[发明专利]一种具有移动速率自适应的快速二层切换方法

摘要

本发明所设计的有移动速率自适应的快速二层切换方法，包括以下步骤：1移动终端通过速率传感器模块获取当前的移动速率并通过无线网卡获取当前的接收信号强度参数；2根据当前速率信息计算触发参数；3对比当前的接收信号强度参数与计算得到的触发参数，如果满足则执行4；4当步骤3的参数符合条件时执行触发切换操作；5移动终端分别接入两个已知信道并探测信道上的接入点，选择信号强度更强的作为待连接接入点。本发明使用了低成本的传感器获取了可靠的速率信息，将之应用到移动终端的触发切换策略当中，实现了可靠快速的二层切换过程，在保证可靠连接的情况下降低了切换过程的丢包概率，具有较好的推广性。

主权项

1.一种具有移动速率自适应的快速二层切换方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤1：无线网络中的移动终端接入速率传感器，由于无线网络中的移动终端的加速度a表征了无线网络中的移动终端运动速度v的变化快慢，即a＝dv/dt，因此当速率传感器获得移动终端的加速度a后，速度大小为对加速度在一定时间T内积分，可由下式得到：步骤2：通过计算得到了移动终端的速率信息后，需要计算此速率对应的触发信号强度阈值，越区切换过程中具有两个无线接入点的接收信号强度变化为，移动终端从一端 运动到另一端时，将分别经历接收信号强度由强变弱再由弱变强的过程，定义RSSItrigger为触发扫描时的接收信号强度阈值，RSSIrange为无线接入点的有效覆盖范围对应的接收信号强度阈值，dtrigger为触发扫描时移动终端到无线接入点的距离，drange为无线接入点的有效覆盖范围，即当移动终端到无线接入点的距离超过drange时，由于此时的信号强度不足以提供可靠的数据通信因而出现断开连接的现象，因此Δd即可表示切换过程的安全距离：Δd＝drange‑dtrigger由于开阔环境下移动终端的接收信号强度RSSI数值服从：RSSI＝M‑10n logd+Xσ其中，d为终端到无线接入点的距离，M代表近地参考距离的发射功率损耗值，n为路径损耗指数，M与n均为与环境相关的参数，当环境一定时，其数值固定，Xσ是服从标准差为σ的零均值高斯随机分布的随机变量，RSSI数值为接收信号强度指示值；当移动终端检测到其接收信号强度到达RSSItrigger时，触发移动终端执行越区切换的扫描过程，并在扫描到邻居接入点选择后选择最佳的节点进行认证以及重关联，设移动终端以速度v匀速直线运动，移动终端从开始触发扫描到重关联成功的时长为Δt，则只有当移动终端触发切换后在切换过程中直线运动的距离小于Δd才能满足在离开当前接入点的覆盖范围前完成越区切换，即：Δd≥v·Δt因此，得到触发切换的接收信号强度阈值RSSItrigger服从下式：RSSItrigger≥M‑10nlog(drange‑v·Δt)步骤3：当终端根据移动速率计算出RSSItrigger后，需要持续获取当前的接收信号强度，由于步骤2中接收信号强度表达式中存在一零均值高斯随机分布的随机变量，即通过网卡获取的RSSI存在较为明显的抖动，因此有必要对采集的RSSI值进行处理，以避免其瞬变导致的误触发或重复触发切换操作，具体操作流程为：首先，建立包含当前RSSI测量值及n‑1个历史测量值的集合：DRSSI{DRSSI0,DRSSI1,DRSSI2···DRSSIn‑1}；然后，建立n个RSSI测量值对应的权重集合：W{W₀,W₁,W₂···W_n‑1}，其中再根据RSSI历史测量值根据如下公式对当前测量值进行优化，优化后的接收信号强度为DRSSI：DRSSI＝DRSSI{DRSSI0,DRSSI1,DRSSI2···DRSSIn‑1}*W{W0,W1,W2···Wn‑1}步骤4：移动终端在得到了触发切换的接收信号强度阈值RSSItrigger阈值后，结合步骤3中得到的当前优化后的接收信号强度DRSSI，将两者进行比较，若当前接收信号强度未大于触发切换接收信号强度阈值时，则持续获取当前接收信号强度，否则即执行步骤5；步骤5：移动终端触发执行扫描时，需要先后接入两个不同的无线信道，并分别在两个信道上发送探测请求，等待探测回复，探测回复消息为无线接入点对探测请求消息的响应，消息包含了该无线接入点的信号强度信息，移动终端根据接收到的两个信道上无线接入点的探测回复消息，选择信号强度较强的接入点，作为待连接接入点，即完成移动速率自适应的快速二层切换。