地铁无线通信系统中网络层移动性的研究与实现

论文摘要

无线局域网技术使得网络的接入方式不再受物理线路的局限,嵌入式技术使得通信设备向着微型化、低功耗、高性能的方向发展。本文研究的地铁无线通信系统正是无线局域网与嵌入式技术集成应用的典型。地铁无线通信系统用于动态地监控地铁运行状况,地铁上的无线通信终端STA与架设在隧道沿岸的无线访问接入设备AP组成了符合802.11b标准的无线局域网。地铁行驶中会经过多个网段,如果STA的IP地址不能及时更新为所处网段中的IP地址,STA将无法与其他通信节点通信。而STA的IP地址的更新又会产生如何将新IP地址通知整个地铁无线通信系统中其它通信节点等问题。本文设计了一套移动和漫游协议确保地铁在行驶过程中,STA在保持自身IP地址不变的条件下,仍然能与通信系统中的其他节点通信。其原理是通过在家乡网络和外地网络中分别设计家乡代理和外地代理,在家乡代理和外地代理之间创建隧道,并将目的IP地址指向移动节点的数据包经隧道封装后发送至外地网络,最后由外地代理将数据包转发至移动节点。本文首先设计了移动和漫游协议的各个功能模块,然后给出了具体的实现流程,最后采用Ping程序和IxChariot软件进行了高速移动测试,测试结果表明在STA高速移动(时速为50~60km/h)的情况下,STA和AP之间的切换时间短,移动和漫游协议能够提供基于802.11b无线网络环境下的移动和漫游功能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略表
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题背景
• 1.3 论文研究内容
• 1.4 论文结构
• 第二章 移动和漫游协议的理论基础
• 2.1 引言
• 2.2 802.11b 协议
• 2.3 802.11f 协议
• 2.4 网关原理
• 2.5 移动IP
• 2.6 小结
• 第三章 移动和漫游协议的研究与设计
• 3.1 引言
• 3.2 地铁无线通信系统概述
• 3.3 移动节点的移动性问题
• 3.4 移动和漫游协议概述
• 3.5 移动节点模块设计
• 3.6 网内选路代理模块设计
• 3.7 家乡代理模块设计
• 3.8 外地代理模块设计
• 3.9 注册功能模块设计
• 3.10 隧道管理模块设计
• 3.11 协议整体工作流程设计
• 3.12 小结
• 第四章 移动和漫游协议的实现
• 4.1 引言
• 4.2 移动节点功能模块的实现
• 4.3 AP 模块功能的实现
• 4.4 外地网内选路代理功能模块的实现
• 4.5 外地代理功能模块的实现
• 4.6 家乡代理功能模块的实现
• 4.7 家乡网内选路代理功能模块的实现
• 4.8 小结
• 第五章 移动和漫游协议的测试
• 5.1 引言
• 5.2 测试场景
• 5.3 测试方案及测试结果分析
• 5.3.1 网内越区切换测试
• 5.3.2 网间跨网漫游测试
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文的主要工作及贡献
• 6.2 对下一步工作的思考
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文