随着全球无线移动通信技术的发展，人们对于移动通信的要求也越来越高。TD-SCDMA、WiMAX等移动通信技术能够满足人们日常的语音、数据及多媒体业务等各方面的基本要求并得到广泛应用。然而其需要有基础设施的支持，用户终端之间必须通过基站的支持才能完成通信，在某些场合并不适用，如救灾、临时会议等。因而早期应用于军事领域的移动自组织网络也得到普遍重视和深入研究，并且越来越多地应用到民事领域。无线自组织网络是一种典型的无线网络，是一种具有高度动态拓扑结构、节点任意移动的无需固定基础设施支持的自组织网络。自组织网络中的移动节点均带有无线收发信装置，可自由进行通信。
当移动节点(MN)在通信过程中从一个区域移动到另一个区域时(可能同属一个子网，也可能分属不同子网)，或者因外界干扰而造成通话质量下降时，便需要进行切换以保持与网络的持续连接。
传统切换中依次进行链路层切换和网络层切换。链路层切换，也即L2切换(Layer 2 handover)，是指MN断开当前连接的链路。网络层切换,即L3切换(Layer 3 handover),是指MN的移动检测和移动注册等过程。由于这种默认等待节点变化后在二层链路建立好的基础上再进行路由重建的切换机制会带来较大的切换时延[1]。IETF针对节点移动提出了快速移动IPv6切换方案，当移动节点漫游到新的外地网络之前，通过二层触发消息L2-Trigger(以下简称L2T)提前触发三层切换进行注册，从而可以在漫游到新的外地网络之后便可根据之前建立的新路由进行通信，实现对实时业务的支持。
目前对于L2T的研究主要包括其概念及所需参数，很多地方也都是笼统地提出利用L2T来提前触发。参考文献[2]对二层触发消息及其参数进行了一定的研究，但是对于何时触发L2T消息并未做深入的研究；在IEEE802.16 WiMAX网络下提出基于运动预测的跨层切换机制来改进切换时延，通过追踪移动用户与基站之间的信号强度来进行线性预测，得出将来的信号水平，从而提前触发三层切换。但是移动用户在进入可能的切换区域后，可能会停留一段时间，既不从切换区域中退回原网络中也不入新的网络。从而三层的切换过程可能反复进行，这时L2T会引起资源的浪费。并且该预测机制是在基站保持不动的情况下对移动用户进行线性预测，而在自组织网络条件下，用户及充当基站功能的对端节点都是移动的，因而这种线性预测机制可能因节点的彼此不相关运动及将来时刻行为的不确定性而发生很大的改变，致使L2T触发不准确。本文先对自组织网中L2T的运用进行描述，并分析提出合适的L2T及其参数，在此基础上提出对L2T的触发时机进行进一步的研究。
1 L2-Trigger
1.1 L2-Trigger简介
L2-Trigger[3]是指一个特定的事件已经发生或即将发生，从L2得到的相关信息(可能包含一些参数信息)。其描述包括：触发器名、触发该触发器的事件、何种实体接收该触发器名以及必需的参数信息[4]。触发器及其介绍如表1所示。

