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随着移动互联网的飞速发展,无线通信一直在寻求一种更好的支持无缝切换的机制。本文是基于跨层设计的IEEE802.16e的切换技术研究,目前802.16e标准只定义了物理层和MAC的规范,在切换问题上也只定义了MAC层的切换,如何联合网络层进行快速切换,成为了当前的研究热点。快速移动IPv6机制是IETF定义的IP网络的移动性的解决方案。但是,传统MIPv6在切换过程中产生较大的切换时延,这对VoIP和多媒体通信等实时业务来说是难以容忍的。为此,本文想通过将第二层的802.16e的MAC层切换和第三层的快速移动IPv6切换进行融合,达到缩短切换时延的目的。本文进行了如下几个方面的研究:
1、本文在研究了802.16e的MAC层协议、FMIPv6协议及已有的跨层切换协议的基础上提出了基于灰色预测模型的跨层切换机制,即利用灰色预测模型提前预测接收信号强度,然后根据预测值通过判决算法提前判断并触发三层切换,以达到缩短整个切换时延的目的。
为了进一步提高预测精度,本文对已有的灰色预测模型进行改进。最后还将灰色预测模型、改进后的灰色预测模型和已有的一元线性回归预测模型进行仿真比较。仿真结果表明,这三种预测模型在提前触发三层切换成功率上,改进后的灰色预测模型最高,灰色预测模型次之,一元线性回归预测模型最差。
2、由于采用了基于灰色预测算法提前触发三层切换的机制,所以目前的切换方案需要进行修改。本文在研究IETF上Heejin Jang等人所提的RFC5270“Mobile Ipv6Fast Handoffs over IEEE802.16e Networks”的基础上,对该方案进行修改,加入了灰色预测模型提前触发三层切换机制。通过仿真比较,改进后的方案较原方案在切换时延和丢包率上都有所改进。
3、目前OPNET中自带的移动模型并不支持从移动速度、道路长度和运动方向三方面综合考虑。因此,为了更好的评价系统仿真的性能,本文研究了一种已有的移动模型,并在OPNET上实现了该移动模型,该移动模型在仿真过程中根据移动速度、道路长度和运动方向三种分布实时的更新运动轨迹;本文还用OPNET搭建了一个简化的越区切换平台来进行本文的理论仿真。