異構網(wǎng)絡中的移動管理和安全機制研究.pdf

1、隨著通信技術的發(fā)展，以3G/4G為代表的移動通信技術和IEEE802系列標準為代表的無線寬帶接入技術，朝著各自的發(fā)展方向不斷演進，共同為移動用戶提供多樣性和個性化的網(wǎng)絡服務。這些種類繁多的無線網(wǎng)絡，各自具有不同的系統(tǒng)特征和業(yè)務提供能力。未來無線通信網(wǎng)絡將是各種無線接入技術并存，共同發(fā)展，構成異構網(wǎng)絡環(huán)境。
　　 在異構網(wǎng)絡環(huán)境下，移動節(jié)點可以從所屬的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡移動到外部網(wǎng)絡中，同時還需要保持連接的不中斷。這種情況下，需要對已有的移

2、動管理機制進行改進。同時，由于存在多種不同的安全接入技術，也需要在節(jié)點切換時，對用戶進行認證，保證不同網(wǎng)絡之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。本文就影響異構網(wǎng)絡融合過程中的這兩個主要問題展開深入研究和探討。論文的主要工作和創(chuàng)新點如下：
　　 基于網(wǎng)絡端MAP的HMIPv6負載均衡機制：作為IP網(wǎng)絡中常使用的微移動管理協(xié)議，HMIPv6也可以作為3GPP網(wǎng)絡的移動管理方案。已有的HMIPv6網(wǎng)絡中負載均衡方案的出發(fā)點大都是基于移動節(jié)點的屬性，但

3、是由于移動節(jié)點很難精確的得到HMIPv6網(wǎng)絡中MAP的負載，所以采用基于網(wǎng)絡端MAP的方案能更好地完成MAP的負載均衡。本文提出了一種基于MAP端控制的負載均衡方案。本方案中包括兩個算法：基于概率的MAP選擇算法和基于MAP的負載調整算法，通過對MAP的負載量化，使得移動節(jié)點可以獲取MAP的實時負載信息，并根據(jù)概率來選擇合適的MAP注冊。當MAP發(fā)現(xiàn)自身負載過重后，可以通知MN選擇候選MAP節(jié)點。實驗結果表明本方案在HMIPv6網(wǎng)絡中負

4、載較重的時候也可以保持負載均衡。
　　 基于業(yè)務特性的移動性管理機制：在異構網(wǎng)絡之間移動時，移動節(jié)點將發(fā)生垂直切換。垂直切換決策需要考慮網(wǎng)絡和終端多方面因素的影響。本文提出了一種基于業(yè)務特性的垂直切換決策方案，綜合考慮了各種網(wǎng)絡中的多種業(yè)務特性，并采用首次匹配的方式選擇合適的切換目標網(wǎng)絡。同時，LTE網(wǎng)絡作為未來移動通信發(fā)展最重要的系統(tǒng)之一，可以通過調整切換參數(shù)來完成負載均衡。本文針對此提出了一種基于業(yè)務特性的移動負載均衡方案，

5、綜合考慮了用戶設備上的具體業(yè)務。仿真結果表明，基于業(yè)務特性的移動管理機制可以有效地減少無效切換發(fā)生的次數(shù)，提高網(wǎng)絡系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　 異構網(wǎng)絡中基于Diameter的安全上下文轉移機制：由于異構網(wǎng)絡中含有多種類型的網(wǎng)絡，這導致移動節(jié)點在異構網(wǎng)絡中切換的時候無法保證上下文轉移信息的安全。本文提出了一種基于Diameter協(xié)議的安全上下文轉移機制，并應用于含有移動IPv6和3GPP的網(wǎng)絡。在進行上下文數(shù)據(jù)轉移之前，總是通過使用Di

6、ameter協(xié)議來保證上下文報文的安全。最后通過安全服務視圖模型和串空間模型對本方案進行了描述和驗證，表明其適合于異構網(wǎng)絡環(huán)境。
　　 同時，本文還給出了一個基于進程范式的LTE系統(tǒng)級仿真平臺的原型實現(xiàn)。由于現(xiàn)有的網(wǎng)絡仿真平臺大部分都是基于事件的范式和基于活動的范式，這使得在網(wǎng)絡擴展變得復雜后，模塊之間的關系將變得很復雜。本文提出了一種基于進程范式的LTE系統(tǒng)級仿真平臺，并著重實現(xiàn)了SON等相關的功能。在功能上，系統(tǒng)平臺提供了易