[发明专利]基于模糊规则的无线局域网切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种基于模糊规则的无线局域网切换方法。

背景技术

随着无线技术的快速发展，无线网络，特别是基于IEEE802.11标准协议的WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网)已得到广泛的应用。但由于WLAN功率有限，其服务覆盖区域也就受限。当移动台要离开当前关联AP(Access Point，接入点)的覆盖区域或者与其失去联系时，就必须断开当前关联，并与其他AP重新关联，由此产生了越区切换现象。

IEEE802.11标准主要制定了无线局域网传输的物理层和媒质接入控制层方面的规范，对于移动台或终端如何在无线AP之间进行切换却没有作具体的规定。但标准却规定了同步、鉴权、关联以及重关联的过程，根据协议，无线局域网的切换过程由以下三个过程组成：

扫描过程

当本接入点的接收信号强度低于扫描门限时，启动扫描过程。

扫描过程根据扫描模式的不同又分成被动扫描和主动扫描两种。其中，被动扫描模式下，终端依次在无线局域网的信道上检测信标帧(Beacon Frame)是否存在，信标帧通常以100ms左右的周期发送。终端接收到Beacon帧后，根据信标帧的参数完成与AP的同步。

在主动扫描模式下，终端为了探测某信道上是否有AP存在，主动发送探询请求帧，当AP接收到探询请求帧后，会发送一个探询响应帧给该移动台。该移动台根据探询响应帧的参数完成与AP的同步。

被动扫描过程的优点是比较节电，缺点则是扫描的时延比较长。主动扫描则相反，在实际的无线局域网网络中，切换通常采用主动扫描过程。

鉴权过程

在鉴权阶段，移动台与上一阶段发现的最佳的AP进行鉴权。一般情况下，移动台在扫描周期结束后立即与新AP进行鉴权，这个过程由移动台发起鉴权请求，以新AP发送鉴权响应结束。

重关联过程

一旦移动台与新的AP鉴权通过，重关联过程就立即进行。如鉴权过程一致，由移动台发起重关联请求，以新AP发送重关联响应结束。

从以上的描述可以看出，无线局域网的切换延时主要受扫描过程的扫描延时(被动扫描模式)或探询延时(主动扫描模式)影响。

城市轨道交通中的车地通信

CBTC(Communication-Based Train Control，基于通信的列车控制系统)信号系统作为控制列车运行的关键系统，在任何情况下均不允许出现系统故障，保障高安全、高可靠是CBTC系统的最高设计原则。目前的CBTC系统通常采用2.4GHz的频段进行数据传输，并且其中相当大一部分采用无线局域网技术。

由于有线以太网技术的高带宽和成熟性，无线局域网的性能就成为了CBTC中车地无线通信系统的瓶颈，而其中最主要的参数是数据丢包率和延时。在IEEE 1474.1(2004)标准中，规定车地通信和地车通信的延时不能超过0.5～2秒，否则列车将会紧急制动。现场测试结果表明，列车在不同的接入点之间的切换中断时间是影响车地通信中丢包率和延时时间最为关键的因素。

一般情况下，触发切换的条件与信号质量相关的某个参数低于特定的门限。由于轨道交通是一维度的方式，因此，车地通信也是具有一维度特色的。即，接入点沿轨道线路布置，移动台在每个接入点的覆盖范围内与其进行信息关联。在目前CBTC的车地通信中，会出现多种媒介同时存在的情况，包括自由空间、漏泄波导、漏泄同轴电缆，尤其又以自由空间为主，漏泄波导为辅。