基于移動通信系統(tǒng)特性的移動IP性能研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對于個(gè)人通信的需求也越來越強(qiáng)烈，移動IP(MobileIP)作為Internet的移動性支持技術(shù)，具備了利用各種可能的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)任何人在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)與任何人進(jìn)行任何種類信息交換的個(gè)人通信的目的，目前移動IP技術(shù)正成為IETF和ITUT兩大國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的關(guān)注焦點(diǎn)。本文進(jìn)行了如下幾個(gè)方面的研究： 1.深入研究了移動IP工作組提出的移動IP協(xié)議，由于該協(xié)議在應(yīng)用于微移動情況下會帶來諸如

2、網(wǎng)絡(luò)流量增加、切換時(shí)延變大、代理負(fù)荷加重等問題，因此研究者們提出了很多專門用于微移動情況下的補(bǔ)充協(xié)議－微移動協(xié)議，而把移動IP作為宏移動情況下的默認(rèn)協(xié)議(又稱為宏移動協(xié)議)，二者相結(jié)合改善了移動IP的不足。 本文在深入研究宏移動協(xié)議和各種微移動協(xié)議的基礎(chǔ)上，綜合出一個(gè)移動IP的應(yīng)用模型，并且以該模型為基礎(chǔ)，對宏移動協(xié)議和微移動協(xié)議進(jìn)行了理論上的推導(dǎo)和計(jì)算，主要分析了各自的注冊代價(jià)和由于切換而引起的報(bào)文丟失等方面的性能。

3、計(jì)算結(jié)果表明，綜合利用微移動協(xié)議和宏移動協(xié)議可以獲得比單獨(dú)采用宏移動協(xié)議更高的性能。 2.由于移動IP的實(shí)現(xiàn)離不開移動通信網(wǎng)絡(luò)的支持，因此有必要對移動通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究，以提出更加合適的移動IP移動性管理策略。本文研究了目前逐漸成為主流的移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)－多層小區(qū)結(jié)構(gòu)，在深入分析的基礎(chǔ)上，提出了基于多層小區(qū)結(jié)構(gòu)的移動性管理方案，在該方案中，外地代理按照各自管轄的小區(qū)類型而分別成為相應(yīng)層次上的宏FA(Mfa)、微FA(uFA)和微微

4、FA(pFA)，在移動節(jié)點(diǎn)(MN：mobilenode)發(fā)生切換時(shí)，注冊到相應(yīng)的FA上。 MN注冊時(shí)，采用兩種方案：單轉(zhuǎn)交地址(sCOA)和雙轉(zhuǎn)交地址(tCOA)方案，二者具備各自的一些特點(diǎn)。為了減少報(bào)文丟失，在新FA和舊FA之間建立一條臨時(shí)的隧道，當(dāng)MN和舊FA的聯(lián)系中斷后，如果有發(fā)給MN的報(bào)文到達(dá)了舊FA，則舊FA通過隧道把這些報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給新FA，由新FA再轉(zhuǎn)交給MN。 本文還根據(jù)選定的移動模型，對不同小區(qū)中不同類型的

5、MN進(jìn)行了仿真計(jì)算，得出相應(yīng)的切換頻率，并且以此對單轉(zhuǎn)交地址方案和雙轉(zhuǎn)交地址方案進(jìn)行了計(jì)算、比較和分析。 分析表明，采用這種和多層小區(qū)結(jié)構(gòu)對應(yīng)的移動IP的移動性管理方案是必要的和有效的，可以滿足不同的通信要求和獲得盡可能大的靈活性。 3.移動IP最初的設(shè)計(jì)是不考慮下層鏈路任何特性的，但是隨著移動IP應(yīng)用的增加，人們對于實(shí)時(shí)性的要求越來越高，因此對于切換帶來的時(shí)延增加有必要深入研究以盡量減小其影響，現(xiàn)在已經(jīng)有人提出了采用二

6、層觸發(fā)器來提前觸發(fā)三層切換的設(shè)想，本文也對此進(jìn)行了深入的研究。首先對移動通信中的切換過程、切換方式和切換準(zhǔn)則進(jìn)行了深入研究，在充分研究的基礎(chǔ)上，提出了新的二層觸發(fā)器的概念，本文提出的方案中，只需要4個(gè)二層觸發(fā)器(原有的方案為5個(gè))，其中1個(gè)和原方案基本相同，另外3個(gè)則完全不同，而對于三層切換的控制則更加準(zhǔn)確和簡單。 根據(jù)二層觸發(fā)器的概念，提出了雙路由提前注冊(DRPR)的方案，該方案采用雙路由的方式，在保持MN的舊FA和DA(d

7、omainagent)之間的路由的同時(shí)，在新FA與DA之間建立一條新的路由，需要發(fā)給MN的報(bào)文，在交叉節(jié)點(diǎn)處拷貝一份，分別發(fā)給新FA和舊FA，這樣雖然增加了一些帶寬消耗，但是對實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用則帶來了極大的好處。對于何時(shí)觸發(fā)二層觸發(fā)器，目前一直沒有明確的方法，也沒有人進(jìn)行過深入的研究，本文從移動模型出發(fā)，研究了多種小區(qū)環(huán)境下不同類型用戶在切換區(qū)域的停留時(shí)間分布，對于不同的三層切換提前量帶來的多余切換和不足切換進(jìn)行了仿真計(jì)算和分析。