隨著全球無線移動通信技術的發展，人們對于移動通信的要求也越來越高。TD-SCDMA、WiMAX等移動通信技術能夠滿足人們日常的語音、數據及多媒體業務等各方面的基本要求并得到廣泛應用。然而其需要有基礎設施的支持，用戶終端之間必須通過基站的支持才能完成通信，在某些場合并不適用，如救災、臨時會議等。因而早期應用于軍事領域的移動自組織網絡也得到普遍重視和深入研究，并且越來越多地應用到民事領域。無線自組織網絡是一種典型的無線網絡，是一種具有高度動態拓撲結構、節點任意移動的無需固定基礎設施支持的自組織網絡。自組織網絡中的移動節點均帶有無線收發信裝置，可自由進行通信。
    當移動節點(MN)在通信過程中從一個區域移動到另一個區域時(可能同屬一個子網，也可能分屬不同子網)，或者因外界干擾而造成通話質量下降時，便需要進行切換以保持與網絡的持續連接。
    傳統切換中依次進行鏈路層切換和網絡層切換。鏈路層切換，也即L2切換(Layer 2 handover)，是指MN斷開當前連接的鏈路。網絡層切換,即L3切換(Layer 3 handover),是指MN的移動檢測和移動注冊等過程。由于這種默認等待節點變化后在二層鏈路建立好的基礎上再進行路由重建的切換機制會帶來較大的切換時延[1]。IETF針對節點移動提出了快速移動IPv6切換方案，當移動節點漫游到新的外地網絡之前，通過二層觸發消息L2-Trigger(以下簡稱L2T)提前觸發三層切換進行注冊，從而可以在漫游到新的外地網絡之后便可根據之前建立的新路由進行通信，實現對實時業務的支持。
    目前對于L2T的研究主要包括其概念及所需參數，很多地方也都是籠統地提出利用L2T來提前觸發。參考文獻[2]對二層觸發消息及其參數進行了一定的研究，但是對于何時觸發L2T消息并未做深入的研究；在IEEE802.16 WiMAX網絡下提出基于運動預測的跨層切換機制來改進切換時延，通過追蹤移動用戶與基站之間的信號強度來進行線性預測，得出將來的信號水平，從而提前觸發三層切換。但是移動用戶在進入可能的切換區域后，可能會停留一段時間，既不從切換區域中退回原網絡中也不入新的網絡。從而三層的切換過程可能反復進行，這時L2T會引起資源的浪費。并且該預測機制是在基站保持不動的情況下對移動用戶進行線性預測，而在自組織網絡條件下，用戶及充當基站功能的對端節點都是移動的，因而這種線性預測機制可能因節點的彼此不相關運動及將來時刻行為的不確定性而發生很大的改變，致使L2T觸發不準確。本文先對自組織網中L2T的運用進行描述，并分析提出合適的L2T及其參數，在此基礎上提出對L2T的觸發時機進行進一步的研究。
1 L2-Trigger
1.1 L2-Trigger簡介
    L2-Trigger[3]是指一個特定的事件已經發生或即將發生，從L2得到的相關信息(可能包含一些參數信息)。其描述包括：觸發器名、觸發該觸發器的事件、何種實體接收該觸發器名以及必需的參數信息[4]。觸發器及其介紹如表1所示。

