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第三代移動多媒體網(wǎng)絡(luò)中的無縫切換

云知道


1.引言
在未來網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中 ， 移動網(wǎng)絡(luò)是一系列具有各自特性而又相互疊加的層組成 。衛(wèi)星、宏小區(qū)、微小區(qū)及微微小區(qū)各自覆蓋了不同的地理區(qū)域 。并且支持不同速率的移動終端 。有些層屬于私有操作 ， 有些層屬于公有操作 。微微小區(qū)的速率超過25Mbps 。覆蓋范圍為建筑物區(qū)域；微小區(qū)最大可達到2Mbps ， 覆蓋密集的城鎮(zhèn)區(qū)域；宏小區(qū)速率為幾百kbps ， 覆蓋的區(qū)域比較廣；衛(wèi)星為移動終端提供的速率達到144Kbps以上 ， 覆蓋整個大陸 。
傳統(tǒng)的通信設(shè)備只能連接到單一類型的網(wǎng)絡(luò) ?；陉懙赝ㄐ牛ó?dāng)前用電纜、光纖、銅纜形成的龐大繁雜的通信網(wǎng)和因特網(wǎng)）的全球互連網(wǎng)絡(luò)為固定系統(tǒng)提供了通信鏈路 。而固定網(wǎng)絡(luò)和移動網(wǎng)絡(luò)之間采用的網(wǎng)關(guān)、如GSM ， 把這種全球的互連關(guān)系擴展到移動終端 。如：終端標(biāo)識、注冊授權(quán)、終端的移動性治理、終端漫游時的業(yè)務(wù)重選路由治理 。其中重選路由機制又被稱為切換 ， 它是移動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的要害部分 。
應(yīng)用多制式手機的思想已經(jīng)被全球移動通信系統(tǒng)（UMTS）所接受 。當(dāng)前提供的方案是利用GSM提供大范圍的覆蓋區(qū)域 ， 用WCDMA的宏小區(qū)和微小區(qū)提供比較高的寬帶區(qū)域作為補充 。在UMTS中建議的網(wǎng)絡(luò)中將支持GSM和WCDMA層間的切換 。
在不同網(wǎng)絡(luò)類型間快速、數(shù)據(jù)無丟失的切換是創(chuàng)建無縫移動多媒體網(wǎng)絡(luò)面臨的要害課題之一 。
2.基本概念
網(wǎng)絡(luò)是由一些相互連接的成員組成 。因特網(wǎng)是由一系列相互連接的網(wǎng)絡(luò)和子網(wǎng)組成 。每個子網(wǎng)有一個網(wǎng)絡(luò)地址作為標(biāo)識 ， 用以和其它子網(wǎng)相區(qū)別 。
一系列相互連接的主機節(jié)點組成子網(wǎng) 。每個節(jié)點采用在子網(wǎng)中唯一的地址（節(jié)點號）作為標(biāo)識 。網(wǎng)絡(luò)號和節(jié)點號一起作為因特網(wǎng)中節(jié)點的唯一標(biāo)識 。既然節(jié)點是靜態(tài)的 ， 因此這種唯一的標(biāo)識用于節(jié)點的永久地址 。
子網(wǎng)之間通過路由器相互連接 。為了使路由器正確工作 ， 由一個統(tǒng)一的授權(quán)機構(gòu)來治理和分配子網(wǎng)地址 。這個統(tǒng)一的授權(quán)機構(gòu)一個重要的治理原則是不答應(yīng)出現(xiàn)重復(fù)地址 。在因特網(wǎng)中的數(shù)據(jù)包 ， 在消息頭中附帶有源和目的地址 。路由器檢測到達輸入端的數(shù)據(jù)包中的目的子網(wǎng)地址 ， 然后判定一條輸出作為數(shù)據(jù)包到達目的地的下一條路由 。通常在給定的源和目的節(jié)點之間有多條路由 。路由表設(shè)計用來使路由器選擇數(shù)據(jù)到達終點的下一條路徑 。因此節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)號被路由器用來確定因特網(wǎng)中的子網(wǎng)地址 ， 節(jié)點號用來標(biāo)識子網(wǎng)中的節(jié)點 。
而當(dāng)節(jié)點在因特網(wǎng)中移動時 ， 節(jié)點的永久地址就不能標(biāo)識到達這個節(jié)點的路徑 。借用移動網(wǎng)絡(luò)中的概念 ， 移動主機（MH）通過網(wǎng)絡(luò)連接點（NPOA）連接到因特網(wǎng) 。移動節(jié)點的永久地址保持不變 ， 而NPOA隨著節(jié)點從一個子網(wǎng)移動到另一個子網(wǎng)發(fā)生改變 ， 這就要求移動主機的路由信息必須維護永久地址和NPOA之間的關(guān)系 。
以上這些概念同樣也可用于其它網(wǎng)絡(luò) 。例如電路交換網(wǎng)（如電話和ATM網(wǎng)） ， 交換代替了路由器的角色 ， 電路標(biāo)識代替了源和目的地地址 。
3.基本切換類型
當(dāng)IP網(wǎng)支持移動業(yè)務(wù)時 ， 就會面臨業(yè)務(wù)切換帶來一系列問題 ， 下面從水平切換和垂直切換這兩方面來討論 。
在電路交換網(wǎng)中 ， 切換過程描述為端到端通信的移動設(shè)備從一個基站轉(zhuǎn)移到另一個基站 ?；緸橐苿咏K端提供了網(wǎng)絡(luò)接入點（NPOA） 。在網(wǎng)絡(luò)中 ， 路由的更新是為了從一個已經(jīng)失敗、擁塞或修改了拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中恢復(fù)過來 。通過使用NPOA ， 切換的一個功能是跟蹤移動終端 ， 而后續(xù)路由的更新將業(yè)務(wù)重定向到另一個更合適的路由 。
由于網(wǎng)絡(luò)具有不同的層次結(jié)構(gòu) ， 因此我們把在同一網(wǎng)絡(luò)中路由的更新稱為“水平切換”；不同網(wǎng)絡(luò)中路由的更新稱之為“垂直切換” 。這樣使切換和路由更新這兩個概念一致化 。

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