移动互联网中的移动性管理——带我们畅游网络与现实

目录/提纲：……
5、HLR向旧VLR发送注销信息
6、旧VLR删除移动终端位置信息并返回确认信息
1、主呼叫移动终端通过LA对应的MSC发起呼叫
5、HLR将此信息转发给呼叫移动终端的MSC
6、呼叫MSC向被呼叫MSC发送呼叫建立请求
1、最佳服务质量，用户只选择QoS最佳的网络
2、最低服务资费，用户选择计费费率最低的网络
3、最大性价比，用户以服务质量与服务资费之比作为选择衡量标准
4、最大带宽，用户以获得最大服务带宽为目标
6、最小功率，用户选择耗电量最小的网络
3、在MB到达D点前，由B发送到的数据分组被丢弃
6、移动终端返回确认信息，路面以及网络行程配置完毕
……
移动互联网中的移动性管理——带我们畅游网络与现实

目录
1 引言 3
2 让信息畅游世界——蜂窝网络中的平行移动 3
2.1 位置管理，PA与LA的博弈 4
2.2 软切换与硬切换，切换管理 6
3 让服务畅游网络——异构网络中的垂直切换 7
3.1 基于移动IP的位置管理，从VLR到LMA 7
3.2 基于IP的切换管理，由水平到垂直 8
4 让移动互联网无所不知——从公交车到GPS 9
4.1 公共交通自组网，移动的无线子网 10
4.2 未来的移动性管理，让移动互联_排我们的网络行程 11
5 结束语 13
5.1 总结与展望 13
5.2 需要进一步研究的问题 13
6 引用及参考书目 14
7 附录（一个简单的最佳LA的算法） 14



移动互联网中的移动性管理——带我们畅游网络与现实


摘要：移动性管理按照网络来划分，可以分为基于蜂窝移动网络的移动性管理以及基于移动IP的异构移动互联网的移动性管理。对这两种网络的位置管理以及切换管理进行了研究，针对其产生的缺点，提出在移动互联网中以公共交通设施为单位，建立内部为无线自组网的无线接入点，并对未来的移动性管理方案进行了展望。
关键词：移动性管理，蜂窝移动网络，异构网络融合，移动子网，未来的移动性管理方案。
1 引言
自1901年伽利尔摩•马可尼(Guglielmo Marchese Marconi)发射的无线电信息成功地穿越大西洋，从英格兰传到加拿大的纽芬兰省以来，整整一个世纪的时间，无线技术自电报至语音、由语音到数据，一步步使通信逐渐脱离了线缆的局限，任何人在任何时问、任何地方可以任何方式实现任何类型的通信的理想蓝图也逐渐清晰了起来。
……（新文秘网https://www.wm114.cn省略1178字，正式会员可完整阅读）……　
置与用户的身份唯一绑定，所有指向该用户的呼叫都被路由至此位置，而在移动蜂窝网络中，用户的位置随时都有可能改变（如图2所示），这就要求将位置与用户身份的剥离，或者说，建立一个基于每个用户的动态数据库，系统通过一定的方式定时更新数据库。当呼叫到来时，根据当前数据库中的位置信息，即可进行准确寻呼。




在蜂窝移动网络中，位置管理通过基于HLR（Home Location Register）以及VLR(Visit Location Register)的双层数据库实现。每个移动终端都通过SIM卡唯一绑定一个HLR,而当移动终端处于对应的HLR的覆盖范围之外时，被访问网络的VLR通过终端身份确定HLR地址，从而在VLR中存储用户信息，在HLR中更新当前VLR地址，从而完成位置更新，在实际操作中，为了防止HLR以及VLR频繁更新使频带利用率降低，一般VLR与蜂窝网络并不采用一一对应的关系，而是将多个蜂窝网络并为一个位置域LA（Location Area），当移动终端在同一LA中移动时，VLR与HLR不予响应，当终端进入另外一个LA时，其更新过程如下【2】

1、 移动终端进入新的LA并向对应BS(Base Station)发送位置更新信息。
2、 BS将该信息转发给对应的MSC(Mobile Switching Center)，MSC对与之对应的VLR进行登记。
3、 VLR更新移动终端的位置，由于新的LA对应新的VLR,其根据移动终端的移动标识号（Mobile Identification Number）确定它的HLR地址并向该HLR发送位置更新信息。
4、 HLR核实移动终端的身份并更新VLR地址，返回给新VLR确认信息
5、 HLR向旧VLR发送注销信息。
6、 旧VLR删除移动终端位置信息并返回确认信息。
显然，当LA所覆盖的蜂窝网络越多，由位置更新对系统带来的负荷越小，然而在自然界系统中，单向增加系统某项参数即可无限制改善系统性能的情况是不可能存在的，一般而言，系统中都会有另外一项参数来制约性能的改善，在蜂窝移动通信系统中，这个参数即寻呼过程带来的时延以及开销。下面我们就寻呼过程作一下简要的介绍：【2】


