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    移動性管理是無線泛在網(wǎng)絡(luò)中的重要技術(shù)之一。如何適應無線泛在網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性、協(xié)同性、自組織性、環(huán)境感知性，實現(xiàn)對多域、多維、多粒度移動性的支持，是泛在網(wǎng)絡(luò)移動性管理面臨的重要挑戰(zhàn)。本書緊扣無線泛在網(wǎng)絡(luò)的特點及其特殊的移動性場景與需求，從網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和通信場景的角度，分別介紹了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的移動性管理、車載通信網(wǎng)絡(luò)中的移動性管理、機器通信中的移動性管理技術(shù)；從移動性管理技術(shù)演進的角度，分別介紹了自治型移動性管理技術(shù)和分布式移動性管理技術(shù)。
本書可供泛在網(wǎng)絡(luò)、移動互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域的科研人員和工程技術(shù)人員參考使用，也可以作為高等院校計算機專業(yè)和通信專業(yè)師生的參考書。

    本書為國家出版基金資助圖書《未來無線通信網(wǎng)絡(luò)》的分冊。無線泛在網(wǎng)絡(luò)利用現(xiàn)有的和新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間按需進行的信息獲取、傳遞、存儲、認知、決策與使用，為用戶提供泛在的、無所不含的信息服務和應用。無線泛在網(wǎng)絡(luò)以異構(gòu)性、協(xié)同性、自組織性、環(huán)境感知性為特點，面臨網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)融合、終端的協(xié)同性、用戶的移動性、業(yè)務數(shù)據(jù)流量特征、廣義感知與自治控制等全新的挑戰(zhàn)。移動性管理作為無線泛在網(wǎng)絡(luò)中的重要技術(shù)，由于泛在網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、通信方式、終端類型、技術(shù)特點和業(yè)務與應用上的擴展，涌現(xiàn)出更加豐富和特殊的移動性場景，從傳統(tǒng)的人的移動擴展到了人、物和服務的移動的融合，呈現(xiàn)出全新的移動性管理技術(shù)需求。
    本書系統(tǒng)介紹了無線泛在網(wǎng)絡(luò)的移動性管理技術(shù)，分別從網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和通信場景的角度、移動性管理技術(shù)演進的角度，闡述了無線泛在網(wǎng)絡(luò)中的移動性管理相關(guān)研究與技術(shù)方案。

時巖，女，博士，1997 年畢業(yè)于北京交通大學計算機科學與技術(shù)系， 獲工學學士學位；2007 年畢業(yè)于北京郵電大學網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點實驗室，獲工學博士學位；畢業(yè)后在北京郵電大學任教至今。自攻讀博士學位期間開始，就致力于未來泛在、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)及其中的移動性管理技術(shù)研究。近年來參與了與課題內(nèi)容密切相關(guān)的多項國家863 項目、國家科技重大專項項目、歐盟FP7 項目、中國-瑞典政府間合作項目，以及與中國移動、愛立信等國內(nèi)外知名企業(yè)的橫向合作項目，出版專著1 本，在國內(nèi)外學術(shù)期刊及國際會議上發(fā)表學術(shù)論文20余篇，申請國家發(fā)明專利1 項。

