基于IP的WiMAX網(wǎng)絡(luò)的解決方案

　　3.2 移動IP技術(shù)

　　移動IP允許移動站在不改變其IP地址的情況下變更其接入Internet的接人點(diǎn)，也即允許移動站在執(zhí)行切換時保持傳輸和高層的連接。指向移動站的分組包首先被選路至家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)，移動站的家鄉(xiāng)代理截獲該分組并將其隧道化給該移動站常報告的當(dāng)前地址。WiMAX論壇的NWG組允許2種移動解決方案時。利用用戶 MIP（Client MIP）解決方案，可利用傳統(tǒng)的移動IP信令完成移動管理。在代理MIP（proxyMIP），網(wǎng)絡(luò)側(cè)可以初始化一個移動IP客戶端過程，由該虛擬客戶完成移動IP信令過程。

　　3.3 WiMAX網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模型的系統(tǒng)切換和漫游服務(wù)

　　WiMAX應(yīng)用模型可以支持在同網(wǎng)關(guān)（ASN-GW）內(nèi)的系統(tǒng)內(nèi)切換，不同網(wǎng)關(guān)間的切換以及漫游服務(wù)，以下結(jié)合IEEE 802.16e協(xié)議進(jìn)行進(jìn)一步分析。

　　3.3.1 Intra-ASN系統(tǒng)內(nèi)切換

　　根據(jù)IEEE 802.16e提供的物理層和MAC層能力以及WiMAX網(wǎng)絡(luò)參考模型完成Intra-ASN系統(tǒng)內(nèi)切換。其中可采用R8接口（圖3未示出）實(shí)現(xiàn)基站間的通信。在OFDMA系統(tǒng)中，可根據(jù)載干比（CINR）參數(shù)來決定切換。在各種切換類型中，連續(xù)的CINR測量都是必須的。遵照IEEE 802.16e協(xié)議的相關(guān)規(guī)定，系統(tǒng)可以通過掃描請求和響應(yīng)消息使移動站周期掃描鄰區(qū)基站，觸發(fā)鄰區(qū)掃描并發(fā)起切換。包括如下步驟：

　?。?） 當(dāng)移動站檢測到服務(wù)基站的CINR信號低于剔除門限（H_Delete_Threshold），則可發(fā)起鄰區(qū)掃描，測量鄰區(qū)基站的CINR值。當(dāng)移動站檢測到某個鄰區(qū)基站的CINR值高于服務(wù)基站信號的增加門限（H_Add Threshold）時，則發(fā)起切換請求。

　?。?）基站和移動站均可決定選取目標(biāo)基站的過程。移動站可經(jīng)過掃描選取目標(biāo)基站完成切換過程；移動站也可通過MOB_移動站SHO_REQ消息反饋測量結(jié)果給服務(wù)基站，由服務(wù)基站決定最終選取的目標(biāo)基站。

　　3.3.2 Inter-ASN系統(tǒng)間切換

　　借助移動IP技術(shù)、基于MIP和基于代理MIP移動性管理方式完成跨ASN-GW切換。在基于MIP的切換模式下，MIP客戶端駐留在移動站，由移動站實(shí)現(xiàn)MIP功能，跨ASN-GW的切換由網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起。包括以下步驟：

　?。?）切換的觸發(fā)條件發(fā)生；

　　（2）ASN-GW向移動站發(fā)送代理公告消息；

　　（3）移動站在收到帶有新轉(zhuǎn)交地址（CoA）的代理公告后，向歸屬網(wǎng)絡(luò)代理（HA）發(fā)送．MIP注冊消息，以保證移動站會話連續(xù)性；

　?。?）向HA轉(zhuǎn)發(fā)MIP注冊消息，HA返回MIP注冊應(yīng)答，并由當(dāng)前服務(wù)的拜訪地網(wǎng)絡(luò)代理（FA）最終向移動站返回MIP注冊應(yīng)答。

