文档介绍：摘要
摘要
移动性管理机制是实现下一代移动通信系统泛在接入、无缝漫游这一目标的
关键性支撑技术。然而,随着移动终端(Mobile Node,MN)移动速率的不断提
高和各种高服务质量业务的普及,下一代移动通信系统对移动性管理机制提出了
更高的要求。
首先,下一代移动通信系统对高速终端移动速率的支持,使得链路层切换参
数的合理性对切换成功率的影响越来越大。因此,静态切换参数配置方式已无法
适应下一代移动通信系统的动态性,容易引起切换失败。为提高切换过程的可靠
性,移动鲁棒性优化(Mobility Robustness Optimization,MRO)机制作为一种
链路层切换参数动态优化技术被引入到下一代移动通信系统中。然而,目前移动
鲁棒性优化机制仍然存在着一些问题,需要进一步的优化。其次,在切换过程中
提供服务质量保证是移动性管理机制的重要任务。然而,目前基于提前切换准备
的服务质量保证机制对移动预测算法的依赖程度过高,这严重影响了这类方案的
实际使用效果。因此,需要进一步研究并提出新的解决方案来继续优化切换过程
中的服务质量。最后,安全接入机制对实现无缝快速切换至关重要,然而目前却
没有好的跨域快速认证机制对跨域无缝切换提供必要的支持。综上所述,下一代
移动通信系统在保证切换过程的可靠性、服务质量以及安全性三个方面对移动性
管理机制提出了新的要求。本文将从这三个方面对下一代移动性管理机制进行深
入研究。论文主要贡献如下:
1) 从提高切换成功率的角度,提出了基于移动特性的切换参数自优化机制
和基于多 RLF 区域识别的切换参数自优化机制
普通 MRO 机制没有考虑到终端移动特性对切换触发过程的影响,因此存在
缺陷。本文提出了基于终端移动特性的移动鲁棒性优化机制,在链路层切换触发
和 MRO 过程中引入了对终端移动特性的考虑。另外,当基站间存在多个切换失
败易发区域时,普通 MRO 机制的性能将变得很差。为此,本文提出了基于多
RLF 区域识别的移动鲁棒性优化机制,在 MRO 过程中对基站间不同的切换失败
易发区域进行识别,并针对它们维护不同的链路层切换参数,从而解决了普通
MRO 存在的问题。仿真结果表明本文提出的两个改进 MRO 机制相比普通 MRO
机制具有更好的性能。
2) 提出了网络端控制的移动锚定点选择方案——DH-MAP 选择方案
采用多移动锚定点(Mobility Anchor Point,MAP)的区域移动性管理机制
能够降低域内切换时的切换中断时间。然而,如何进行移动锚定点选择成为了必
须解决的问题。现有方案主要由移动终端进行 MAP 选择,这会引起整个区域管
I
摘要
理域内 MAP 选择算法的混乱,并造成公平性的问题。因此,本文提出了一种网
络端控制的 MAP 选择机制——基于 DHCPv6 的 MAP 选择方案(DH-MAP 方案)。
DH-MAP 方案使用 DHCPv6 服务器统一实现 MAP 的分配,保证了对域内 MAP
选择结果的控制,解决了终端控制的 MAP 选择方案存在的问题。此外,DH-MAP
方案提供了一种新的 MAP 选择算法——SP-MAP 算法,该算法使用统计预测的
方法对未来一段时间内各 MAP 上的动态负载进行预测,能够为移动终端选取更
加合适的 MAP。
3) 将协作机制引入切换过程中,提出了基于协作分集的切换机制,从而提
供了一种在切换过程中保证服务质量的新方法
基于提前切换准备的切换方式对移动预测算法的依赖程度过高,其实际部署
效果不佳。本文提出了一种在切换过程中保证服务质量的新思路——基于协作分
集的切换机制(CDHO 机制)。CDHO 机制基于目前大多数终端具有多模配置能
够进行协作的特性,在蜂窝网络的切换过程中借助于 WiFi 接口组建切换协作集,
在源基站和移动终端之间形成异构协作中继信道,从而延长了源基站能够为移动
终端提供服务的时间。在这段延长的时间内,移动终端可以完成切换操作,从而
降低了对移动预测算法的依赖,解决了现有切换管理机制的问题。
4) 从安全性角度出发,提出了支持跨域无缝切换的快速重认证机制——基
于信任传递的快速重认证机制(TTR-FR 机制)
为了对移动终端的跨域无缝切换提供支持,本文提出了 TTR-FR 机制。
TTR-FR 机制利用跨域切换时尚未失效的移动终端与源网络之间的认证“信任关
系”和源网络与目标网络之间事先协商生成的“信任关系”,依据“移动终端
源
网络
目标网络”之间的信任传递,借助于源网络实现移动终端和目标网络之
间的跨域快速重认证,从