蜂窝IP技术概述(2)

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  2.路由。在蜂窝IP 节点维护路由缓存和寻呼缓存,存储移动主机IP 地址和相邻下一节点的映射表。利用该映射表,通过hop-by-hop 方式,构成上行路由;下行路由也利用该映射表转发数据分组;映射表由传输的数据分组创建和更新,因此,路由随着移动主机位置更新而自动调整,很好地解决主机移动性问题。在上行链路方向(基站到网关),其路由算法为:当分组到达一个节点时,节点检查分组类型,如果是数据分组,就创建或修改节点的路由缓存,然后转发到上行链路的下一节点;如果是寻呼修改分组,就创建或修改节点的寻呼缓存,同样也转发到上行链路的下一节点。在下行链路方向(网关到基站),其路由算法为:节点首先检查路由缓存中是否有分组的目的地址,如果存在,则将分组转发到下一节点;如果没有该地址的映射,则检查节点处是否有寻呼缓存,若没有寻呼缓存,就向所有下行链路的节点广播该分组;如果存在寻呼缓存,且其中有该分组的目的地址,就将分组转发到对应的下一节点,否则就丢弃该分组。 
  3.切换。蜂窝IP 硬切换算法直接来源于蜂窝通信系统,当移动主机进入新的基站时,发送路由修改分组来改变路由映射表链,使其指向新的基站。这种切换造成切换完成后到达原基站的分组被丢弃,对分组丢失率等性能存在较大影响。为提高切换性能,引入新的切换机制――准软切换。准软切换的具体过程为:准软切换开始,移动主机向新基站发送路由修改分组,同时也侦听原基站;路由修改分组在新基站创建路由缓存和寻呼缓存,当路由修改分组到达新老基站路由交汇节点时,在其路由缓存中增加新的映射,而不是替代原有的映射;移动主机从原基站和新基站同时接收分组;当移动主机完全进入新基站后,发送新的路由修改分组,清除路由缓存映射,仅保留到新基站的路由,这样就切换到新的基站上,完成准软切换。    4.位置管理和寻呼。在蜂窝IP 网络中,几个蜂窝组成一个寻呼域,每个寻呼域有唯一的寻呼域标识号。基站在定时发送的导引信号中传送寻呼域标识号,使移动主机通过导引信号获得所在寻呼域的标识号。因此,空闲状态移动主机不需要在蜂窝边界发送位置修改分组,就可以支持广域上的漫游。当空闲状态主机在寻呼域内移动时,仅在寻呼修改时间超时后发送寻呼修改分组。当空闲状态主机移动到新的寻呼域时,就必须发送寻呼修改分组。该分组通过基站以hop-by-hop 方式路由到网关,在每个通过节点创建寻呼缓存,指向新的寻呼域。寻呼修改分组到达网关后丢弃。基站选择性的设置寻呼缓存,寻呼缓存和路由缓存有两个方面的不同:一是寻呼缓存映射的超时时间更长,二是主机发送的素有分组都修改寻呼缓存映射,而路由缓存映射只能被数据分组和路由修改分组修改。当一个分组发往空闲状态主机,而节点没有指向该主机的路由缓存映射时,就发生寻呼。如果基站没有寻呼缓存,就将分组转发到所有下行基站;否则就利用寻呼缓存的映射,将分组转发到下一节点,直至主机,这就避免了在蜂窝内查找的过程,降低了寻呼的费用。 
   
  三、性能分析 
   
  将蜂窝IP 技术应用到WaveLAN 系统中,建立实验系统,主要分析蜂窝IP 协议的切换性能,分析切换时的分组丢失率。可以得出,硬切换时,分组丢失率随着分组速率的上升而增加,也受到发送缓存器大小的影响;而在软切换时,分组几乎不丢失。因为在硬切换条件下,主机切换到新基站后,就立即丢弃原基站的分组,显然当发送缓存器越大、分组速率越高时,丢弃的分组越多;而软切换时,主机保留一段时间同时接收两个基站的分组,所以几乎就没有分组丢失。可以看出,采用准软切换的蜂窝IP 技术在充分解决Internet 主机移动性的基础上,保证移动主机在频繁切换下传输高速分组数据的性能,适用于微蜂窝和微微蜂窝,满足第三代移动通信系统传输高速无线数据的需要。 

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