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过去的三十年,人们见证了Internet与移动通信的飞速发展。计算机和互联网技术的发展让地球村不再是幻想,而移动通信的应用与普及则让人们对随时随地通信更加期待。基于IEEE 802.16e标准的移动WiMAX技术推动了全球移动宽带无线接入的发展。其中,切换管理是影响移动WiMAX网络性能的关键因素之一,同时新的移动与组网模式也对其产生了更高的要求,但是相关的研究还处于起步阶段。因此,本文在分析IEEE 802.16e标准中MAC层的切换机制和IETF定义的移动IPv6相关协议的基础上,对移动WiMAX网络的切换算法及切换管理方案展开研究。
首先,论文介绍了移动WiMAX网络的结构与参考模型,分析了在漫游和非漫游模式下切换的网络参考模型,然后分别介绍了移动WiMAX网络MAC层和网络层的切换机制。在这里,详细介绍了MAC层的HHO机制和网络层的移动IPv6协议。
其次,虽然移动WiMAX网络中MAC层与网络层分别由IEEE 802.16e标准和IETF的移动IP协议详细定义了切换的流程,实现了切换的功能,但是否可以达到“无缝”的要求,还需要进一步的验证。因此,为了实现移动WiMAX网络下的无缝切换,论文分析了造成切换时延过大的原因,在较为完整实现了802.16e切换的协议流程的基础上,进行了优化改进,提出一个基于跨层思想的无缝切换算法(CSHS),并与类似算法进行了仿真对比,验证了其低切换延时的优点。
然后,在介绍了移动子网的基本概念和IETF为此制定的网络层切换协议NEMO的基础上,同样利用跨层优化的思想,论文提出了移动WiMAX网络下移动子网切换算法(NMHS)。通过与基本NEMO算法、FH80216e切换算法的分析比较,NMHS算法显示出了较低的切换延时和服务中断时间,以及较低的丢包率。
最后,对论文的研究工作进行了总结并提出了进一步的研究方向。