移動互聯(lián)網(wǎng)中的移動性管理——帶我們暢游網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)實(shí)

目錄/提綱：……
5、HLR向舊VLR發(fā)送注銷信息
6、舊VLR刪除移動終端位置信息并返回確認(rèn)信息
1、主呼叫移動終端通過LA對應(yīng)的MSC發(fā)起呼叫
5、HLR將此信息轉(zhuǎn)發(fā)給呼叫移動終端的MSC
6、呼叫MSC向被呼叫MSC發(fā)送呼叫建立請求
1、最佳服務(wù)質(zhì)量，用戶只選擇QoS最佳的網(wǎng)絡(luò)
2、最低服務(wù)資費(fèi)，用戶選擇計費(fèi)費(fèi)率最低的網(wǎng)絡(luò)
3、最大性價比，用戶以服務(wù)質(zhì)量與服務(wù)資費(fèi)之比作為選擇衡量標(biāo)準(zhǔn)
4、最大帶寬，用戶以獲得最大服務(wù)帶寬為目標(biāo)
6、最小功率，用戶選擇耗電量最小的網(wǎng)絡(luò)
3、在MB到達(dá)D點(diǎn)前，由B發(fā)送到的數(shù)據(jù)分組被丟棄
6、移動終端返回確認(rèn)信息，路面以及網(wǎng)絡(luò)行程配置完畢
……
移動互聯(lián)網(wǎng)中的移動性管理——帶我們暢游網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)實(shí)

目錄
1 引言 3
2 讓信息暢游世界——蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的平行移動 3
2.1 位置管理，PA與LA的博弈 4
2.2 軟切換與硬切換，切換管理 6
3 讓服務(wù)暢游網(wǎng)絡(luò)——異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的垂直切換 7
3.1 基于移動IP的位置管理，從VLR到LMA 7
3.2 基于IP的切換管理，由水平到垂直 8
4 讓移動互聯(lián)網(wǎng)無所不知——從公交車到GPS 9
4.1 公共交通自組網(wǎng)，移動的無線子網(wǎng) 10
4.2 未來的移動性管理，讓移動互聯(lián)_排我們的網(wǎng)絡(luò)行程 11
5 結(jié)束語 13
5.1 總結(jié)與展望 13
5.2 需要進(jìn)一步研究的問題 13
6 引用及參考書目 14
7 附錄（一個簡單的最佳LA的算法） 14



移動互聯(lián)網(wǎng)中的移動性管理——帶我們暢游網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)實(shí)


摘要：移動性管理按照網(wǎng)絡(luò)來劃分，可以分為基于蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)的移動性管理以及基于移動IP的異構(gòu)移動互聯(lián)網(wǎng)的移動性管理。對這兩種網(wǎng)絡(luò)的位置管理以及切換管理進(jìn)行了研究，針對其產(chǎn)生的缺點(diǎn)，提出在移動互聯(lián)網(wǎng)中以公共交通設(shè)施為單位，建立內(nèi)部為無線自組網(wǎng)的無線接入點(diǎn)，并對未來的移動性管理方案進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞：移動性管理，蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合，移動子網(wǎng)，未來的移動性管理方案。
1 引言
自1901年伽利爾摩•馬可尼(Guglielmo Marchese Marconi)發(fā)射的無線電信息成功地穿越大西洋，從英格蘭傳到加拿大的紐芬蘭省以來，整整一個世紀(jì)的時間，無線技術(shù)自電報至語音、由語音到數(shù)據(jù)，一步步使通信逐漸脫離了線纜的局限，任何人在任何時問、任何地方可以任何方式實(shí)現(xiàn)任何類型的通信的理想藍(lán)圖也逐漸清晰了起來。
……（新文秘網(wǎng)http://jey722.cn省略1178字，正式會員可完整閱讀）……　
置與用戶的身份唯一綁定，所有指向該用戶的呼叫都被路由至此位置，而在移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，用戶的位置隨時都有可能改變（如圖2所示），這就要求將位置與用戶身份的剝離，或者說，建立一個基于每個用戶的動態(tài)數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)通過一定的方式定時更新數(shù)據(jù)庫。當(dāng)呼叫到來時，根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中的位置信息，即可進(jìn)行準(zhǔn)確尋呼。




在蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)中，位置管理通過基于HLR（Home Location Register）以及VLR(Visit Location Register)的雙層數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)。每個移動終端都通過SIM卡唯一綁定一個HLR,而當(dāng)移動終端處于對應(yīng)的HLR的覆蓋范圍之外時，被訪問網(wǎng)絡(luò)的VLR通過終端身份確定HLR地址，從而在VLR中存儲用戶信息，在HLR中更新當(dāng)前VLR地址，從而完成位置更新，在實(shí)際操作中，為了防止HLR以及VLR頻繁更新使頻帶利用率降低，一般VLR與蜂窩網(wǎng)絡(luò)并不采用一一對應(yīng)的關(guān)系，而是將多個蜂窩網(wǎng)絡(luò)并為一個位置域LA（Location Area），當(dāng)移動終端在同一LA中移動時，VLR與HLR不予響應(yīng)，當(dāng)終端進(jìn)入另外一個LA時，其更新過程如下【2】

1、 移動終端進(jìn)入新的LA并向?qū)?yīng)BS(Base Station)發(fā)送位置更新信息。
2、 BS將該信息轉(zhuǎn)發(fā)給對應(yīng)的MSC(Mobile Switching Center)，MSC對與之對應(yīng)的VLR進(jìn)行登記。
3、 VLR更新移動終端的位置，由于新的LA對應(yīng)新的VLR,其根據(jù)移動終端的移動標(biāo)識號（Mobile Identification Number）確定它的HLR地址并向該HLR發(fā)送位置更新信息。
4、 HLR核實(shí)移動終端的身份并更新VLR地址，返回給新VLR確認(rèn)信息
5、 HLR向舊VLR發(fā)送注銷信息。
6、 舊VLR刪除移動終端位置信息并返回確認(rèn)信息。
顯然，當(dāng)LA所覆蓋的蜂窩網(wǎng)絡(luò)越多，由位置更新對系統(tǒng)帶來的負(fù)荷越小，然而在自然界系統(tǒng)中，單向增加系統(tǒng)某項(xiàng)參數(shù)即可無限制改善系統(tǒng)性能的情況是不可能存在的，一般而言，系統(tǒng)中都會有另外一項(xiàng)參數(shù)來制約性能的改善，在蜂窩移動通信系統(tǒng)中，這個參數(shù)即尋呼過程帶來的時延以及開銷。下面我們就尋呼過程作一下簡要的介紹：【2】


