一种支持车-地宽带互联的广义AP间切换模型

针对旅客列车车-地宽带互联的AP(Access Point,接入点)间切换不仅要求切换执行快速、而且要求切换判决迅速的特点,研究如何实现车载通信网关自主快速的AP间切换。为此首先提出狭义和广义AP间切换的概念,以描述车载通信网关自主地从一个AP切换到下一个AP的完整过程,并根据旅客列车宽带Internet应用的需求与特点建立车-地宽带互联的广义切换模型。为实现该模型的AP间切换性能,进一步设计基于RSM的切换判决模型和基于多无线模块的快速AP间切换算法TTBC。研究表明,基于车-地宽带互联的广义切换模型及其切换判决模型,结合快速AP间切换算法TTBC,不仅可将网络中断时间减少至毫秒级,并且可保证切换前后的通信质量,从而实现车载通信网关随旅客列车在不同AP间快速移动时自主快速的AP间切换。

一种基于双无线网卡的广义AP间切换算法

由于目前还不能实现快速自主的AP间切换,限制WiFi在车载Internet等方面的进一步发展和应用。为此,本文基于双无线网卡设计一种广义AP间切换算法TTBC,采用嵌入式系统和Linux开源代码自主研制车载通信网关,并组建狭义和广义AP间切换实验床对该算法进行详细的实验研究与分析。实验结果表明:算法TTBC不仅显著减少甚至消除AP间切换导致的网络中断时间,同时对数据传输带宽也影响甚少,并且可支持车载移动环境下快速自主的AP间切换。

基于多无线模块的快速AP间切换实验研究与分析

基于多无线模块的切换方法有望实现快速的AP间切换,但是缺乏具体的实验论证,特别是切换过程中该方法对网络吞吐量的影响。为此,建立快速AP间切换实验床,并对该方法的切换延迟和切换过程中的网络吞吐量进行了详细的实验研究与分析。实验结果表明,该方法在执行AP间切换时的网络延迟不超过10 ms,并且对端到端吞吐量几乎没有任何影响,从实验上论证了该方法可以实现快速的AP间切换。

采用多无线模块的AP间硬切换的实验研究

在车载Internet等快速移动应用环境下,由于障碍物遮挡等原因,当前通信链路可能突然与当前AP失去连接,如何实现快速的AP间硬切换成为基于WiFi的车-地互联系统的关键技术之一。为此,可采用一种基于多无线模块的方法将主从两块无线网卡捆绑为一块虚拟网卡,当检测到主链路失去连接后迅速切换到从链路以实现快速的AP间硬切换。为验证该方法的有效性,建立了AP间硬切换实验床,通过改变当前AP的工作状态以触发主从无线模块的硬切换进程,从而系统地研究和分析AP间硬切换导致的网络延迟和带宽变化。实验结果表明,该方法的AP间硬切换延迟仅为300～400ms,网络带宽基本不受影响。