下一代移動通信系統(tǒng)中的移動性管理機(jī)制研究.pdf

1、移動性管理機(jī)制是實(shí)現(xiàn)下一代移動通信系統(tǒng)泛在接入、無縫漫游這一目標(biāo)的關(guān)鍵性支撐技術(shù)。然而，隨著移動終端（Mobile Node，MN）移動速率的不斷提高和各種高服務(wù)質(zhì)量業(yè)務(wù)的普及，下一代移動通信系統(tǒng)對移動性管理機(jī)制提出了更高的要求。
　　 首先，下一代移動通信系統(tǒng)對高速終端移動速率的支持，使得鏈路層切換參數(shù)的合理性對切換成功率的影響越來越大。因此，靜態(tài)切換參數(shù)配置方式已無法適應(yīng)下一代移動通信系統(tǒng)的動態(tài)性，容易引起切換失敗。為提高切

2、換過程的可靠性，移動魯棒性優(yōu)化（Mobility Robustness Optimization，MRO）機(jī)制作為一種鏈路層切換參數(shù)動態(tài)優(yōu)化技術(shù)被引入到下一代移動通信系統(tǒng)中。然而，目前移動魯棒性優(yōu)化機(jī)制仍然存在著一些問題，需要進(jìn)一步的優(yōu)化。其次，在切換過程中提供服務(wù)質(zhì)量保證是移動性管理機(jī)制的重要任務(wù)。然而，目前基于提前切換準(zhǔn)備的服務(wù)質(zhì)量保證機(jī)制對移動預(yù)測算法的依賴程度過高，這嚴(yán)重影響了這類方案的實(shí)際使用效果。因此，需要進(jìn)一步研究并提出新

3、的解決方案來繼續(xù)優(yōu)化切換過程中的服務(wù)質(zhì)量。最后，安全接入機(jī)制對實(shí)現(xiàn)無縫快速切換至關(guān)重要，然而目前卻沒有好的跨域快速認(rèn)證機(jī)制對跨域無縫切換提供必要的支持。綜上所述，下一代移動通信系統(tǒng)在保證切換過程的可靠性、服務(wù)質(zhì)量以及安全性三個(gè)方面對移動性管理機(jī)制提出了新的要求。本文將從這三個(gè)方面對下一代移動性管理機(jī)制進(jìn)行深入研究。論文主要貢獻(xiàn)如下：
　　 1)從提高切換成功率的角度，提出了基于移動特性的切換參數(shù)自優(yōu)化機(jī)制和基于多RLF 區(qū)域識別

4、的切換參數(shù)自優(yōu)化機(jī)制普通MRO 機(jī)制沒有考慮到終端移動特性對切換觸發(fā)過程的影響，因此存在缺陷。本文提出了基于終端移動特性的移動魯棒性優(yōu)化機(jī)制，在鏈路層切換觸發(fā)和MRO 過程中引入了對終端移動特性的考慮。另外，當(dāng)基站間存在多個(gè)切換失敗易發(fā)區(qū)域時(shí)，普通MRO 機(jī)制的性能將變得很差。為此，本文提出了基于多RLF 區(qū)域識別的移動魯棒性優(yōu)化機(jī)制，在MRO 過程中對基站間不同的切換失敗易發(fā)區(qū)域進(jìn)行識別，并針對它們維護(hù)不同的鏈路層切換參數(shù)，從而解決了

5、普通MRO 存在的問題。仿真結(jié)果表明本文提出的兩個(gè)改進(jìn)MRO 機(jī)制相比普通MRO機(jī)制具有更好的性能。
　　 2)提出了網(wǎng)絡(luò)端控制的移動錨定點(diǎn)選擇方案——DH-MAP 選擇方案采用多移動錨定點(diǎn)（Mobility Anchor Point，MAP）的區(qū)域移動性管理機(jī)制能夠降低域內(nèi)切換時(shí)的切換中斷時(shí)間。然而，如何進(jìn)行移動錨定點(diǎn)選擇成為了必須解決的問題?，F(xiàn)有方案主要由移動終端進(jìn)行MAP 選擇，這會引起整個(gè)區(qū)域管理域內(nèi)MAP 選擇算法的混

6、亂，并造成公平性的問題。因此，本文提出了一種網(wǎng)絡(luò)端控制的MAP選擇機(jī)制——基于DHCPv6的MAP選擇方案（DH-MAP 方案）。
　　 DH-MAP 方案使用DHCPv6服務(wù)器統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)MAP的分配，保證了對域內(nèi)MAP選擇結(jié)果的控制，解決了終端控制的MAP 選擇方案存在的問題。此外，DH-MAP方案提供了一種新的MAP 選擇算法——SP-MAP 算法，該算法使用統(tǒng)計(jì)預(yù)測的方法對未來一段時(shí)間內(nèi)各MAP上的動態(tài)負(fù)載進(jìn)行預(yù)測，能夠?yàn)橐?/p>

7、動終端選取更加合適的MAP。
　　 3)將協(xié)作機(jī)制引入切換過程中，提出了基于協(xié)作分集的切換機(jī)制，從而提供了一種在切換過程中保證服務(wù)質(zhì)量的新方法基于提前切換準(zhǔn)備的切換方式對移動預(yù)測算法的依賴程度過高，其實(shí)際部署效果不佳。本文提出了一種在切換過程中保證服務(wù)質(zhì)量的新思路——基于協(xié)作分集的切換機(jī)制（CDHO 機(jī)制）。CDHO 機(jī)制基于目前大多數(shù)終端具有多模配置能夠進(jìn)行協(xié)作的特性，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的切換過程中借助于WiFi接口組建切換協(xié)作集，在

8、源基站和移動終端之間形成異構(gòu)協(xié)作中繼信道，從而延長了源基站能夠?yàn)橐苿咏K端提供服務(wù)的時(shí)間。在這段延長的時(shí)間內(nèi)，移動終端可以完成切換操作，從而降低了對移動預(yù)測算法的依賴，解決了現(xiàn)有切換管理機(jī)制的問題。
　　 4)從安全性角度出發(fā)，提出了支持跨域無縫切換的快速重認(rèn)證機(jī)制——基于信任傳遞的快速重認(rèn)證機(jī)制（TTR-FR 機(jī)制）
　　 為了對移動終端的跨域無縫切換提供支持，本文提出了TTR-FR 機(jī)制。
　　 TTR-FR