目    錄

第1章  泛在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)1

  1.1  泛在網(wǎng)絡(luò)的概念和定義1

  1.2  泛在網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)研究2

  1.3  泛在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5

    1.3.1  泛在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5

    1.3.2  泛在網(wǎng)絡(luò)的能力要求7

  1.4  泛在網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)8

  1.5  無線泛在網(wǎng)絡(luò)中的移動性管理10

  本章參考文獻11

第2章  移動性管理技術(shù)概述13

  2.1  移動性管理的基本概念13

    2.1.1  移動性管理的定義13

    2.1.2  移動性的分類14

    2.1.3  移動性管理其他相關(guān)術(shù)語16

  2.2  移動性管理關(guān)鍵控制功能17

    2.2.1  位置管理17

    2.2.2  切換控制23

  2.3  移動性管理典型協(xié)議29

    2.3.1  鏈路層移動性管理典型技術(shù)：蜂窩移動通信網(wǎng)29

    2.3.2  網(wǎng)絡(luò)層移動性管理典型技術(shù)：MIP及其擴展協(xié)議32

    2.3.3  傳輸層移動性管理典型技術(shù)：mSCTP41

    2.3.4  應用層移動性管理典型技術(shù)：SIP45

  2.4  移動性管理目標與技術(shù)48

    2.4.1  終端移動性48

    2.4.2  個人移動性50

    2.4.3  業(yè)務移動性51

    2.4.4  網(wǎng)絡(luò)移動性51

  本章參考文獻52

第3章  無線泛在網(wǎng)絡(luò)移動性管理需求56


  3.1  相關(guān)研究項目56

  3.2  國際標準化工作進展70

    3.2.1  IETF70

    3.2.2  ITUT73

    3.2.3  IEEE73

    3.2.4  3GPP74

    3.2.5  ETSI76

  3.3  無線泛在網(wǎng)絡(luò)的移動性場景分析77

  3.4  無線泛在網(wǎng)絡(luò)的移動性管理技術(shù)需求81

    3.4.1  支持多樣化的移動性主體81

    3.4.2  擴展的移動性管理功能82

    3.4.3  移動性管理架構(gòu)演進82

    3.4.4  移動性管理中的自治性83

  本章參考文獻83



第4章  異構(gòu)融合環(huán)境中的移動性管理87


  4.1  異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境87

  4.2  異構(gòu)融合環(huán)境中的移動性管理技術(shù)需求87

  4.3  異構(gòu)移動通信網(wǎng)絡(luò)中的移動性管理88

    4.3.1  異構(gòu)移動通信網(wǎng)絡(luò)概述88

    4.3.2  支持LTE等3GPP接入的SAE網(wǎng)絡(luò)及移動性管理89

    4.3.3  GPRS網(wǎng)絡(luò)和WiFi網(wǎng)絡(luò)的互通架構(gòu)及移動性管理111

    4.3.4  LTE和非3GPP網(wǎng)絡(luò)的融合架構(gòu)及移動性管理114

  4.4  異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)中的垂直切換118

    4.4.1  系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)120

    4.4.2  切換決策120

    4.4.3  切換執(zhí)行122

  4.5  異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中面向業(yè)務流的移動性管理125

    4.5.1  LTE網(wǎng)絡(luò)中面向業(yè)務流的移動性管理127

    4.5.2  支持泛在終端協(xié)同的流移動性管理136

  本章參考文獻138

第5章  車聯(lián)網(wǎng)中的移動性管理143

  5.1  車聯(lián)網(wǎng)概述143

    5.1.1   車聯(lián)網(wǎng)研究背景143

    5.1.2   車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的標準化研究145

    5.1.3  車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的研究項目147

    5.1.4  車聯(lián)網(wǎng)通信場景150

  5.2  車聯(lián)網(wǎng)的移動性管理場景與技術(shù)需求153

    5.2.1  主機移動性管理153

    5.2.2  群組移動性管理154

  5.3  車聯(lián)網(wǎng)的主機移動性管理機制155

    5.3.1   移動性決策155

    5.3.2   移動性管理協(xié)議優(yōu)化156

  5.4  車聯(lián)網(wǎng)的群組移動性管理機制169

    5.4.1   面向移動子網(wǎng)的群組移動性管理169

    5.4.2   面向動態(tài)群組的群組移動性管理177

  本章參考文獻185

第6章  機器通信中的移動性管理194


  6.1  M2M研究背景194

    6.1.1  M2M的概念194

    6.1.2  M2M的應用195

    6.1.3  M2M的標準化196

  6.2  機器通信中的移動性管理技術(shù)需求201

  6.3  支持機器通信的架構(gòu)增強205

    6.3.1  EPS系統(tǒng)架構(gòu)205

    6.3.2  支持MTC通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)增強206

    6.3.3  支持網(wǎng)絡(luò)能力開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)209

