89高级无线通信_AWMC_第5章 移动性管理概述

高级无线移动通信AdvancedWirelessandMobileCommunicationNetworks移动性管理概述胡博[e-mail]宽带网研究中心计算机科学与技术学院网络与交换技术国家重点实验室北京邮电大学22007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心主要内容z移动性管理研究现状z移动性管理概念z移动性分类z移动性管理参考模型z移动性管理研究方法32007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心研究范围无线广域网络GSM,GPRS2.5G3GB3G(E3G)无线局域网络802.11a/g802.11b无线个域网络802.15系列RFID,NFC无线传感器网络无线区域网络802.16802.20802.2242007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心DataRate(Mb/s)IEEE802.16aCoverageArea&MobilityIEEE802.11nIEEE802.15.1BluetoothIEEE802.15.3aLocalAreaIEEE802.15.4ZigbeeMetroArea802.3Ethernet10base-T1000base-T100base-TIEEE802.20IEEE802.11aIEEE802.15.3IEEE802.11gPersonalAreaIEEE802.11b0.010.11101001000WideAreaHighSpeedVehicularRuralVehicularUrbanPedestrianIndoorFixedUrbanPersonalArea2GGSM,CDMA2.5GGPRS3GCDMA2000,UMTSDSLCableModem研究范围52007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心网络、终端和业务的发展z网络、终端和业务三者之间关系的发展变化经历了独立、融合和协同三个阶段。9阶段一：各种网络之间是独立的，特定网络只能部署特定的业务，用户只能使用特定终端访问特定的业务。9阶段二：网络、终端和业务之间广泛的融合，采用以软交换/IMS为核心的下一代网络（NGN），实现了PSTN、移动通信网络、IP网络等各种网络之间的融合与互通，提供独立于底层网络的标准业务。9阶段三：基于泛在网络的协同思想，利用无处不在的各种有线和无线网络的差异性和互补性，将网络中分离的、局部的优势能力与资源进行联合的、有序的整合，为用户提供个性化的服务。62007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心网络、终端和业务的发展72007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心移动性管理技术研究和发展的要求z独立于网络接入技术9移动性管理技术要能够独立于底层网络无线接入方式，实现不同网络间的移动性管理。z与基于IP的核心网络融合9下一代互联网将采用基于分组交换的全IP网络，移动性管理技术应能够与IP技术很好的融合，保证移动性管理的有效性，以及网络协议的兼容性。z独立于IP协议的版本9移动性管理协议应具有良好的适应性，同时支持IPv4和IPv6协议。z控制和传输功能相分离9采用控制平面与承载平面相分离的平面结构，实现有效和灵活的移动性管理，为新技术或业务的引入提供更大的灵活性。z提供位置管理功能9位置管理功能随时跟踪和维护用户或终端的位置信息，支持用户或终端的移动性。位置管理通过特定的位置数据库实现。82007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心移动性管理技术研究和发展的要求z提供用户/终端身份识别机制9移动性管理技术中应规定验证用户/终端在网络或系统中身份的机制，它是移动性管理过程的基础，并可应用到鉴权、授权和计费（AAA）过程中。z与现行安全机制互通9移动性管理技术应规定对用户/终端进行鉴权、授权、计费以及安全保护的机制，并尽可能采用已有的AAA机制。9AAA机制首先决定是否接受用户的连接请求，然后启用与所请求的该用户连接相对应的接入网络配置参数（例如：QoS等级、安全关联等）。z提供用户特性传输机制9当移动终端在不同网络间移动时，能够将与用户当前会话相关的用户特性信息（例如：QoS等级、安全方法、AAA信息、压缩类型等）传输到另一个网络，有助于减少重新建立会话所造成的切换时延。92007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心移动性管理技术研究和发展的要求z与网络内其他移动性管理技术有效互通9对于网络间的移动性管理，可能会涉及与不同类型的移动性管理技术的互通。z位置隐私的管理9用户的位置信息应受到保护，从而避免被未授权的实体获得。9通过移动终端和位置管理功能之间的认证、安全关联以及其他IP安全措施实现。z支持网络移动性9下一代因特网不但要支持节点的移动性，而且需要提供对网络移动性的支持。移动的网络可能是移动中的客车、火车、轮船、飞机等等。102007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心移动性管理技术研究和发展的要求z支持基于位置管理的寻呼9寻呼功能在一个庞大的网络中是必不可少的，它一方面可以节省移动终端的功率消耗，另一方面也可以减少网络中的信令传输，为网络带来很大的可扩展性。z支持无缝业务切换管理功能9实现移动过程中的会话连续性，网络间的移动性管理协议能够支持相应的切换管理，为在不同网络间移动的用户提供平滑的切换。