下一代移動通信系統(tǒng)中的移動性管理機制研究.pdf

1、移動性管理機制是實現下一代移動通信系統(tǒng)泛在接入、無縫漫游這一目標的關鍵性支撐技術。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質量業(yè)務的普及，下一代移動通信系統(tǒng)對移動性管理機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)切換參數配置方式已無法適應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）機制作為一種鏈路層切換參數動態(tài)優(yōu)化技術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)化機制仍然存在著一些問題，需要進一步的優(yōu)化。其次，在切換過程中提供服務質量保證是移動性管理機制的重要任務。然而，目前基于提前切換準備的服務質量保證機制對移動預測算法的依賴程度過高，這嚴重影響了這類方案的實際使用效果。因此，需要進一步研究并提出新

3、的解決方案來繼續(xù)優(yōu)化切換過程中的服務質量。最后，安全接入機制對實現無縫快速切換至關重要，然而目前卻沒有好的跨域快速認證機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、服務質量以及安全性三個方面對移動性管理機制提出了新的要求。本文將從這三個方面對下一代移動性管理機制進行深入研究。論文主要貢獻如下：
　　 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自優(yōu)化機制和基于多RLF 區(qū)域識別

4、的切換參數自優(yōu)化機制普通MRO 機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，當基站間存在多個切換失敗易發(fā)區(qū)域時，普通MRO 機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)化機制，在MRO 過程中對基站間不同的切換失敗易發(fā)區(qū)域進行識別，并針對它們維護不同的鏈路層切換參數，從而解決了

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

6、亂，并造成公平性的問題。因此，本文提出了一種網絡端控制的MAP選擇機制——基于DHCPv6的MAP選擇方案（DH-MAP 方案）。
　　 DH-MAP 方案使用DHCPv6服務器統(tǒng)一實現MAP的分配，保證了對域內MAP選擇結果的控制，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)計預測的方法對未來一段時間內各MAP上的動態(tài)負載進行預測，能夠為移

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

8、源基站和移動終端之間形成異構協作中繼信道，從而延長了源基站能夠為移動終端提供服務的時間。在這段延長的時間內，移動終端可以完成切換操作，從而降低了對移動預測算法的依賴，解決了現有切換管理機制的問題。
　　 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證機制——基于信任傳遞的快速重認證機制（TTR-FR 機制）
　　 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 機制。
　　 TTR-FR