　　在基于代理MIP的切換模式中，由ASN-GW承擔(dān)代理MIP功能的方式。MIP客戶端駐留在ASN-GW上，由ASN-GW為移動站代理實(shí)現(xiàn)MIP功能。代理MIP方式下，ASN-GW在鑒權(quán)階段從AAA服務(wù)器獲得MIP注冊所需要的相關(guān)信息，包括DHCP服務(wù)地址，生成鑒權(quán)擴(kuò)展的安全信息等，跨ASN- GW切換處理對移動站而言是透明的。

　　包括以下步驟：

　?。?）服務(wù)ASN-GW通知目標(biāo)ASN-GW建立一個新的MIP會話；

　?。?）目標(biāo)ASN-GW向HA發(fā)送MIP注冊；

　?。?）新MIP會話建立。在MIP成功注冊后，HA將把移動站的后續(xù)前向報文發(fā)往目標(biāo)ASN-GW；

　?。?）觸發(fā)目標(biāo)ASN-GW建立與基站的隧道；

　?。?）目標(biāo)ASN-GW與基站之間建立新的Intra-ASN隧道關(guān)系。

　　3.3.3 漫游

　　漫游功能使得WiMAX用戶能夠在拜訪地網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域內(nèi)，使用系統(tǒng)提供的包括鑒權(quán)、計費(fèi)等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，從而為用戶提供廣泛的覆蓋和業(yè)務(wù)接入范圍。如圖4所示的WiMAX支持漫游。ASN提供無線接入，拜訪地NSP的V-CSN為用戶提供Internet接人、AAA代理等功能，歸屬地NSP的H-CSN為用戶提供Internet接入、用戶鑒權(quán)、授權(quán)和計費(fèi)等功能。漫游用戶可以通過V-CSN或H-CSN接入到Internet網(wǎng)絡(luò)中。主要流程步驟：

　?。?）移動站接入網(wǎng)絡(luò)；

　?。?）歸屬地NSP的H-CSN對移動站進(jìn)行用戶／設(shè)備鑒權(quán)和IP地址分配；

　?。?）可選的，如果用戶支持標(biāo)準(zhǔn)MIP或代理MIP業(yè)務(wù)，那么系統(tǒng)還將使用標(biāo)準(zhǔn)MIP方式或代理MIP方式為用戶建立MIP會話；

　?。?）用戶可以通過V-CSN接人到Internet網(wǎng)絡(luò)中；

　?。?）如果有強(qiáng)制隧道要求，那么用戶將通過H-CSN接入到Internet網(wǎng)絡(luò)中。

　　當(dāng)用戶簽約為支持漫游的WiMAX用戶，且其歸屬網(wǎng)絡(luò)與拜訪地網(wǎng)絡(luò)間支持漫游，那么，用戶無論是使用游牧式、便攜式還是完全移動式業(yè)務(wù)，都能在拜訪地網(wǎng)絡(luò)接入到WiMAX系統(tǒng)，從而使用系統(tǒng)提供的服務(wù)。

　　4 結(jié) 語

　　本文綜合研究了在IEEE 802.16e技術(shù)規(guī)范和WiMAX網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中支持移動性的服務(wù)能力，進(jìn)一步給出了基于IP的移動WiMAX網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用模型，為基于IEEE 802.16技術(shù)的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)鏈的形成提供一個參考。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，雖然IEEE 802.16e提供了一系列WiMAX網(wǎng)絡(luò)的物理層和MAC層的移動服務(wù)能力，而且WiMAX提供了移動性管理、鑒權(quán)以及網(wǎng)絡(luò)接口，但WiMAx論壇尚未完善和優(yōu)化以支持互聯(lián)移動管理和資源管理，而且基于移動IP的應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用仍在研究之中，將進(jìn)一步研究優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源下的WiMAX網(wǎng)絡(luò)的移動服務(wù)管理。