1、 主呼叫移動終端通過LA對應(yīng)的MSC發(fā)起呼叫。
2、 MSC通過GTT(Global Title Translation)來確定被呼叫移動終端的HLR地址，并向HLR發(fā)送位置請求信息。
3、 HLR確定被呼叫移動終端的VLR,并向VLR發(fā)送路由請求信息，該VLR將該信息轉(zhuǎn)發(fā)給MSC。
4、 MSC給被呼叫移動終端分配一個TLDN（Temporary Location Directory Number）,并將其連同確認(rèn)信息返回給HLR。
5、 HLR將此信息轉(zhuǎn)發(fā)給呼叫移動終端的MSC。
6、 呼叫MSC向被呼叫MSC發(fā)送呼叫建立請求。
可以看出，當(dāng)呼叫到來時，由于每個MSC對應(yīng)的LA中包含多個蜂窩網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)需要對所有的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播以確定移動終端的準(zhǔn)確位置，換言之，LA覆蓋范圍越廣，尋呼所需的時延以及開銷越大。通常，我們將系統(tǒng)對移動終端進(jìn)行廣播查找的區(qū)域稱為尋呼域PA（Paging Area），評價一個位置管理系統(tǒng)的優(yōu)劣主要通過對比其更新消息開銷、更新時延、尋呼信令開銷、尋呼時延。可以看出，在一個蜂窩移動通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)性能優(yōu)化通過位置更新與位置查找間的博弈實(shí)現(xiàn)。
2.2 軟切換與硬切換，切換管理
通過HLR以及VLR雙層數(shù)據(jù)庫交互配合，移動終端得以在本地蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋之外實(shí)現(xiàn)即時通信與數(shù)據(jù)傳送，然而通信會話連續(xù)性要求對于移動終端移動過程中通話質(zhì)量、切換前以及切換后數(shù)據(jù)進(jìn)行更加細(xì)膩的評估以及處理，這些都要依靠切換管理來實(shí)現(xiàn)。
切換管理實(shí)現(xiàn)終端或用戶移動過程中、網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)變化時通信會話的連續(xù)性，即通過一定的方式將整個通信會話由一個接入點(diǎn)遷移至另一個接入點(diǎn)之上。切換控制主要包括三個功能：切換準(zhǔn)則、切換控制方式以及切換時相關(guān)資源的分配。
在蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)中，切換是基于移動終端接收到的信號強(qiáng)度、新小區(qū)的有效資源來確定是否切換，如果信號強(qiáng)度降低到預(yù)先設(shè)定的某一門限值時啟動切換，從而改變接入點(diǎn)，同時更新用戶連接的路由。在網(wǎng)絡(luò)控制切換NCHO (network-controlled handoff)或移動臺輔助切換MAHO(mobile-assisted handoff)時，由網(wǎng)絡(luò)確定切換；在移動臺控制切換MCHO (mobile-controlled handoff)時，移動終端自己測量信號強(qiáng)度，進(jìn)而做出切換決策。
在執(zhí)行切換時， 可以通過移動終端(手機(jī))先暫時斷開與原基站聯(lián)系的信道，移動臺自動向新的頻率調(diào)諧，與新的基站建立聯(lián)系，建立新的信道，從而完成切換的過程。這種切換方式稱為硬切換（Hard Hand-Off）在斷開與當(dāng)前基站的連接時，而又沒有切換到新的小區(qū)時可能會掉線影響使用者的正常通信。與之對應(yīng)，軟切換（Soft Hand-Off）中，移動用戶與原基站和新基站都保持通信鏈路，只有當(dāng)移動臺在目標(biāo)基站的小區(qū)建立穩(wěn)定通信后，才斷開與原基站的聯(lián)系，可有效提高切換可靠性。
通過這些處理，傳統(tǒng)的蜂窩移動通信系統(tǒng)得以提供不間斷的、通話質(zhì)量相對穩(wěn)定的通信服務(wù)，然而，這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
3 讓服務(wù)暢游網(wǎng)絡(luò)——異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的垂直切換
移動終端性能以及數(shù)據(jù)通信速率的飛速發(fā)展使得人們對于新一代通信服務(wù)的期待日益增高，單薄的移動通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)難以負(fù)荷如此龐大的需求，與此同時，各種無線通信網(wǎng)絡(luò)以及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)針對不同的業(yè)務(wù)特性平行發(fā)展，其使用的場景各有偏重，彼此間相互補(bǔ)充，難以相互替代【3】，而由于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的位置更新依靠HLR以及VLR數(shù)據(jù)庫配合通過在數(shù)據(jù)鏈路層更改鏈路實(shí)現(xiàn)，擁有不同覆蓋范圍、接入速率、容量、移動性的各種異構(gòu)接入網(wǎng)難以融入到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中。隨著IP技術(shù)的不斷發(fā)展及其應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，人們逐漸認(rèn)識到基于IP集成的無線多接入系統(tǒng)體現(xiàn)了傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡(luò)、新興的多接入技術(shù)和開放的IP技術(shù)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢�！�4】這些圍繞IP技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，通過將自己原有的業(yè)務(wù)特性以及應(yīng)用場景 ……（未完，全文共13905字，當(dāng)前僅顯示3307字，請閱讀下面提示信息。收藏《移動互聯(lián)網(wǎng)中的移動性管理——帶我們暢游網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)實(shí)》）