可见该L2T的参数等信息是通过移动IP协议定义的实体来实现的，但在Ad hoc网络中是没有基础设施支撑的，即没有AP等实体。因此在自组织网络中需要对这些参数信息进行修收。自组织网络中所有节点都可以自由通过一跳或多跳进行通信，节点都可完成路由器功能，因而将网络某些节点视作接入路由器。需要发起切换的节点可以是移动节点自身，也可以接入路由器。由于节点的移动性，可能在触发三层切换后节点并没有进入新的外地网络而是返回原网络中，这时便不再需要进行链路层切换，可减少信令的交互，节约资源。上述触发器信息中未包含此指示。从切换的发起和接收者来看，L2T应包含以下指示：L2-ST(Source Trigger）、L2-TT(Target Trigger)、L2-CA(Cancel)、L2-CO(Complete)。将原触发器列表中的Source Trigger、Target Trigger、Mobile Trigger重设为L2-ST和L2-TT。若发起切换是移动节点本身，则发送L2-ST消息，若其他情况，则发送L2-TT消息给相应的接收者。在有效触发L2T后，可能移动节点在之后的运动过程中短期内并不需要二层切换，此时就应该取消正在进行的或已经完成的L3切换。对此Link UP和Link Down都不能作出明确的指示，故采用L2-CA作指示。而L2-CO可用于新链路建立时执行相应的动作，如拆除旧链路。对于其触发器参数的信息，同样可设置其相应的L2地址。
1.2 L2-Trigger触发方法
通过对实际切换过程分析发现，在真正切换发生前有一段时间需要不停监测当前信道和候选信道的质量，达到切换条件才会发生L2切换。信道质量从监控门限下降到切换门限需要一定时间。因此,触发L2-Trigger的时机在此时间段中。可以采用设定定时器的方法决定何时触发L2-Trigger，显然该方法过于简单。也可采用信道质量预测技术[5]，预测L2切换的可能时刻，从而提前触发L2-Trigger。其基本思想是从移动节点进入切换区域的时刻开始计时，对信道质量不断进行测量。根据实际情况设定L2切换的信道质量门限值,然后将某时刻的测量值与门限值进行比较，得出发生L2切换的可能时刻。
本文采用运动预测的方法，假设Ad hoc网络中的节点在自由空间传播模型中移动且具有相同的传播距离，接收的信号强度取决于其传播距离。因此通常认为任意时刻当相互通信的两个节点间的距离低于安全距离时便触发L2T,当距离降到阈值时便启动二层切换。经前文分析可知，在某些时候并不合适。如图1(a)、图1(b)所示，两节点超出安全距离时可能会保持相对静止，进而可能相互靠近。此时切换即多余。因而对此提出基于运动趋势的运动预测方法。
假设移动节点能够监测相邻节点的信号强度，并能根据所接收的信号强度值计算出两者之间的距离。
采用Two-Ray模型作为无线传播模型，接收到的信号功率与节点间的距离关系为：




2.3 仿真结果及分析
仿真时移动节点每隔3 s改变一次运动和方向，当t时刻测量的距离大于Dsafe时，便对?驻t′进行监控判断（本文设定?驻t′的值在10以内才会触发L2T），若其值小于10且下一时刻该值比当前时刻值小，便触发L2T进行L3切换。若t时刻Δt′不足1 s便认为发生不足切换（指某时刻L3切换还未进行二层切换便发生了。对于一对节点在仿真开始后运动一次便超出彼此传播范围，也认为发生的是不足切换）。触发L2T的同时定时器开始计时，一段时间后若发生L2切换则对该节点仿真结束，否则定时器到时后默认发生L2切换结束本节点的仿真。
将直接根据切换阈值进行切换(标示为改进前)和达到切换阈值时再辅以上述时间?驻t′进行切换判决（标示为改进后）的仿真统计次数加以比较，结果如图5所示。

由以上仿真结果可见，若根据超过安全距离即切换，对于1 000对彼此都在运动的节点来说，平均每对节点在达到安全距离阈值后都可能发生两三次L3切换，也即达到切换条件后交替发生相互靠近和相互远离，且定时时间越长触发L2T的次数增长就越快。采用改进的运动预测方法，触发的L2T引起三层切换的次数要比改进前要少得多并且相对稳定，也就意味着在进入切换区域后，若移动节点短期内不会移出切换区域内的情况或者反复进入切换区域，该方法能够较为准确地触发L2T从而触发L3切换。由于该仿真数据与计算机随机产生的数据有关，因而实际中若速度方向改变并不剧烈或频繁时，多余切换及不足切换的次数会相对减少，该方法的效果将更为明显。
基于学者提出的L2-Trigger触发可改善切换时延，本文就L2-Trigger及其触发时机进行研究并提出适合自组织网络的二层触发器，提出了基于运动趋势的运动预测的方法。对何时触发L2-Trigger做了一些仿真验证工作，通过对比说明了基于运动趋势的动动预测L2-Trigger方法更加准确。后续工作将考虑更加复杂的情况并对其作更加深入的研究。
参考文献
[1] 陈龙飞，俞鹤伟.基于标准移动IPv6的新型无缝切换模型的研究[J].计算机技术与发展,2009,19(6):95-97.
[2] 王小军，陆建德，陈玲.IEEE802.11网络中过后注册切换机制实现及性能分析[J].计算机应用与软件,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，陈前斌，吴中福，等.移动IP中L2-triger 方法研究[J].重庆邮电大学学报(自然科学版)，2003，15(4):88-91.
[6] 唐宏，陶京涛，王柏丁，等.基于移动通信切换特性的L2-Trigger方法[J].计算机应用,2006，26(12)：2796-2799.
[7] 章坚武，邹婧媛，赵琪.基于路径维持概率的Ad Hoc跨层路由方案[J].计算机工程与科学,2010,32(1):8-9.