移动互联网导论(第3版)
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3.2 移动性管理

虽然蜂窝的方法允许采用低功率发射机和频率复用来增大系统的容量,但是这些优点并不意味着是没有代价的。由于无线通信的显著特征是具有支持用户漫游的灵活性,而小的地理覆盖区域意味着移动用户需要常常从一个小区离开并进入另一个小区。为了保持正在进行的通话的连续性,当移动台从当前服务基站的小区进入另一个覆盖区域时,该链路连接必须从当前服务基站切换到新基站。因此,必须采用一种有效且高效的切换机制来支持业务连续性,并保持端到端的QoS(服务质量)要求。执行和管理切换的过程称为切换管理。

蜂窝通信的原理如下:移动主机(MH)被分配到一个家乡网络,并由一个地址进行区别,该地址称为家乡地址。在家乡网络中,一个称为家乡代理的代理机制跟踪MH的当前位置,以方便该MH的信息向目的地传递。随着MH远离其家乡网络,必须保持该MH与其家代理的联系,以便家乡代理能够跟踪MH的当前位置,从而达到传递信息的目的。在蜂窝通信中,跟踪用户的当前位置以保持MH与其他家乡代理之间的联系过程称为位置管理。

由于用户的移动性使得切换管理和位置管理成为必需,这些管理功能被认为是移动管理的两个组成部分。

3.2.1 切换管理

在一次通话过程中,当移动台进入不同的小区时,本次通话就必须传递到一个属于新小区的新信道上,这一操作过程称为切换。切换操作包括新基站的识别以及在新基站支持数据和控制信号的信道分配。正如上面所提到的,MSC具有执行多种不同功能的计算能力,因此,切换操作通常由MSC负责完成。MSC跟踪器管辖所有小区的资源占用情况,当移动台在一次通话期间进入一个不同的小区时,MSC就会确定新小区中未被占用的可用信道,并做出是否转移链路的决策。如果新基站可以提供用于处理载有信号的信号与控制信号的信道,从而支持切换连接,就会发生切换,否则就不会发生切换。

3.2.2 位置管理

如前所述,MH总是与一个家乡网络以及属于其家乡网络代理管理的家乡地址联系在一起。当MH离开其家乡网络时,就会进入一个称为外地网络的区域,此时,MH必须通过外地代理向其家乡代理进行注册,从而使家乡代理知道其当前位置,以方便消息传递。MH在开启时向其家乡代理进行注册,当它进入外地网络时,需要通过外地代理向其家乡代理进行注册,即家乡代理与外地代理之间是相互联系的,当家乡代理要向MH传递信息时,它会通过外地代理将该信息传给该MH。在注册过程中,家乡代理需要从外地代理所传递的身份鉴别信息中确认提交注册的移动主机确实属于其管辖范围。验证在注册过程中所提交的身份信息确实属于一个正确的MH的过程称为鉴权过程。