基于L2触发的异构网络切换研究

　 图4为不同网络负荷下丢包数目的对比，随着网络负荷增大,丢包的数目急剧增加。例如网络负荷为50 kb/s时无L2触发丢包35，有L2触发丢包15；网络负荷为384 kb/s时，无L2触发丢包307，有L2触发丢包138。由图4计算得知，有L2触发切换比无L2触发的平均丢包降低59%。

从图3和图4可知，基于MIH协议的L2触发显著地优化了切换期间的时延和丢包。基于L2触发切换方案的预测系数和移动节点速度对切换性能起决定性作用。因此，本文下面分析不同移动速度、不同预测系数对L2触发切换的中断概率、丢包率和网络使用率的影响。
　 图5为移动节点在不同速度下切换中断概率的对比。中断概率定义为：中断概率=，切换时延包括链路层切换时延和网络层移动检测、IP地址配置、绑定更新产生时延总和。如果中断概率为0表示切换是平滑的，移动节点在断开服务网络之前已完成切换过程，中断概率越大表示L2触发切换越类似于无L2切换触发情形。移动节点速度为1 m/s时，不同预测系数α中断概率相差不大；移动速度达到20 m/s时，α=1.4比α=1.1的切换中断概率降低30%。因此，移动速度增大时，α也需相应地增大，从而获取最佳切换性能。

图6为移动节点在不同速度下切换丢包率的对比，丢包率定义为：丢包率=。显然，相同速度下α越大，提前触发的时间就越早，丢包率就越低。图7为移动节点在不同速度下的网络使用概率，本文指IEEE 802.11网络的使用概率。本文定义网络使用率如下：网络使用率=。网络使用率曲线不平滑的主要原因是本文切换涉及到网络层切换，而FMIPv6协议代理路由器通告（PrRtAdv）消息广播网络层地址有最小时间间隔限制，从而导致移动节点切入或切出IEEE 802.11网络时间具有浮动的特性。因此，同一预测系数α不同速度的网络使用率上下浮动。在相同移动速度下，α越大网络使用率越少，移动节点离开IEEE 802.11网络时间越早。这与IEEE 802.11网络具有较大带宽、较低的接入成本，从而作为UMTS与802.11重叠覆盖时首选网络的切换判决准则相违背，因此综合考虑切换性能选择合适的预测系数α将是异构网络切换的研究方向之一。

　　本文提出了一种异构网络L2触发切换模型，L2触发由MIH协议的Link_Going_Down事件辅助实现。以IEEE 802.11切换到UMTS为例，在NS-2软件平台上有效地验证了有L2触发切换比无L2触发降低55%切换时延和59%丢包率。在基于L2触发的切换模型中，预测系数和移动节点的移动速度对切换性能起着关键性作用，因此本文通过仿真定性地分析了它们对切换中断概率、丢包率和网络使用率的影响。基于L2触发的预测系数与移动节速度的定量分析将是笔者的下一步工作。