112007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心典型的移动性管理协议122007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心典型的移动性管理协议132007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心移动性管理标准研究现状z国际电信联盟（ITU-T）z欧洲电信标准化组织（ETSI）z第三代移动通信合作伙伴计划（3GPP/3GPP2）z因特网工程任务组（IETF）z电气电子工程师协会（IEEE）z移动无线因特网论坛（MWIF）z开放移动联盟（OMA）142007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心移动性管理标准研究现状152007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心移动性管理概念z移动性（mobility）9移动性是指移动目标（用户或终端）在网络覆盖范围内的移动过程中，网络能持续提供通信服务能力，即指用户的通信和对业务的访问可以不受移动目标位置变化的影响，不受接入技术变化的影响，也即独立于网络接入点的变化。9移动性管理（mobilitymanagement）z“无线”vs“移动”9“无线”强调的是网络的接入方式；9“移动”一方面是指移动目标的行为，另一方面是指网络所支持的通信能力。9无线移动网络162007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心移动性分类172007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心根据移动性支持程度分类z根据不同的移动性支持程度，可分为：无缝移动性和游牧移动性。z无缝移动性中，当用户移动导致网络接入点改变时，不会中断当前的会话，即在移动过程中，需要与网络保持连接。z游牧移动性中，当改变网络接入点时，用户的业务会话将被完全终止，然后重新开始，即在移动过程中，不需要与网络连接。182007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心根据移动性支持程度的分类z无缝移动性与游牧移动性的比较z二者的本质区别在于网络接入点的变化是否影响当前会话的连续性，也即是否支持切换。192007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心漫游（Roaming）vs游牧（Nomadism）z漫游是指用户在移出归属网络（该用户的注册运营商）之后，仍然可以根据其用户属性，使用拜访网络的接入点（可能属于另一个运营商）访问业务的能力。z漫游是从商业运营与计费管理的角度定义，可能涉及不同运营商间协同为用户提供移动信息通信服务。202007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心漫游（Roaming）vs游牧（Nomadism）z漫游与游牧的比较z漫游是一个与游牧非常接近的概念，仅从用户的角度理解，二者在很大程度上是相同的。但是，漫游与游牧在定义的角度、关注点等均不同。212007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心根据移动性支持目标的分类z根据移动性支持的目标，可分为：终端移动性、个人移动性、会话移动性、业务移动性和网络移动性。z终端移动性是指同样的终端设备在移动中或在不同位置使用的场景中的移动性，是终端从不同位置或在移动中访问电信业务的能力，以及网络识别和定位该终端的能力。z个人移动性是指同一用户在不同的位置、改变接入网络或使用不同终端仍能实现信息通信的能力，即用户基于个人标识，用任何终端访问电信业务的能力，以及网络系统在用户相关属性中提供这些业务描述的能力。222007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心根据移动性支持目标的分类z会话移动性是指用户或终端在移动过程中改变网络接入点时仍保持正在进行的会话的能力，即不中断的持续信息通信能力。z业务移动性是指应用于特定业务的移动性，也就是说，无论用户在什么位置，使用何种终端，都可以使用与归属地相同体验的业务的能力。z网络移动性是指一组相互连网的固定或移动节点作为一个整体改变其网络接入点后仍能保持通信的能力。232007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心根据移动性涉及范围的分类z根据移动性涉及的范围9IP领域将移动性分为：宏移动性和微移动性。–宏移动性（Macro-mobility）是指大范围区域上的移动性，通常指跨IP域移动的移动性。也称为全局移动性（GlobalMobility）。–微移动性（Micro-mobility）是指小范围区域上的移动性，通常指同一个IP域内的移动性。也称为局部移动性（LocalMobility）。9电信领域将移动性分为：接入网内移动性、接入网间移动性和网络间移动性。–接入网内移动性、接入网间移动性和网络间移动性分别指同一个接入网内、同一个网络内的不同接入网间，以及不同网络之间的移动性。242007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心根据移动性涉及范围的分类CN3(未来融合的核心网)CN2(IMT家族类型2)CN1(IMT家族类型1)AN1(IMT家族类型1)AN3(802类型，如WLAN)AN3(802类型，如WLAN)AN4(未来出现的新接入网类型)12a2a2b2b333AN3(802类型，如WLAN)2bAN2(IMT家族类型1)AN1(IMT家族类型2)AN2(IMT家族类型2)AN1(IMT家族类型2)AN2(IMT家族类型1)252007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心根据移动性涉及的网络特点的分类z根据移动性管理技术涉及的网络特点，分为：有基础设施网络的移动性管理、无基础设施网络的移动性管理。262007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心移动性管理参考模型z移动性管理的协议参考模型z移动性管理的网络参考模型272007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心移动性管理的协议参考模型282007-10-29北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室宽带网研究中心传送平面的基本功能z传送平面的层次划分和传统互联网协议层次相同，自下而上，包括物理层、链路层、网络层、传输层和应用层。z在传送平面中，除物理层外，其余各层均具有支持移动性的能力和技术，而物理层主要支持移动性管理相关的物理信号检测，用于对移动性管理进行功能和性能的优化。292007-10-29北京邮电大学