面向智能家居应用异构网络垂直切换方案

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1、面向智能家居应用异构网络垂直切换方案【摘要】本文针对多模终端控制智能家居系统的泛在性，将垂直切换技术用到智能家居控制系统中，介绍了一种异构网络垂直切换方案。该方案的关键是针对多模终端的移动性与位置，将异构网络间垂直切换划分为近程端切换与远程端切换。近程端切换方法解决了多模终端由WLAN或WCDMA网络向Zigbee网络切换的终端认证与丢包问题；远程端切换方法通过移动自适应的垂直切换算法，为多模终端选择最佳接入网络，提高了智能家居系统远程控制的实时性。【关键词】智能家居；泛在性；垂直切换；实时性AVerticalHandoff

2、SolutioninHeterogeneousWirelessNetworksfortheUseofSmartHomeLIAOWen-jin(CollegeofCommunication&InformstionEngineeringNanjingUniversityofPost&Telecommunition，NanjingJiangsu210003,China)[Abstract】Aimeda/ttheneedoftheubiquitouscontrolofsmarthomesystembymulti-modetermin

3、al,thispaperusesverticalhandoffinthecurrentremotecontrolsystemandintroducesaheterogeneouswirelessverticalhandoffsolution.Thekeypointofthissolutionisthatverticalhandoffisdividedintonear-endhandoffandfar-endsolution，consideringtheterminal，smobilityandposition.Thenear

4、~endhandoffsolvestheproblemofterminalauthenticationandpacketlosswhenchangingfromWLANorWCDMAtoZigbee・Thefar-endhandoffprovidesabestnetworkandcanimprovethereal-timecontrolformulti-modeterminalvisitingsmarthomesystembymobility-adaptivehandoffalgorithm・［Keywords】Smarth

5、ome；Ubiquity；Verticalhandoff；Realtime0引言当前移动蜂窝网络技术、无线局域网技术以及无线个域网技术被广泛使用，多无线网络覆盖与终端多模化，使移动终端具备了多网络接入能力。在此情况下，拥有多模终端的用户希望泛在（任何时间、任何地点）控制智能家居系统，采用像GSM网络［1］这种单一的网络模式已不能满足多模终端远程控制智能家居系统的需要。目前智能家居系统控制的实现方案多集中在家庭侧，通过在家庭网关上实现家庭内部无线网络与Internet的互联互通来达到控制的目的［2-3］o这些方案虽然利用家庭无

6、线网关解决了内外无线网络协议间转换的问题，却没有考虑多模终端泛在控制的应用场景。在异构无线网络环境下，多模终端会基于所处的无线网络环境及位置自主地进行网络选择或垂直切换，以期获得最佳的网络服务。因此本文将垂直切换技术应用到智能家居系统控制中，设计一种垂直切换方案，以支持多模终端泛在控制智能家居系统的应用场合。1异构网络切换结构本文以基于Zigbee技术组网的智能家居系统为例，将Zigbee、WLAN及WCDMA作为多模终端远程访问智能家居系统的三种异构无线网络接入方式。图1给出了一种实现智能家具系统泛在访问与控制的异构网络切

7、换结构。图1网络切换结构该切换结构基于多模终端位置将垂直切换分为远程端切换和近程端切换。远程端切换主要针对多模终端远程访问控制智能家居系统的需要，积极主动地感知所处网络环境与状况的变化，及时触发网络切换，从而为多模远程访问智能家具系统始终提供最佳的网络状态与连接服务。近程端切换主要针对多模终端从外部进入到家庭网络环境（Zigbee网络），出于网络费用的考虑而由WLAN或WCDMA切换到Zigbee网络的情况。2近程端切换方法2.1网络切换的考虑当多模终端由WLAN或WCDMA向Zigbee网络切换时，存在着两个问题：一是切换

8、的认证问题，即多模终端在网络切换前后的身份认证问题；二是切换所带来的丢包问题，这主要是由于切换时的网络暂时中断引起的。针对上述两个问题，这里提出基于网关协助的网络切换方法，即由家庭网关实现多模终端身份认证与丢包重传。网关为每个访问智能家居系统的多模终端提供唯一的ID并为开辟一个数据暂存区。