应用于WLAN的可管理快速切换技术在AP的实现

 1.3MFHO技术在AP的实现 

    在保证STA端对MFHO技术的支持下，MFHO技术在AP的实现流程(如图2所示)如下：

    (1)STA与当前AP建立连接。

    (2)当前AP存储所连接的STA的相关信息，以及当前AP自身的负载信息和整个无线网络的负载信息。

    (3)STA发送空中状态变更通知或切换申请请求。

    (4)当前AP根据STA上报的无线空中接口环境信息(或者切换申请)和DS信息，判断切换是否发生。AP根据STA发来的空口环境更新通知或者切换申请，检查目标AP是否合法，并根据AP自身的负载信息以及当前网络负载信息来判决STA是否需要进行切换，以及切换到哪个目标AP(如果有多个目标AP)。若当前AP不同意切换则转(5)；若当前AP要求进行切换则转(6)。

    (5)当前AP不做任何处理或者给STA发送拒绝的切换申请响应，切换结束。

    (6)当前AP将STA信息通过DS上的安全通道拷贝到目标AP。

    (7)目标AP更新STA状态为切换状态。若STA信息成功移交则转(10)。若信息移交失败，则转(8)。

    (8)目标AP给当前AP发送失败的移植响应。

    (9)当前AP中止当前切换，转(5)。
 
    (10)目标AP给当前AP发送成功的移植响应。

    (11)当前AP收到确认给STA发送切换指示或者允许的切换申请响应，通知STA切换至目标AP。
    (12)当前AP更新本地二层转交表，变更STA在DS上的路由，并删除本地的STA信息。

    (13)当前AP在DS内发布二层设备前转表更新广播。

    (14)目标AP更新本地二层转交表，更新STA在本地的状态为已切换状态。

    (15)STA发送重连接请求接入目标AP。

    1.4实验及性能分析

    在室温条件下，实验所需设备如下：支持MFHO的ZTE W500A AP 2块、支持MFHO的ZTE W500C无线网卡1块、普通ZTE W500C无线网卡1块、台式PC 2台(后台配置AP兼空中接口抓包)、测试笔记本2台(均可安装无线网卡，一台移动测试，一台实现空中接口监视)。 

    两个实现MFHO技术的AP设置为相同的扩展服务区域标识(ESSID)，即在同一ESS下，通过通信终端对AP运行进行监测，同时通过测试软件Airopeek对空中通信进行监测。而STA侧的笔记本则在两个AP间实现切换，并对切换相关的事件时间进行记录。

    1.4.1切换成功率

    实验数据记录表明，基于AP的切换指示方法和基于AP的切换请求方法的MFHO技术的切换成功率分别为100%和95%(测试总次数为50次)。这里切换成功率是指STA使用重连接请求从当前AP切换到目标AP的成功次数占总次数的百分比。而基于IAPP的切换技术的切换成功率为90%(测试总次数为50次)。因此可以得知，MFHO技术切换成功率略高于基于IAPP的切换技术，这是因为MFHO技术在STA切换过程中不仅依靠STA侧提供的网络信息，同时还依赖于AP侧提供的网络信息，充分利用了AP的判决作用，使得STA在发起重连接进行切换的时候具有针对性和有效性，保证了切换成功率。

    1.4.2性能分析

    在对性能进行测试的时候，分别从STA侧以及空中进行数据记录，这样可以保证测试记录的数据是全面和可靠的。性能分析结果通过将MFHO技术的测试记录与原有基于IAPP的切换技术的测试记录进行比较得到。

    STA侧记录的数据分为以下3种情况：

    (1)基于切换指示的MFHO切换过程，记录了4个事件的时间戳，分别是STA发出最后一个空中接口通知的时间、STA收到切换指示的时间、STA发送重连接请求的时间、STA接收到重连接响应的时间

    (2)基于切换请求的MFHO切换过程，记录了4个事件的时间戳，分别是STA发出最后一个切换请求的时间、STA收到切换响应的时间、STA发送重连接请求的时间、STA接收到重连接响应的时间。

    (3)基于IAPP的切换过程，记录了3个事件的时间戳，分别是STA在背景扫描后发现信号更强的目标AP并切断当前连接决定进行切换的时间、STA发送重连接请求的时间、STA接收到重连接响应的时间。

    对记录的数据进行统计，得到的统计结果如表1所示。

    由此可以得到以下结论：

    (1)基于切换指示的MFHO技术比基于切换请求的MFHO技术切换前处理所用的时间要少，其中包括移植用户信息的时间。

    (2)由于信息移植在切换前已经完成，因此从理论上分析无论哪种方式的MFHO技术其对重连接请求的处理都是一样的，因此这部分的时间相差不大。在基于IAPP的切换过程中，目标AP需要在切换后从当前AP获取用户信息，因此切换处理延时应较长。实验结果也证明了这一点。

    (3)MFHO切换技术在基于切换指示和基于切换请求的方式下造成的平均切换延时分别为53.16 ms、56.40 ms，远远优于基于IAPP切换技术132.36 ms的切换延时。MFHO在切换性能方面同样优于基于IAPP的切换技术。这是由于MFHO在切换前就进行了包括用户信息移植在内的大部分处理，降低了切换过程对业务的影响。这对于多媒体业务，如语音和实时图像业务等非常有利。

    2.结论与展望

    通过实验可得到以下结论，MFHO技术在AP可实现，并且该技术断开当前连接到建立新的连接的时间比基于IAPP的切换技术所用时间少，保证业务连续性好，可靠性高。MFHO技术在发起新的连接前，已经将用户信息移植到目标AP上，重连接过程不需要重新认证(在测试中，STA未采用任何认证方法)，因此，MFHO技术比基于IAPP的切换技术要快捷一些。若是在复杂认证环境下，基于IAPP的切换技术在重连接过程中重新认证花费的时间将更长，而MFHO技术则不需要进行重新认证，使得MFHO技术在切换过程中体现出来的优势将更明显[3-5]。

    MFHO技术在AP的实现还可以进行以下改进：对MFHO技术的AP侧处理应进一步简化，尽量减少处理时间；AP进行切换时的判决策略需要进一步优化，并考虑基于AC的MFHO技术在AP实现的情况。