1、 主呼叫移动终端通过LA对应的MSC发起呼叫。
2、 MSC通过GTT(Global Title Translation)来确定被呼叫移动终端的HLR地址，并向HLR发送位置请求信息。
3、 HLR确定被呼叫移动终端的VLR,并向VLR发送路由请求信息，该VLR将该信息转发给MSC。
4、 MSC给被呼叫移动终端分配一个TLDN（Temporary Location Directory Number）,并将其连同确认信息返回给HLR。
5、 HLR将此信息转发给呼叫移动终端的MSC。
6、 呼叫MSC向被呼叫MSC发送呼叫建立请求。
可以看出，当呼叫到来时，由于每个MSC对应的LA中包含多个蜂窝网络，系统需要对所有的网络进行广播以确定移动终端的准确位置，换言之，LA覆盖范围越广，寻呼所需的时延以及开销越大。通常，我们将系统对移动终端进行广播查找的区域称为寻呼域PA（Paging Area），评价一个位置管理系统的优劣主要通过对比其更新消息开销、更新时延、寻呼信令开销、寻呼时延。可以看出，在一个蜂窝移动通信系统中，系统性能优化通过位置更新与位置查找间的博弈实现。
2.2 软切换与硬切换，切换管理
通过HLR以及VLR双层数据库交互配合，移动终端得以在本地蜂窝网络覆盖之外实现即时通信与数据传送，然而通信会话连续性要求对于移动终端移动过程中通话质量、切换前以及切换后数据进行更加细腻的评估以及处理，这些都要依靠切换管理来实现。
切换管理实现终端或用户移动过程中、网络接入点变化时通信会话的连续性，即通过一定的方式将整个通信会话由一个接入点迁移至另一个接入点之上。切换控制主要包括三个功能：切换准则、切换控制方式以及切换时相关资源的分配。
在蜂窝移动通信网络中，切换是基于移动终端接收到的信号强度、新小区的有效资源来确定是否切换，如果信号强度降低到预先设定的某一门限值时启动切换，从而改变接入点，同时更新用户连接的路由。在网络控制切换NCHO (network-controlled handoff)或移动台辅助切换MAHO(mobile-assisted handoff)时，由网络确定切换；在移动台控制切换MCHO (mobile-controlled handoff)时，移动终端自己测量信号强度，进而做出切换决策。
在执行切换时， 可以通过移动终端(手机)先暂时断开与原基站联系的信道，移动台自动向新的频率调谐，与新的基站建立联系，建立新的信道，从而完成切换的过程。这种切换方式称为硬切换（Hard Hand-Off）在断开与当前基站的连接时，而又没有切换到新的小区时可能会掉线影响使用者的正常通信。与之对应，软切换（Soft Hand-Off）中，移动用户与原基站和新基站都保持通信链路，只有当移动台在目标基站的小区建立稳定通信后，才断开与原基站的联系，可有效提高切换可靠性。
通过这些处理，传统的蜂窝移动通信系统得以提供不间断的、通话质量相对稳定的通信服务，然而，这还远远不够。
3 让服务畅游网络——异构网络中的垂直切换
移动终端性能以及数据通信速率的飞速发展使得人们对于新一代通信服务的期待日益增高，单薄的移动通信网络已经难以负荷如此庞大的需求，与此同时，各种无线通信网络以及计算机网络针对不同的业务特性平行发展，其使用的场景各有偏重，彼此间相互补充，难以相互替代【3】，而由于蜂窝网络的位置更新依靠HLR以及VLR数据库配合通过在数据链路层更改链路实现，拥有不同覆盖范围、接入速率、容量、移动性的各种异构接入网难以融入到现有网络中。随着IP技术的不断发展及其应用领域的拓展，人们逐渐认识到基于IP集成的无线多接入系统体现了传统的移动通信网络、新兴的多接入技术和开放的IP技术相结合的网络发展趋势。【4】这些围绕IP技术的异构网络，通过将自己原有的业务特性以及应用场景 ……（未完，全文共13905字，当前仅显示3307字，请阅读下面提示信息。收藏《移动互联网中的移动性管理——带我们畅游网络与现实》）