移动性管理

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移动性管理(Mobile Management,MM)

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什么是移动性管理

  移动性管理即是对移动终端位置信息、安全性以及业务连续性方面的管理,努力使终端与网络的联系状态达到最佳,进而为各种网络服务的应用提供保证。

移动性管理的内容[1]

  移动性管理的目的是为终端和业务提供移动性,使用户与网络的联系达到最佳状态,其中主要包括位置管理和切换管理两个方面。

  1.位置管理

Image:位置管理.png

  位置管理如图l所示,包括两个阶段:a)使得网络在呼叫到来时,能够找到被叫用户的附着点,这通过用户的周期性位置注册、更新来实现。在这个过程中用户周期性的向网络通报接入点的位置,并由网络对用户和设备进行鉴权并更新用户的位置信息。以GPRS为例,包括小区选择、鉴权加密、GPRS附着、小区更新、路由区更新等,目的是为移动台提供小区选择和PLMN选择的机制,使网络能够知道处于待命状态下的移动台当前所处的路由区,以及处于就绪状态下的移动台当前所处的小区。b)网络在呼叫到来时,查询用户的位置信息,得到被叫用户的当前确切位置进行呼叫。

  现有的位置管理技术包括数据库结构的设计(HLR),不同网络元素之问的信令交互(协议)等。其中,位置管理协议处理用户在数据库的查询、存储以及寻呼信号的发送。协议的独立性很大,可以用在很多无线网络。例如GSM和UMTS空闲模式下的位置管理程序是很类似的,由核心网完成空闲模式的位置管理,并分别限制在位置区和路由区层次上。在呼叫到来时,由网络向整个位置区或路由区发送寻呼请求。

  2.切换管理

Image:切换管理.png

  切换管理如图2所示,允许终端在改变网络接入点时仍然保持其正在进行的连接,主要包括_一个步骤:第一,切换的初始化,用户或者网络根据资源的状况决定进行切换;第二,新链接的建立,网络必须给终端分配新的资源,并进行路由操作;第三,数据流控制,将旧链接中的数据传递到新的链接中,保持服务质量。在新链接建立过程中有移动台控制切换(MCHO)、网络控制切换(NCH0)、移动台辅助切换(MAHO)三种方式。其中,MAHO是通过移动台测量通信链路,而由网络控制切换,在切换过程中移动台和网络同时参与切换,移动台负责测量,网络负责判决,目前的GSM及CDMA系统均采用这种切换控制方式。

  切换管理依赖于具体的接入技术、路由协议以及系统的特性,不同系统问通用的可能性不大,如GSM和UMTS在连接模式下的切换管理截然不同。

移动性管理新需求

  1)支持泛在、异构的自组织、自适应移动性管理

  多种无线接入技术共同构成泛在、异构的网络环境。异构性体现在网络结构、接口协议、AAA和QoS等控制技术,覆盖范围、数据速率、移动性支持能力等各种特性,以及业务提供方式和能力等。泛在性不仅是指无处不在的多种接入方式,更需要这些异类技术间的融合与协同,体现在接入方式、终端、业务等各个层面。从网络体系结构层面,各种异构网络之间的关系将由融合发展为协同;从业务层面,以用户为中心的、注重融合与协同的、组件化的、开放的、分布式体系结构正在成为主流的业务生成和提供模式:从终端接入层面,以感知无线电技术为基础的、具有感知和重配置能力的可重构终端技术成为新的研究热点,以应对复杂的异构无线环境的变化。

  支持泛在、异构的移动性管理技术应独立于底层接入技术,并具有可扩展性,能够兼容现有的及未来可能出现的新型无线接入技术,支持用户跨接入技术、跨运营商、跨服务提供商的移动和漫游。为了提供这种通用性和兼容性,移动性管理技术必须具有自组织、自适应的特性,并结合主动、可感知、可重构等泛在网络的关键特征,针对异构性的各个侧面,从安全机制、位置管理、切换控制、互操作控制等各个关键技术角度进行有效的感知、控制、映射和适配,从而成为泛在网络中必不可少的有机组成部分,为用户提供真正的泛在服务。

  2)多目标、多维度、多粒度移动性的有机结合

  未来的移动性管理技术需要支持的移动性目标是多样化的。目前,支持终端移动性、子网移动性等低层移动性的技术相对比较成熟,支持个人移动性、会话移动性、业务移动性等高层移动性的技术研究尚处于初期。同时,支持不同移动性目标的技术方案常常就某种移动性目标的某个局部侧面寻求解决方案,缺乏对多种移动性目标的全面理解和总体把握。因此,在未来的移动性管理技术研究中,还需要进一步深入展开对高层移动性支持技术的研究,同时,寻求各种移动性目标的有机结合,避免局部、片面的解决方案。

  同时,移动性也将是多维度的。无论在因特网研究领域还是电信网研究领域,均有根据不同支持范围所划分的多维度的移动性,例如,IETF所定义的微移动性/宏移动性、链路内移动性/局部移动性/全局移动性、rrU—T所定义的接入网内移动性/接入网间移动性/网络间移动性等,并且,分别有不同的技术用于支持不同维度的移动性。而未来支持泛在、异构的移动性管理技术,需要将多维度的移动性支持有机结合,以实现移动性管理效率与可扩展性的统一。

  另外,移动性还会是多粒度的,例如,垂直切换的研究中,其切换粒度是网络接口级的,局限于同一时刻只能使用惟一的网络接口,不利于网络资源,尤其是有限的无线网络资源的有效利用。因此,可以将应用的数据拆分成多个数据流,允许同时使用多个可用的网络接口进行数据传输。这样,垂直切换管理变成了连接管理,切换的粒度由网络接口级变成了更加细化的数据流级。因此,未来支持泛在、异构的移动性管理技术应能实现对多粒度移动性的自适应支持。

参考文献

  1. 张万强,李东璃等.无线网络中的移动性管理[J].电信快报:网络与通信.2006,9
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