减少数据包响应延时的同时提高了节能效果。     

基于虚拟接口的802.11网络切换技术

802.11网络现有的切换方案可以解决域内切换问题,域间切换涉及网络层切换操作,导致较大的网络延迟和大量的分组丢失。该文提出一种基于虚拟接口的802.11网络切换方法,通过对一个物理接口设备分时使用,使得无线终端在保证现有通信质量的情况下,平滑地完成与新无线访问点AP建立无线链路的过程。该方法具有实现简单、不用修改现有的Mobile IP协议等优点,在NS系统上的模拟表明,该方法能够满足实时交互式应用对移动切换过程中的网络质量需求。     

一种802.16网络中的移动IPv6快速切换方案

移动IPv6是IETF提出来解决网络层移动性问题的标准,但移动IPv6在切换过程中存在无法接受的切换延时和数据包丢失,无法满足实时应用的要求.通过对802.16链路层切换过程的研究,本文提出了一种802.16网络中的移动IPv6快速切换方案,该方案利用链路层的触发信号和隧道减少移动IPv6的移动检测,转交地址配置和绑定更新的时延以及切换过程中的数据包丢失.     

地铁环境中双网卡软切换机制的研究与应用

高速移动的无线节点在接入点间切换时,切换延迟较大、丢包率较高.在单网卡切换环境中,不可避免地存在网络中断的现象.该文结合地铁无线通信环境对切换延迟和丢包问题进行研究,为移动节点配备两块无线网卡,控制两块网卡协同工作,共同完成无线切换和数据传输.测试结果表明,双网卡软切换机制无需修改网络层及上层协议栈,在特定环境中可以实现低延迟和零丢包.该切换机制已经在地铁信号系统国产化预研项目中得到应用.     

移动IPv6切换性能测量研究*

在分析移动IPv6切换过程的基础上,设计了移动切换性能测量指标,提出了移动IPv6切换性能测量方法,基于该方法设计并实现了移动IPv6切换性能测量原型系统.该系统能测量从网络层到应用层的移动切换性能,解决了现有测量工具部署繁琐的问题.用该系统在实际的测试网上进行测试实验,实验发现移动IPv6切换对各种网络应用造成了不良影响,而且切换性能随着网络层次的增加越来越差,从网络层往上到应用层切换对网络性能的影响呈不断扩大的趋势.     

MIPv6切换性能测量和瓶颈分析

MIPv6(mobile IPv6)是IETF(Internet Engineering Task Force)工作组提出的IP层移动解决方案.切换是影响MIPv6性能的关键因素.从网络层、传输层和应用层3个层次测量分析MIPv6切换性能,确定协议层次性能相互影响与切换性能瓶颈.根据网络层切换过程,改进其测量移动检测时延的方法,测量MIPv6各个阶段的切换时延并提出减少各阶段时延的建议,分析发现切换性能瓶颈.进一步完成传输层性能测量,分析移动切换对TCP滑动窗口的影响,发现TCP的特性将影响切换过程中上层应用的性能;以FTP应用为例,测量并分析了移动切换对上层应用的影响.相关结论对设计高效的移动切换协议提供了研究基础.     

引入预处理转交地址池的HMIPv6切换技术研究

提出一种HMIPv6的改进协议PA-HMIPv6.PA-HMIPv6提供接入路由预选择机制,并在接入路由器和移动锚点引入转交地址池.接入路由器利用多重连接特性预先获取切换信息,提前为移动节点进行转交地址配置和重复地址检测操作,在移动节点切换之前完成地址池的初始化和信息更新工作,力求最大程度地减少切换时延.仿真实验表明,PA-HMIPv6协议能够有效缩短切换时延,减少切换过程中的数据包丢失率.     