    可見該L2T的參數等信息是通過移動IP協議定義的實體來實現的，但在Ad hoc網絡中是沒有基礎設施支撐的，即沒有AP等實體。因此在自組織網絡中需要對這些參數信息進行修收。自組織網絡中所有節點都可以自由通過一跳或多跳進行通信，節點都可完成路由器功能，因而將網絡某些節點視作接入路由器。需要發起切換的節點可以是移動節點自身，也可以接入路由器。由于節點的移動性，可能在觸發三層切換后節點并沒有進入新的外地網絡而是返回原網絡中，這時便不再需要進行鏈路層切換，可減少信令的交互，節約資源。上述觸發器信息中未包含此指示。從切換的發起和接收者來看，L2T應包含以下指示：L2-ST(Source Trigger）、L2-TT(Target Trigger)、L2-CA(Cancel)、L2-CO(Complete)。將原觸發器列表中的Source Trigger、Target Trigger、Mobile Trigger重設為L2-ST和L2-TT。若發起切換是移動節點本身，則發送L2-ST消息，若其他情況，則發送L2-TT消息給相應的接收者。在有效觸發L2T后，可能移動節點在之后的運動過程中短期內并不需要二層切換，此時就應該取消正在進行的或已經完成的L3切換。對此Link UP和Link Down都不能作出明確的指示，故采用L2-CA作指示。而L2-CO可用于新鏈路建立時執行相應的動作，如拆除舊鏈路。對于其觸發器參數的信息，同樣可設置其相應的L2地址。
1.2 L2-Trigger觸發方法
    通過對實際切換過程分析發現，在真正切換發生前有一段時間需要不停監測當前信道和候選信道的質量，達到切換條件才會發生L2切換。信道質量從監控門限下降到切換門限需要一定時間。因此,觸發L2-Trigger的時機在此時間段中。可以采用設定定時器的方法決定何時觸發L2-Trigger，顯然該方法過于簡單。也可采用信道質量預測技術[5]，預測L2切換的可能時刻，從而提前觸發L2-Trigger。其基本思想是從移動節點進入切換區域的時刻開始計時，對信道質量不斷進行測量。根據實際情況設定L2切換的信道質量門限值,然后將某時刻的測量值與門限值進行比較，得出發生L2切換的可能時刻。
    本文采用運動預測的方法，假設Ad hoc網絡中的節點在自由空間傳播模型中移動且具有相同的傳播距離，接收的信號強度取決于其傳播距離。因此通常認為任意時刻當相互通信的兩個節點間的距離低于安全距離時便觸發L2T,當距離降到閾值時便啟動二層切換。經前文分析可知，在某些時候并不合適。如圖1(a)、圖1(b)所示，兩節點超出安全距離時可能會保持相對靜止，進而可能相互靠近。此時切換即多余。因而對此提出基于運動趨勢的運動預測方法。
    假設移動節點能夠監測相鄰節點的信號強度，并能根據所接收的信號強度值計算出兩者之間的距離。
    采用Two-Ray模型作為無線傳播模型，接收到的信號功率與節點間的距離關系為：
  



2.3  仿真結果及分析
    仿真時移動節點每隔3 s改變一次運動和方向，當t時刻測量的距離大于Dsafe時，便對?駐t′進行監控判斷（本文設定?駐t′的值在10以內才會觸發L2T），若其值小于10且下一時刻該值比當前時刻值小，便觸發L2T進行L3切換。若t時刻Δt′不足1 s便認為發生不足切換（指某時刻L3切換還未進行二層切換便發生了。對于一對節點在仿真開始后運動一次便超出彼此傳播范圍，也認為發生的是不足切換）。觸發L2T的同時定時器開始計時，一段時間后若發生L2切換則對該節點仿真結束，否則定時器到時后默認發生L2切換結束本節點的仿真。
    將直接根據切換閾值進行切換(標示為改進前)和達到切換閾值時再輔以上述時間?駐t′進行切換判決（標示為改進后）的仿真統計次數加以比較，結果如圖5所示。

    由以上仿真結果可見，若根據超過安全距離即切換，對于1 000對彼此都在運動的節點來說，平均每對節點在達到安全距離閾值后都可能發生兩三次L3切換，也即達到切換條件后交替發生相互靠近和相互遠離，且定時時間越長觸發L2T的次數增長就越快。采用改進的運動預測方法，觸發的L2T引起三層切換的次數要比改進前要少得多并且相對穩定，也就意味著在進入切換區域后，若移動節點短期內不會移出切換區域內的情況或者反復進入切換區域，該方法能夠較為準確地觸發L2T從而觸發L3切換。由于該仿真數據與計算機隨機產生的數據有關，因而實際中若速度方向改變并不劇烈或頻繁時，多余切換及不足切換的次數會相對減少，該方法的效果將更為明顯。
    基于學者提出的L2-Trigger觸發可改善切換時延，本文就L2-Trigger及其觸發時機進行研究并提出適合自組織網絡的二層觸發器，提出了基于運動趨勢的運動預測的方法。對何時觸發L2-Trigger做了一些仿真驗證工作，通過對比說明了基于運動趨勢的動動預測L2-Trigger方法更加準確。后續工作將考慮更加復雜的情況并對其作更加深入的研究。
參考文獻
[1] 陳龍飛，俞鶴偉.基于標準移動IPv6的新型無縫切換模型的研究[J].計算機技術與發展,2009,19(6):95-97.
[2] 王小軍，陸建德，陳玲.IEEE802.11網絡中過后注冊切換機制實現及性能分析[J].計算機應用與軟件,2008,25(1)：195-197.
[3] KEMPF J. Requirements for layer 2 protocols to support optimized handover for IP mobility.work in progress, draftmanyfolks-l2-mobilereq-02.txt, June 2002.
[5] 唐宏，陳前斌，吳中福，等.移動IP中L2-triger 方法研究[J].重慶郵電大學學報(自然科學版)，2003，15(4):88-91.
[6] 唐宏，陶京濤，王柏丁，等.基于移動通信切換特性的L2-Trigger方法[J].計算機應用,2006，26(12)：2796-2799.
[7] 章堅武，鄒婧媛，趙琪.基于路徑維持概率的Ad Hoc跨層路由方案[J].計算機工程與科學,2010,32(1):8-9.