2 IEEE802.11无线局域网研究及发展报告( 二 )


移IP的无线局域网
移动主机(MN)在外地通过外地代理(FA)向位于家乡的家乡代理(HA)注册,从而使HA得知MN当前的位置,从而实现了移动性 。有了移动IP,主机就可以跨越IP子网实现漫游 。如图1所示,IP子网的网关路由器旁连接一个FA,FA负责其下无线网段用户的注册认证 。FA不断地向本地子网发送代理通告,当移动终端进入子网A时,接收到FA的代理广播,获得当地FA的信息,通过当地FA向HA注册,经过认证后可以被授权接入,访问Internet 。终端在本子网内部移动时,不断监测AP和FA的信号质量,通过一定的算法得出当前所有FA的优先级,再根据指定的切换策略适时发起切换 。假如只是在同一网段的AP间切换,因所处IP子网未变,不需要重新注册,AP的功能可以支持这种二层的漫游 。当终端在跨网段的AP间切换时,所处IP子网发生改变,此时必须通过新的FA向HA重新注册,告知当前位置,以后的数据就会被HA转发至新的位置 。移动IP技术大大扩展了WLAN接入方案的覆盖范围,提供大范围的移动能力,使用户在移动中时刻保持Internet连接 。
 
图1.7 无线局域网移动IP的网络结构
WLAN实现移动IP的问题
为实现移动IP,无线局域网要解决一些技术问题:
IP地址分配:用户将获得唯一的IP地址,如同使用移动电话时有一个唯一号码 。
应用透明性:无论上层应用采用何种上层协议都感觉不到移动的影响,这要求无缝移动
性在IP层实现 。
基础设施:为保证服务品质不受影响,用户在漫游时,带宽和服务质量要有保证 。
协议软件:包括网络侧和用户侧的软件,客户端软件须向服务器端软件报告自己的信
息,网络侧软件则负责解析用户的实际位置,鉴定用户身份、分配权限,并
提供预定的业务 。
5.2 MAC层优化:IEEE802.11e协议
概述
随着用户的增多,有线网络中提出的业务要求,如视频、语音等实时业务在WLAN中也将得到满足 。这些实时业务要求WLAN的MAC层能够提供可靠的分组传输,传输时延低且抖动小 。为此,IEEE 802.11工作组的媒体访问控制(MAC-Medium Access Control)改进任务组(即E任务组)着手对目前802.11 MAC协议进行改进,使其可以支持具有QoS(Quality of Service)要求的应用 。
IEEE802.11MAC协议
普通的802.11无线局域网MAC层有两种通讯方式,一种叫分布式协同式(DCF),另一种叫点协同式 。分布式协同(DCF)基于具有冲突检测的载波侦听多路存取方法(CSMA/CA),无线设备发送数据前,先探测一下线路的忙闲状态,假如空闲,则立即发送数据,并同时检测有无数据碰撞发生 。这一方法能协调多个用户对共享链路的访问,避免出现因争抢线路而谁也无法通信的情况 。它对所有用户都一视同仁,在共享通讯介质时没有任何优先级的规定 。
点协同方式(PCF)是指无线接入点设备周期性地发出信号测试帧,通过该测试帧与各无线设备就网络识别、网络治理参数等进行交互 。测试帧之间的时间段被分成竞争时间段和无竞争时间段,无线设备可以在无竞争时间段发送数据 。由于这种通讯方式无法预先估计传输时间,因此,与分布式协同相比,目前用得还比较少 。
IEEE802.11e的EDCF机制
无论是分布式协同还是点协同,它们都没有对数据源和数据类型进行区分 。因此,IEEE对分布式协同和点协同在QoS的支持功能方面进行增补,通过设置优先级,既保证大带宽应用的通讯质量,又能够向下兼容普通802.11设备 。
对分布式协同(DCF)的修订标准称为增强型分布式协同(EDCF) 。增强型分布式协同(EDCF)把流量按设备的不同分成8类,也就是8个优先级 。当线路空闲时,无线设备在发送数据前必须等待一个约定的时间,这个时间称为"给定帧间时隙"(AIFS),其长短由其流量的优先级决定:优先级越高,这个时间就越短 。不难看出,优先级高的流量的传输延迟比优先级低的流量小得多 。为了避免冲突,在8个优先级之外还有一个额外的控制参数,称为竞争窗口,实际上也是一个时间段,其长短由一个不断递减的随机数决定 。哪个设备的竞争窗口第一个减到零,哪个设备就可以发送数据,其它设备只好等待下一个线路空闲时段,但决定竞争窗口大小的随机数接着从上次的剩余值减起 。

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