垂直切换过程中TCP协议的RTT和RTO分析

随着网络技术的发展，终端可以通过多种接入方式与网络连接，并在不同种网络之间漫游．这导致了垂直切换的产生。本文简述了垂直切换的概念和带来的问题，详细分析了TCP协议中的RTT和RTO参数在垂直切换过程中的变化情况，以及对TCP在切换过程中性能的影响，最后给出结论和一些想法，为优化TCP在移动网络中的性能，设计适用于移动网络的传输协议提供参考。     

MANET中TCP数据包的乱序问题及其解决方案

在MANET中,节点的移动性会导致不同的TCP数据包沿不同的路径到达接收端,进而在接收端产生大量的乱序数据包,影响TCP协议的性能.提出了一种延时响应TCP协议(TCP-D),通过延时触发拥塞控制算法来提高TCP协议在MANET中的性能.对延时响应TCP协议的吞吐量分析表明,增加延时定时器后,TCP_D协议仍能保证对标准TCP协议的友好性.仿真实验表明,TCP_D算法可以明显减少乱序数据包的数量,获得较标准TCP协议更高的网络吞吐量.而在网络结构稳定、无乱序数据包的情况下,改进协议仍具有很好的公平性和友好性.     

一种基于IAPP协议的支持VoWLAN应用的快速IP切换方法

在多个WLAN之间进行实时通信时,网络层切换带来的过长时延成为保障实时通信质量的重要制约因素,如今提出的许多IP切换方法产生的时延都大到不能满足实时通信的要求。本文提出一种基于IEEE802.11的IAPP协议的快速IP切换方法。该方法切换时产生的时延小,能够较好地支持一些实时应用,如在WLAN上传输语音（VoWLAN）等应用。     

Fast Directional Handoff and lightweight retransmission protocol for enhancing multimedia quality in indoor WLANs

More and more mobile devices such as smartphones are being used with IEEE 802.11 wireless LANs (WLANs or Wi-Fi). However, mobile users are still experiencing poor service quality on the move due to the large handoff delay and packet loss problem. In order to reduce the delay, a new handoff scheme using the geomagnetic sensor embedded in mobile devices is proposed in this paper. The proposed scheme predicts the movement direction of a Mobile Station (MS) from the currently associated Access Point (AP) and performs active scanning with a reduced number of channels. In terms of the packet loss, a lightweight retransmission protocol is also proposed to minimize lost packets on Wi-Fi without producing a lot of acknowledgement packets. The proposed approaches are implemented on Android smartphones, and their performance is evaluated in a real indoor WLAN environment. The evaluation results demonstrate that the proposed schemes maintain seamless quality for real-time video even in an environment with frequent handoffs. Note that the proposed schemes are a client-only solution and do not require modification of the existing APs, which renders them very practical.     

Optimum reserved resource allocation scheme for handoff in CDMA cellular system

CDMA cellular systems support two types of handoff: soft handoff and hard handoff. Soft handoff has many advantages over hard handoff. Qualitatively, this feature provides more reliable handoff between base stations as a mobile moves from one cell to the adjacent one. Quantitatively, it considerably increases both the capacity of a heavily loaded multicellular system and the coverage of each individual cell in a lightly loaded system. In this paper, in order to increase the probability of soft handoff at the time of handoff, optimum reserved resource allocation scheme for handoff in CDMA cellular system is proposed, which allocates reserved resource to each frequency channel according to the number of neighbor cells using the same frequency channel. Performance analysis results show that the proposed scheme has higher probability of soft handoff at the time of handoff and higher total call processing performance which is a function of both new calls accepted probability and soft handoff probability than the conventional scheme allocating reserved resource irrelevantly to frequency channels being used by neighbor cells.     

无线局域网下一种基于预处理的切换模式*

针对移动节点（mobile node,MN）在无线局域网中切换时,产生的切换延迟会严重影响实时应用的性能和丢包率问题,提出了一种基于预处理的切换模式。该模式是在满足预处理条件下,启动一种预先信道扫描算法,实施数据包的预转移和预恢复操作。这种切换模式不仅消除了切换过程中的信道扫描,而且实现了提前将发往MN的数据包转发到目的AP,从而解决了MN与对端主机建立路径所造成的丢包率过大的问题。实验结果表明,该切换模式降低了对实时应用的影响,达到了降低丢包率、减小切换延迟的目的。     

