第四代无线网络中的移动管理协议分析.docVIP

研 究 生 课 程 论 文 (2013-2014学年) 通信软件及通信协议工程 研究生：龚鼎盛 提交日期：2013年12月20日 研究生签名：龚鼎盛 学 号 2013021497 学 院 电子信息学院 课程编号 085208M03 课程名称 通信软件及通信协议工程 学位类别 工程硕士专业学位 任课教师 贺松 教师评语： 成绩评定： 分 任课教师签名： 年 月 日 第四代无线网络中的移动管理协议分析 龚鼎盛 摘要：第四代无线网络(4G)将是一个全IP的异构无线网络，支持各种无线接八技术和无缝漫游。4G网络的挑战之一就是智能移动管理技术的设计，因此重点分析了现有的一组移动管理协议（MIP-RO、MIPv6、HAWAII，蜂窝IP，MIP—RR、分层MIP、分层MIPv6、快速切换、IDMP、TeleMIP和DMA)的切换管理性能，并且比较研究了它们的系统参数。最后，针对4G无线网络的特点提出了进一步研究的课题。 关键词：移动管理；移动Lp；微观移动；宏观移动；切换管理引言 无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明，不同接入技术具有不同的覆盖范围、网络体系结构和协议、适用区域、技术特点和接入速率。未来的第4代(4G)无线通信网络将是一个综合的解决方案，各种无线技术都将在这个一体化的网络中发挥自己的作用，以满足移动用户的不同网络需求，并且移动无线阿络的发展趋势是向全IP网络发展。4G承诺可以在多个网络上实现全球无缝漫游，要求在网络层上定义移动管理(即，面向IP的移动支持)，并且将不同种类的移动管理技术与对域内和域间漫游的有效支持相结台。因此，设计能够利用IP技术在异构无线网络之间实现无缝漫游的智能移动管理技术是个挑战性的研究领域。第一章 移动管理 在4G中，根据网络的构成和地理覆盖区域(或者管理域)，可以将移动终端的移动分为二类：微观移动(系统内或者域内移动)：移动用户在同一个管理域内部的不同子网之间移动，域内移动管理技术基于类似的网络接口和协议。宏观移动(系统间或者域间移动)：移动用户在各个地理区域中的不同网络域之间移动，即在不同的骨干网、网络协议、技术或者服务提供商之间移动。终端的移动管理包括两个组成部分：位置管理和切换管理。根据用户的移动范围，可以将对应的移动管理进一步分为域内位置管理、域内切换管理以及域间位置管理、域间切换管理。 1.1 位置管理 位置管理使网络能够发现移动节点(MN)的当前网络连接点，以便信息传递。位置管理由两个互补的操作组成：位置注册或者位置更新(LU)以及呼叫传递。呼叫传递包含两个主要步骤：①确定被叫MN的服务数据库和定位被叫MN的访问小区/子网；②寻呼，向被叫MN驻留注册域内的所有小区/子网发送轮询消息。 1.2 切换管理 切换管理允许网络能够在MN继续移动并且改变它的网络连接点的时候保持连接。原则上，每个MN总在至少一个网络连接点(基站)的范围之内。根据网络类型、基站的大小以及每个基站的发送和接收功率的不同，每个基站所提供服务的区域(小区)的范围也不同。通常，相同网络类型的小区相邻并且相互重叠，任何一个MN都会处在多个基站的覆盖区域之内。而异构网络的小区相互覆盖，因此MN的关键问题是时刻都要决定哪个网络的哪个基站来处理与特定主机之间的信号输、以及在需要的时候进行切换。可以根据多种因素对切换进行分类。①根据切换过程发生时所处的位置，可以将切换分为水平切换(域内切换)和垂直切换(域间切换)；②根据切换时与MN保持无线连接的基站数，可以将切换分为硬切换和软切换；③根据用户是否可以控制切换，可以将切换分为主动切换和被动切换。 1.3 移动管理协议 移动管理的主要目的就是确保用户移动之间连续和无缝的连通性，可以将目前已有的移动管理解决方案分为3类：链路层解决方案、网络层解决方案和跨层解决方案(网络层+链路层解决方案)。(1)链路层解决方案与特定的无线技术紧耦合，通过无线链路来传输信令消息，因此链路层所支持的移动通常也称为接入移动或者链路层移动。在2.5G/3G蜂窝网络中普遍采用了链路层解决方案来处理移动管理，例如利用双模HLR(归属位置寄存器)互联ls-41和PCSl900系统。(2)网络层解决方案在IP层提供了与移动相关的特性，不依赖于下层的无线接入技术。通过IP业务来承载与移动相关的信々消息。(3)跨层解决方案主要是为切换管理提出的，而切换等待时间包括移动检测等待时间和注册等待时间。基于网络层的微观移动协议虽然可以减少注册信令延迟，但是无法解决移动检测延迟。因此，跨层解决方案使用链路层信息来减少移动检测延迟．即网络层通过获得链路层提供的有关信号强度和移动检测信息的报告来更