基于IP的WiMAX網(wǎng)絡(luò )的解決方案

　　3.2 移動(dòng)IP技術(shù)

　　移動(dòng)IP允許移動(dòng)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(dòng)站在執行切換時(shí)保持傳輸和高層的連接。指向移動(dòng)站的分組包首先被選路至家鄉網(wǎng)絡(luò )，移動(dòng)站的家鄉代理截獲該分組并將其隧道化給該移動(dòng)站常報告的當前地址。WiMAX論壇的NWG組允許2種移動(dòng)解決方案時(shí)。利用用戶(hù) MIP（Client MIP）解決方案，可利用傳統的移動(dòng)IP信令完成移動(dòng)管理。在代理MIP（proxyMIP），網(wǎng)絡(luò )側可以初始化一個(gè)移動(dòng)IP客戶(hù)端過(guò)程，由該虛擬客戶(hù)完成移動(dòng)IP信令過(guò)程。

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

　　WiMAX應用模型可以支持在同網(wǎng)關(guān)（ASN-GW）內的系統內切換，不同網(wǎng)關(guān)間的切換以及漫游服務(wù)，以下結合IEEE 802.16e協(xié)議進(jìn)行進(jìn)一步分析。

　　3.3.1 Intra-ASN系統內切換

　　根據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系統內切換。其中可采用R8接口（圖3未示出）實(shí)現基站間的通信。在OFDMA系統中，可根據載干比（CINR）參數來(lái)決定切換。在各種切換類(lèi)型中，連續的CINR測量都是必須的。遵照IEEE 802.16e協(xié)議的相關(guān)規定，系統可以通過(guò)掃描請求和響應消息使移動(dòng)站周期掃描鄰區基站，觸發(fā)鄰區掃描并發(fā)起切換。包括如下步驟：

　?。?） 當移動(dòng)站檢測到服務(wù)基站的CINR信號低于剔除門(mén)限（H_Delete_Threshold），則可發(fā)起鄰區掃描，測量鄰區基站的CINR值。當移動(dòng)站檢測到某個(gè)鄰區基站的CINR值高于服務(wù)基站信號的增加門(mén)限（H_Add Threshold）時(shí)，則發(fā)起切換請求。

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

　　3.3.2 Inter-ASN系統間切換

　　借助移動(dòng)IP技術(shù)、基于MIP和基于代理MIP移動(dòng)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(hù)端駐留在移動(dòng)站，由移動(dòng)站實(shí)現MIP功能，跨ASN-GW的切換由網(wǎng)絡(luò )側發(fā)起。包括以下步驟：

　?。?）切換的觸發(fā)條件發(fā)生；

　?。?）ASN-GW向移動(dòng)站發(fā)送代理公告消息；

　?。?）移動(dòng)站在收到帶有新轉交地址（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(dòng)站會(huì )話(huà)連續性；

　?。?）向HA轉發(fā)MIP注冊消息，HA返回MIP注冊應答，并由當前服務(wù)的拜訪(fǎng)地網(wǎng)絡(luò )代理（FA）最終向移動(dòng)站返回MIP注冊應答。

　　在基于代理MIP的切換模式中，由ASN-GW承擔代理MIP功能的方式。MIP客戶(hù)端駐留在A(yíng)SN-GW上，由ASN-GW為移動(dòng)站代理實(shí)現MIP功能。代理MIP方式下，ASN-GW在鑒權階段從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，生成鑒權擴展的安全信息等，跨ASN- GW切換處理對移動(dòng)站而言是透明的。

　　包括以下步驟：

　?。?）服務(wù)ASN-GW通知目標ASN-GW建立一個(gè)新的MIP會(huì )話(huà)；

　?。?）目標ASN-GW向HA發(fā)送MIP注冊；

　?。?）新MIP會(huì )話(huà)建立。在MIP成功注冊后，HA將把移動(dòng)站的后續前向報文發(fā)往目標ASN-GW；

　?。?）觸發(fā)目標ASN-GW建立與基站的隧道；

　?。?）目標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(hù)能夠在拜訪(fǎng)地網(wǎng)絡(luò )的覆蓋區域內，使用系統提供的包括鑒權、計費等網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，從而為用戶(hù)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(wú)線(xiàn)接入，拜訪(fǎng)地NSP的V-CSN為用戶(hù)提供Internet接人、AAA代理等功能，歸屬地NSP的H-CSN為用戶(hù)提供Internet接入、用戶(hù)鑒權、授權和計費等功能。漫游用戶(hù)可以通過(guò)V-CSN或H-CSN接入到Internet網(wǎng)絡(luò )中。主要流程步驟：

　?。?）移動(dòng)站接入網(wǎng)絡(luò )；

　?。?）歸屬地NSP的H-CSN對移動(dòng)站進(jìn)行用戶(hù)／設備鑒權和IP地址分配；

　?。?）可選的，如果用戶(hù)支持標準MIP或代理MIP業(yè)務(wù)，那么系統還將使用標準MIP方式或代理MIP方式為用戶(hù)建立MIP會(huì )話(huà)；

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

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

　　當用戶(hù)簽約為支持漫游的WiMAX用戶(hù)，且其歸屬網(wǎng)絡(luò )與拜訪(fǎng)地網(wǎng)絡(luò )間支持漫游，那么，用戶(hù)無(wú)論是使用游牧式、便攜式還是完全移動(dòng)式業(yè)務(wù)，都能在拜訪(fǎng)地網(wǎng)絡(luò )接入到WiMAX系統，從而使用系統提供的服務(wù)。

　　4 結 語(yǔ)

　　本文綜合研究了在IEEE 802.16e技術(shù)規范和WiMAX網(wǎng)絡(luò )結構中支持移動(dòng)性的服務(wù)能力，進(jìn)一步給出了基于IP的移動(dòng)WiMAX網(wǎng)絡(luò )的應用模型，為基于IEEE 802.16技術(shù)的應用和產(chǎn)業(yè)鏈的形成提供一個(gè)參考。研究進(jìn)一步發(fā)現，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(dòng)服務(wù)能力，而且WiMAX提供了移動(dòng)性管理、鑒權以及網(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(dòng)管理和資源管理，而且基于移動(dòng)IP的應用的網(wǎng)絡(luò )應用仍在研究之中，將進(jìn)一步研究?jì)?yōu)化網(wǎng)絡(luò )資源下的WiMAX網(wǎng)絡(luò )的移動(dòng)服務(wù)管理。