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2007 年 1 月,中国移动用户数超过 4.67 亿,Internet 宽带用户数超过 5100万。在长途电话业务中,使用 IP 业务的比例已经超过半数,广东、深圳等地区甚至达到 60%,用户对数据业务的需求不断增加。随着移动用户数,Internet 宽带用户数和 IP 多媒体业务的迅猛增长,在未来通信中移动互联网将扮演重要的角色。
为了实现移动互联网与互联网交互信息,需要利用通信协议。然而,现有通信协议基于OSI标准,其协议栈按照严格的分层方式工作,很难适应快速变化的移动通信环境,所以利用协议栈中某些层的特性参数与其它层协调、交互,是提升整体移动互联网性能的一种强有力的手段。
本文简要分析分层协议栈的局限性,介绍物理层、链路层、网络层、传输层和应用层跨层反馈的原理,对比分析已有的跨层移动性管理方案的优缺点。在此基础上,采用分层移动IPv6和移动Internet网络架构(MINA)组织提出的支持漫游的网络架构参考模型,设计新的自适应跨层移动性管理架构。并分析其接口、位置管理和切换场景。
切换管理是移动性管理中很重要的一部分。因此,本文重点研究了蜂窝间的切换问题,提出了自适应跨层切换管理协议 (ACHMP),以实现系统内和系统间切换管理。自适应跨层切换管理协议使用移动用户的速度和切换信令延迟信息提高分层移动IPv6的切换性能。通过分析链路层和网络层参数对移动IPv6切换性能的影响,发现某一时刻的切换门限值取决于移动节点的速度和切换信令延迟。接着,提出了一种跨层切换管理架构,并进一步分析了ACHMP的运行过程。
最后对跨层切换管理架构进行仿真,结果显示ACHMP提高了系统内和系统间的切换性能。在系统内和系统间切换时,基于自适应切换门限的 ACHMP 方案比基于固定门限的切换管理方案,切换初始化失败概率降低了 5%-15%,这也减少了与切换初始化失败相关的代价。