地铁系统Wi-Fi通信中的漫游与切换设计

文/张有利

随着人们物质生活水平的提升，对通信质量方面的要求也逐渐增加，地铁属于人们出行的主要交通方式之一，在新时期背景下，在保障乘客舒适性的同时，还应使通信质量的的有效的提升，使其能够方便顺畅的使用Wi-Fi浏览信息和观看视频。对此，地铁系统应运而生，能够对地铁中的温度、湿度、站台情况、通信质量等多方面参数进行监督。

1 地铁移动节点的切换

在移动通信中，其切换质量程度与信号连续性之间具有直接联系。因此，对地铁通信问题进行研究时，首先需要分析切换问题。现有中心计算机STAPC与节点STA，将二者看成一个整体，主要由PC机、无线设备AP、路由器几方面构成，在局域网的范围内具有有限性。为了保障地铁监控网络运行的方便快捷，需要发挥出子网的作用，在列车行驶的过程中，无论在何时何地，都需要保障与其中一台PC机之间能够进行双向通信。在地铁通信的过程中，其中一个主机应能够发送原地址的数据包，也就是说，在STAPC与任意PC机在通信的过程中，PC机能够显示出STAPC的具体位置。在数据包传送的过程中，包括发送、中转和接收几个阶段。其中，需要经过多次中转才能够完成，并且每个中转站中分别包括一个主机和路由器，由路由器将数据发送给下一个主机，以此类推，最终实现传输的目的。

在大数据的传输过程中，可能会由于没有及时提醒而造成部分数据丢失，在TCP协议中规定，在对大数据进行传输的过程中，可以将其分解成多个较小的数据包，并且每个小型数据包的传输目的相同，但是通过不同的路径进行传送，这样做便能够有效减少数据丢失现象发生。当小型数据包达到目的地以后，再按照最初大数据的形式进行整合和组装，但是在传输的过程中，不允许提前对小数据包进行组合。

由于地铁始终处于运动状态，在物理位置上也不断的发生着变化，乘客所使用的移动终端和监控中心中显示的列车相关信息也在不断的改变着子网。从数据包传送要求方面能够得出，如若列车处于A子网范围内，则无线通信端口的IP地址则显示的是子网A。此时进行数据包的传输则目的地位子网A，党设备STA成功接收到数据包以后，才能够将其发送给STAPC。这时，如若列车已经行驶到B子网的范围内，则数据包的目的地依然不会发生变化，继续向目的地子网A传送，无法将目的地改变为SYAPC，对此，需要通过无线链路的方式来实现跨子网的切换。在具体的切换过程中，当处于同一个子网中时，列车中的无线STA设备只能与单一的无线访问点之间保持通信关系。

2 地铁系统的漫游与切换设计

工业无线网络通信协议在1997年被提出，此后被不断的整理和完善，最终形成802.11x标准系列，其作为当前无线局域网中的主流标准，而且也是Wi-Fi技术实施的基础，工作频段为2.4GHz，网速最高可达600Mbps。从802.11b的含义中能够得出，所谓的漫游主要是指跨网切换，而移动主要是指在网内进行的切换。漫游和移动的主要目的是通过服务器对用户当前所处位置进行记录，然后将用户所处服务器与代理服务器之间进行连接，进而实现对数据包的传送。

2.1 移动节点模块设计

地铁通信系统主要由中心计算机STAPC与STA共同构成，从功能性和移动性的角度来看，可以将其理解成一个具有两端口的节点，两个端口分别为无线和有线端口。首先，将有线端口和移动节点之间相互连接，能够形成一个闭合链路，实现计算机与列车的STA链接。在地铁的漫游与移动协议当中，由中心计算机STAPC与STA共同构成的地铁通信系统主要具备一些几方面功能：

（1）提醒位置，提醒用户所注册的代理具体位置。

（2）默认使用新的网关，随着列车的不断行驶，用户的移动节点也处于不断的移动过程中，节点位置不停的发生改变，地铁系统将会在最短的时间内对网关进行及时有效的更新。

（3）注册信息，在访问端口IP地址的基础上进行信息的注册。

2.2 隧道管理模块设计

所谓的隧道主要是指用户在家乡与外地之间构成的联结关系，随着用户所处位置发生的改变，移动节点也在随之发生着不同的变化。在用户移动的时，新隧道将会进行不断的更新和构建，以往陈旧的隧道和连接将处于销毁和拆除状态。随着移动节点数量的增加，隧道当中的关系将会变得逐渐复杂，处理难度也会随之提升。对于隧道的处理可以划分为创建与拆除两种类型。为了使移动路由问题得到切实良好的解决，可以利用模拟动态家乡代理的方式，为用户提供更加妥善便捷的服务。对此，应建立家乡动态模型，在IETF RFC2002的基础上，该模型对家乡与路由之间的关系进行了充分反映，实现了数据和密钥之间的转换。通过具体的实验研究能够看出，此种方式的效果十分明显，并且操作过程具有较强的安全性与可靠性。在众多移动用户当中，移动路由不但能够实现为外地代理提供所需服务，而且还能够实现对各种地点、网路的移动地质和通信信息之间进行自由的转变和切换。

3 结束语

综上所述，本文主要对地铁系统中的Wi-Fi移动和漫游进行了设计，对其中各项模块的功能进行分析，并且针对漫游的工作原理，以及电工学会中提出的协议标准和要求，对目前地铁中的通信质量问题进行了研究，并提出了解决方案，该方案经过具体的实践检验后，获得十分良好的应用效果，产生了较大的社会效益和经济效益，对促进我国地铁行业的发展起到了显著的促进作用。

参考文献

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