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《中国科学技术大学》 2009年
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异构网络中的移动管理和安全机制研究

周伟  
【摘要】:随着通信技术的发展,以3G/4G为代表的移动通信技术和IEEE 802系列标准为代表的无线宽带接入技术,朝着各自的发展方向不断演进,共同为移动用户提供多样性和个性化的网络服务。这些种类繁多的无线网络,各自具有不同的系统特征和业务提供能力。未来无线通信网络将是各种无线接入技术并存,共同发展,构成异构网络环境。 在异构网络环境下,移动节点可以从所属的家乡网络移动到外部网络中,同时还需要保持连接的不中断。这种情况下,需要对已有的移动管理机制进行改进。同时,由于存在多种不同的安全接入技术,也需要在节点切换时,对用户进行认证,保证不同网络之间数据传输的安全性。本文就影响异构网络融合过程中的这两个主要问题展开深入研究和探讨。论文的主要工作和创新点如下: 基于网络端MAP的HMIPv6负载均衡机制:作为IP网络中常使用的微移动管理协议,HMIPv6也可以作为3GPP网络的移动管理方案。已有的HMIPv6网络中负载均衡方案的出发点大都是基于移动节点的属性,但是由于移动节点很难精确的得到HMIPv6网络中MAP的负载,所以采用基于网络端MAP的方案能更好地完成MAP的负载均衡。本文提出了一种基于MAP端控制的负载均衡方案。本方案中包括两个算法:基于概率的MAP选择算法和基于MAP的负载调整算法,通过对MAP的负载量化,使得移动节点可以获取MAP的实时负载信息,并根据概率来选择合适的MAP注册。当MAP发现自身负载过重后,可以通知MN选择候选MAP节点。实验结果表明本方案在HMIPv6网络中负载较重的时候也可以保持负载均衡。 基于业务特性的移动性管理机制:在异构网络之间移动时,移动节点将发生垂直切换。垂直切换决策需要考虑网络和终端多方面因素的影响。本文提出了一种基于业务特性的垂直切换决策方案,综合考虑了各种网络中的多种业务特性,并采用首次匹配的方式选择合适的切换目标网络。同时,LTE网络作为未来移动通信发展最重要的系统之一,可以通过调整切换参数来完成负载均衡。本文针对此提出了一种基于业务特性的移动负载均衡方案,综合考虑了用户设备上的具体业务。仿真结果表明,基于业务特性的移动管理机制可以有效地减少无效切换发生的次数,提高网络系统的稳定性。 异构网络中基于Diameter的安全上下文转移机制:由于异构网络中含有多种类型的网络,这导致移动节点在异构网络中切换的时候无法保证上下文转移信息的安全。本文提出了一种基于Diameter协议的安全上下文转移机制,并应用于含有移动IPv6和3GPP的网络。在进行上下文数据转移之前,总是通过使用Diameter协议来保证上下文报文的安全。最后通过安全服务视图模型和串空间模型对本方案进行了描述和验证,表明其适合于异构网络环境。 同时,本文还给出了一个基于进程范式的LTE系统级仿真平台的原型实现。由于现有的网络仿真平台大部分都是基于事件的范式和基于活动的范式,这使得在网络扩展变得复杂后,模块之间的关系将变得很复杂。本文提出了一种基于进程范式的LTE系统级仿真平台,并着重实现了SON等相关的功能。在功能上,系统平台提供了易于使用的功能供SON的相关方案使用,用来指导切换参数的设计。该系统的设计和实现对于SON相关方案的选型有着较高的参考价值。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN929.5

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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1 黄友火;移动基站天线及波束赋形天线研究[D];西安电子科技大学;2009年
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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