论文题目: 移动IP中的移动管理研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 信号与信息处理
作者: 李伟征
导师: 胡爱群
关键词: 移动,蜂窝网络,移动性管理,分布式位置管理,无线局域网,平滑切换
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着社会的发展和科学技术的进步,人们对于个人通信的需求也越来越强烈,移动IP(Mobile IP)作为Internet的移动性支持技术,具备了利用各种可能的网络技术,以实现任何人在任何时间、任何地点与任何人进行任何种类信息交换的个人通信的目的,目前移动IP技术正成为IETF和ITU-T两大国际标准化组织的研究和关注焦点,存在着广阔的应用前景。作为一种移动性管理技术,目前移动IP存在多个亟待解决的问题:第一,对多种不同的无线接入技术的支持是下一代无线/移动网络的重要特征之一,因此在下一代无线/移动中需要提供一种能够支持多种无线接入网之间互联互通的通用接入基础平台,而IP技术被认为是实现这一平台最佳技术之一,因而下一代无线/移动网络中结合移动IP的移动管理方案是一个值得深入研究的问题;第二,集中式的移动管理方案具有实现简单、维护容易的优点,但其缺点也不容忽视,即区域中移动管理实体的单点故障会造成整个区域移动管理的灾难性后果。而分布式移动管理方案克服了集中式方案的上述缺点,采用多个区域移动管理实体实现分布式区域移动管理,从而提高了网络的稳健性。分布式移动管理方案很灵活,但是增加了实现的难度和各个管理实体之间联系的开销。它同按移动用户在不同时间、不同的移动和呼叫特征作自适应的动态调整的动态移动管理方案一起都是无线/移动网络中移动性管理方案的发展方向;第三,无线局域网是目前无线/移动网络中一种主要的无线接入技术,可以提供较高的网络速率和带宽,所以在一些热点区域和场合得到了广泛的应用。而IPv6是未来互联网的发展趋势,因此如何在无线局域网中提供对IPv6的移动性支持需要进行深入研究。针对上述问题,本文着重在以下方面开展了研究工作,并取得了相应的研究成果:(1)提出了下一代全IP无线/移动网络中基于移动IP的移动管理模型。由于各种无线接入技术的发展,移动用户在这些异构网络之间漫游的要求越来越迫切,而网络层的移动管理方案由于不依赖低层的无线接入技术,可以应用于各种有线和无线网络中,为此本文提出了下一代无线/移动网络中基于移动IP的移动管理模型,支持移动终端在异构网之间的无缝漫游和切换。(2)提出了区域注册移动IP中一种分布式位置管理方案。该方案基于区域网络逻辑上分层的结构特点,提出了在流量负载不超出一定流量门限的前提下,为移动节点选取不同层次上的外地代理FA作为网关外地代理GFA。通过对一种区域网络模型的研究,分析了不同层次上的FA作为GFA时的信令开销,并通过仿真计算得出了采用分布式位置管理方案时区域注册移动IP信令开销的数值结果。通过分析比较说明该方案相比于区域注册移动IP而言,可以节约10%以上的信令开销,并将有效流量分配由多个GFA承担,当某个GFA失效时将不会影响其它GFA工作,提高了网络的稳健性。(3)提出了IEEE 802.11无线局域网中,结合移动IP低延迟切换策略的平滑切换机制SHMTW。该机制缩减了不适用于无线局域网的链路层触发,结合已有的减少链路层、网络层切换时延的手段和代理缓存技术,在实现平滑切换的基础上,进一步减少了切换时延,更好地接近无缝切换的要求。仿真实验表明,该机制不仅有效降低了切换过程中丢包的发生,同时也减少了平均500ms以上的切换时延,使TCP的有效吞吐量提高了70%左右,极大地改善无线局域网中站点的切换性能。(4)在IEEE 802.11无线局域网的基础上对移动IPv6及其两种扩展方案—分层的HMIPv6和快速切换的FMIPv6的性能进行了研究,包括信令开销、切换时延和丢包数等进行了深入地分析和比较,说明了在无线局域网的基础上,HMIPv6和FMIPv6相比于MIPv6在性能上都取得了一定的改善,阐述了影响HMIPv6和FMIPv6在无线局域网中应用性能的因素,并概括了无线局域网中IPv6移动性协议的发展和改进方向。
