● 摘要
下一代移动通信网络的发展促使多种无线网络技术融合并发展为基于IPv6协议的全IP网络。移动IPv6技术,能够支持移动终端使用不变的IPv6地址在网络切换过程中进行持续通信,被认为是解决基于IP的移动性问题的较好支撑技术。但是由于多种无线网络技术融合和多模移动终端的出现,在移动切换过程的触发、决策和服务质量保证和安全等方面都带来了新的问题,使得目前的移动IPv6技术无法完全保证切换过程中的选择最优的切换方案,提高上层应用的服务质量。本文是针对异构无线网络环境中基于移动IPv6切换过程中问题,研究用于保障多模终端移动切换的服务支撑框架、集成切换模型、面向数据流的切换协议以及切换决策算法等关键技术。本文取得的成果主要包括以下三个方面:1. 提出并实现了异构网络环境中移动切换服务支撑框架和集成切换模型 本文针对在异构网络环境下的垂直切换与水平切换的共同目标和存在的差异,提出了面向异构网络环境的移动切换服务支撑框架。该服务支撑框架将服务分为3类:事件服务、信息服务和命令服务。事件服务封装网络链路事件,提供更加及时的切换触发支持;信息服务为移动节点提供网络状态信息,提供切换决策和切换预测的支持;命令服务提供移动节点管理和控制本地链路有关切换的操作行为。在移动切换服务支撑框架的基础上,提出异构网络环境下的集成切换模型,该切换模型将基于移动IPv6的水平切换、垂直切换集成在一个模型中。通过对水平切换和垂直切换延迟和丢包等指标的实验分析,验证了服务支撑框架及集成切换模型具有较好的低丢包和低延迟特性,能够在移动切换中较好的实现无缝切换的目标。2. 提出并实现了面向数据流的切换协议针对异构网络环境下多模MN的特点,提出并实现了面向数据流的切换协议。该协议基于标准移动IPv6协议,增加了针对数据流的绑定更新消息,修改了MN和CN侧的绑定更新列表。基于该协议,多模MN上的数据流可以根据网络的状态选择最优的承载网络接入,这种切换方式可以平衡移动节点各接口的网络流量,也能为上层应用提供更好的服务支持。从系统实现的角度,本文针对Linux内核的网络部分进行了分析和修改,扩展了Linux下的移动IPv6协议栈。实验证明,面向数据流的切换协议能够为应用提供更加灵活的切换方式,使上层应用得到更好的服务质量保证。3.提出了基于模糊多属性决策的切换决策方法移动节点如何选择最优的网络是异构网络中切换的核心问题,本文对常见的移动切换决策方法进行了比较,将模糊多属性决策的方法引入移动切换决策的问题解决。本文提出的切换决策算法将影响切换的指标按照其自身的特性转化为影响指标矩阵,根据不同应用的服务类型设定各指标的参数加权模型,使用基于TOPSIS的多属性决策算法对各网络的指标进行评估。通过实验对比使用了SAW和TOPSIS两种评估算法的效果,验证了使用TOPSIS对于指标和指标加权值的变化更加敏感,具有更好的效果。
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