基于移动SIP的终端移动性管理研究

论文摘要

下一代无线网络（NGWN）预期是由多个异构无线接入网络组成,并对多模移动终端提供始终最佳连接服务。为实现这一目标,一个重要的问题就是如何支持用户终端设备跨越异构无线网络实现无缝漫游。目前,IETF、3GPP等国际化标准组织提出了一些运行在不同层次的移动性管理解决方案,如网络层的移动IP协议,传输层的移动流控制传输协议mSCTP和应用层的SIP协议等等。在这些解决方案中,SIP因为具有良好的可扩展性、灵活性和真正实现端到端的移动性管理机制而被认为是下一代无线网络中最具有吸引力的候选方案。而且,SIP被3GPP采纳作为IP多媒体子系统（IMS）的会话控制信令协议,具有广阔的应用空间和诱人的发展前景。SIP是一种重要的用于在下一代异构无线网络中支持无缝移动的应用层移动性管理协议,能够支持包括个人移动性、会话移动性、业务移动性和终端移动性在内的多种目标移动性,具有支持媒体流端到端的高效传输,没有三角路由和IP隧道封装等问题,简单、灵活、易扩展等诸多优点。但是传统SIP终端移动性架构切换机制也存在较大的延迟和丢包率,这对时延敏感和具有严格QoS要求的VoIP或视频流等IP多媒体应用都是无法接受的。论文深入研究了移动SIP技术,分析了产生上述问题的根本原因和影响因素,并针对性的提出了一种改进的基于应用层锚移代理（AMP）的SIP终端移动性架构。该架构通过建立异构无线网络环境中的锚域移动性管理模型设计了一钟针对多模终端的移动性管理方案,支持多模终端在下一代无线网络中的快速软切换。通过数学建模和仿真分析结果表明,SIP-AMP方案能一定程度上改善切换性能。为实现SIP-AMP方案在下一代网（NGN）中的快速实施和部署,论文还给出了一种基于边界会话控制设备（Session Border Controller,SBC）的快速实施方法,并使用自主开发的SBC和SIP测试软终端ePhone程序在实验室环境中搭建了一个仿真实验系统,并在该系统上进行了垂直切换仿真实验和测试。最后通过对比分析说明了基于SIP-AMP的移动性管理方案在远距离通信等应用场景下比传统移动SIP方案具有更好的垂直切换性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 异构无线网络中的移动性管理
• 1.2 移动 SIP 技术的研究现状
• 1.3 本文主要内容及章节安排
• 2 移动SIP 技术
• 2.1 移动 SIP 技术简介
• 2.2 SIP 终端移动性问题分析
• 2.3 本章小结
• 3 基于SIP-AMP 的终端移动性管理方案
• 3.1 AMP 基本架构
• 3.2 基于 AMP 的接入点协商
• 3.3 基于 AMP 的快速软切换
• 3.4 本章小结
• 4 SIP-AMP 方案的性能分析和系统仿真
• 4.1 SIP-AMP 方案切换性能分析
• 4.2 基于 SBC 的 SIP-AMP 仿真实验系统
• 4.3 系统仿真和性能分析
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间参与的科研项目