论文目录:
摘要
Abstract
目录
图索引
表索引
缩略语
第一章 绪论
1.1 移动ＩＰ的产生
1.2 移动ＩＰ及相关协议的研究现状
1.2.1 移动ＩＰ及其相关协议
1.2.2 斯坦福大学的研究工作
1.2.3 赖斯大学的研究工作
1.2.4 新加坡国立大学的研究工作
1.2.5 芬兰赫尔辛基技术大学的研究工作
1.2.6 西安电子科技大学的研究工作
1.2.7 世界上各大公司的研究成果
1.3 移动ＩＰ存在的问题
1.4 本文的研究内容与组织结构
第二章 蜂窝移动通信中移动管理概述
2.1 引言
2.2 蜂窝移动通信中的蜂窝技术
2.3 蜂窝移动通信中的移动管理策略
2.3.1 蜂窝移动通信中的位置管理
2.3.2 蜂窝移动通信中的切换管理
2.4 本章小结
第三章 下一代无线／移动网络中移动管理方案
3.1 引言
3.2 下一代无线／移动网络中移动管理
3.3 网络层（Ｌ３）解决方案
3.3.1 宏观移动协议
3.3.2 微观移动协议
3.4 链路层（Ｌ２）解决方案
3.4.1 Ｌ２移动管理方案中位置管理
3.4.2 Ｌ２解决方案中切换管理
3.5 跨层（Ｌ３＋Ｌ２）解决方案
3.5.1 Ｓ－ＭＩＰ
3.6 下一代无线／移动网络中的移动性管理模型
3.7 本章小结
第四章 区域注册移动ＩＰ中的分布式位置管理方案
4.1 引言
4.2 区域注册移动ＩＰ协议概述
4.3 区域注册移动ＩＰ中的分布式位置管理方案
4.4 区域注册移动ＩＰ中分布式位置管理方案性能分析
4.4.1 位置更新注册开销
4.4.2 分组发送开销
4.5 数值计算与结果分析
4.5.1 用户驻留时间服从同一分布
4.5.2 用户驻留时间服从不同分布
4.5.3 用户分组到达率服从同一分布
4.5.4 用户分组到达率服从不同分布
4.5.5 用户平均驻留时间变化
4.5.6 结果分析
4.6 本章小结
第五章 移动ＩＰ中低延迟切换技术研究
5.1 引言
5.2 802.11Ｗ ＷＬＡＮ的具体切换过程
5.3 802.11Ｗ ＷＬＡＮ的平滑切换机制
5.3.1 减少ＭＡＣ切换时延的策略
5.3.2 减少网络层切换时延的策略
5.3.3 基于隧道的平滑切换机制
5.4 仿真和结果分析
5.5 本章小结
第六章 基于无线局域网的ＩＰＶ６移动性支持协议性能研究
6.1 引言
6.2 移动行为模型
6.2.1 报文流量模型
6.2.2 ＭＨ的移动行为模型
6.3 性能分析
6.3.1 信令开销
6.3.2 切换延迟、丢包和缓存
6.4 信令开销函数
6.4.1 ＭＩＰｖ６的信令开销
6.4.2 ＭＩＰｖ６的切换时延和丢包
6.4.3 ＨＭＩＰｖ６的信令开销
6.4.4 ＨＭＩＰｖ６的切换时延和丢包
6.4.5 ＦＭＩＰｖ６的信令开销
6.4.6 ＦＭＩＰｖ６的切换延迟和丢包
6.5 数值计算与结果分析
6.5.1 ＭＮ移动模式的影响
6.5.2 CN 和 MN之间距离的影响
6.5.3 ＦＢＵ发送和Ｌ２－ＬＤ触发之间的延迟的影响
6.5.4 地址确认延迟的影响
6.6 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本论文已取得的研究成果
7.2 可以进一步研究的问题
参考文献
致谢
攻读博士期间发表、已录用和已投出的文章
发布时间: 2007-06-11
参考文献
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