基于乒乓切换的预测式快速移动IPv6新方案

针对乒乓切换(移动节点频繁地在PAR和NAR间频繁切换)时,现有的预测式FMIPv6存在着时延大、丢包率高、信令冗余等问题,该文提出了一种新的解决方案,定义了新的Hop-by-Hop 选项报头TM, PCoA表和双向隧道表,并将TM捎带在NAR向PAR发送的最后一分组数据包的确认中,告知PAR,MN将不久会移回PAR域,以便PAR提前准备好其与NAR之间以前建立好的双向隧道,从而达到MN的快速和平滑切换。分析表明,该方案能有效地解决上述问题,提高移动用户的QoS。     

改进的Cellular IP切换机制

切换是降低无线网络性能的重要因素之一。该文首先介绍了CellularIP的三种切换方案,尤其详细介绍了半软切换。然后给出了一种基于CellularIP半软切换机制的改进方案。该方案通过基站缓冲、前向发送机制和重复包消除机制等措施,极大地减少丢包和重复的包。     

基于多业务的移动通信系统呼叫接入控制

针对在可移动边界保护信道方法中新呼叫堵塞率高的问题,提出一种呼叫接入控制策略。当切换呼叫的掉话率小于门限时,新呼叫以一定的概率使用为切换呼叫预留的保护信道。当高优先级数据等待队列中的数据包为空时,传输普通数据等待队列中的数据包。仿真结果表明,在对切换呼叫掉话率影响较小的前提下,该策略能够有效降低新呼叫的堵塞率和高优先级数据的掉包率。     

一种有效的移动IP自适应主动预测邻居切换机制

现有的移动IP切换机制存在切换时延大,分组易丢失,安全性差等问题。该文从移动IP切换的关键问题移动检测出发,提出并实现了一种有效的自适应主动预测邻居移动IP切换机制,运用主动自适应预测算法,根据网络和移动主机的运动状态动态智能地预测移动主机的切换,实现快速平滑切换。仿真结果表明,该策略与现有机制相比,极大地减少了切换时延和切换次数,保证分组按时到达,提高了系统的切换性能,保证了系统的QoS。      

Design and evaluation of a fast MAC layer handoff management scheme for WiFi-based multichannel Vehicular Mesh Networks

Vehicular Mesh Networks (VMNs) are important components of the wireless metropolitan networks. Compared with traditional wireless networks, they are more efficient in terms of deployment, configuration, and maintenance. However, connecting all mesh routers through wireless connection in VMNs results in the network backbone's remarkably lower bandwidth. Multichannel technology, where non-interfering channels are used to enable mesh routers to send and receive packets simultaneously, can be adopted to improve the throughput of VMNs. Due to the limited radio range of mesh routers, mobile clients have to switch among different mesh routers to maintain wireless connections. Therefore, providing smooth roaming in multichannel VMNs has become an important topic in VMN research. In this paper, a novel MAC layer handoff scheme is proposed as a means of minimizing handoff latency for WiFi-based multichannel VMNs to provide smooth communication for real-time applications. By designing a dynamic grouping algorithm for channel selection and allowing mesh routers to switch their channels for probe response messages, our scheme can shorten the waiting time for the detection of available access routers, decrease the loss ratio of data packets during the handoff, and consequently achieve smooth handoff in the MAC layer.     

基于k跳回溯机制的服务切换路由重建算法

在当前几种常见的路由重建算法基础上,提出了一种基于k跳回溯机制的服务切换路由重建算法.根据移动终端的移动速度和网络的实际带宽情况动态选择位置更新信息的逆向回溯跳数k.本算法在位置更新信息的回溯过程中,寻找k跳范围内最优的路由重建公共点,使得呼叫节点经过该节点到达移动终端目标用户站的通信路由能够得到优化.同时,本算法要求接收到位置更新信息的中间节点以其到达目标用户站的最优通信路由转发接收到的数据包,降低服务切换过程中的数据包转发代价,使正在进行的网络服务能够在原用户站和目标用户站之间平滑地切换.