    6.3.4  支持NBIoT的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)增強211

  6.4  面向弱移動性的機器通信移動性管理211

    6.4.1  弱移動性特性211

    6.4.2  備選解決方案212

    6.4.3  標準化的技術(shù)方案213

  6.5  面向群組的機器通信移動性管理214

    6.5.1  群組的移動性特性需求214

    6.5.2  基于群組的位置管理215

    6.5.3  基于群組的切換控制216

    6.5.4  面向群組的消息發(fā)送217

  6.6  僅分組交換業(yè)務的移動性管理優(yōu)化219

  6.7  支持小數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊苿有怨芾韮?yōu)化220

    6.7.1  頻繁小數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊苿有怨芾韮?yōu)化221

    6.7.2  非頻繁小數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊苿有怨芾韮?yōu)化223

  6.8  支持終端節(jié)能的移動性管理優(yōu)化225

    6.8.1  終端節(jié)能狀態(tài)225

    6.8.2  擴展空閑態(tài)非連續(xù)接收226

    6.8.3  高延遲通信231

  6.9  支持窄帶物聯(lián)網(wǎng)接入的移動性管理優(yōu)化234

    6.9.1  基于控制面的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化234

    6.9.2  基于用戶面的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化235

  本章參考文獻235

第7章  自治型移動性管理238


  7.1  自治網(wǎng)絡(luò)概述238

    7.1.1  自治系統(tǒng)及其特性239

    7.1.2  自治網(wǎng)絡(luò)241

  7.2  自治網(wǎng)絡(luò)技術(shù)242

    7.2.1  自治網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)243

    7.2.2  自治路由技術(shù)247

    7.2.3  自治安全技術(shù)248

    7.2.4  自治QoS技術(shù)251

  7.3  自治移動性管理252

    7.3.1  需求及優(yōu)勢252

    7.3.2  基本原理253

    7.3.3  典型方法254

  7.4  小結(jié)268

  本章參考文獻269

第8章  分布式移動性管理273


  8.1  移動性管理總體架構(gòu)的演進273

    8.1.1   蜂窩移動通信網(wǎng)的移動性管理架構(gòu)273

    8.1.2   IP網(wǎng)絡(luò)中的移動性管理架構(gòu)275

    8.1.3  小結(jié)與分析277

  8.2  分布式移動性管理的必要性277

    8.2.1   集中式移動性管理存在的問題277

    8.2.2  分布式移動性管理的技術(shù)需求280

    8.2.3  分布式移動性管理技術(shù)研究現(xiàn)狀281

  8.3  分布式移動性管理技術(shù)方案285

    8.3.1  DIMA285

    8.3.2  DMA288

    8.3.3  DPMIPv6290

    8.3.4  MAARbased PMIPv6 DMM292

    8.3.5   Chan’s PMIP based DMM Solution292

    8.3.6  基于標示/位置分離的分布式移動性管理方案294

    8.3.7  DNEMO295

    8.3.8   MLDDMM296

    8.3.9   SAMP297

    8.3.10  現(xiàn)有分布式移動性管理技術(shù)方案比較298

  8.4  集中式與分布式移動性管理技術(shù)對比299

  本章參考文獻300

縮略語303




目    錄

第1章  泛在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)1

  1.1  泛在網(wǎng)絡(luò)的概念和定義1

  1.2  泛在網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)研究2

  1.3  泛在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5

    1.3.1  泛在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5

    1.3.2  泛在網(wǎng)絡(luò)的能力要求7

  1.4  泛在網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)8

  1.5  無線泛在網(wǎng)絡(luò)中的移動性管理10

  本章參考文獻11

第2章  移動性管理技術(shù)概述13

  2.1  移動性管理的基本概念13

    2.1.1  移動性管理的定義13

    2.1.2  移動性的分類14

    2.1.3  移動性管理其他相關(guān)術(shù)語16

  2.2  移動性管理關(guān)鍵控制功能17

    2.2.1  位置管理17

    2.2.2  切換控制23

  2.3  移動性管理典型協(xié)議29

    2.3.1  鏈路層移動性管理典型技術(shù)：蜂窩移動通信網(wǎng)29

    2.3.2  網(wǎng)絡(luò)層移動性管理典型技術(shù)：MIP及其擴展協(xié)議32

    2.3.3  傳輸層移動性管理典型技術(shù)：mSCTP41

    2.3.4  應用層移動性管理典型技術(shù)：SIP45

  2.4  移動性管理目標與技術(shù)48

    2.4.1  終端移動性48

    2.4.2  個人移動性50

    2.4.3  業(yè)務移動性51

    2.4.4  網(wǎng)絡(luò)移動性51

  本章參考文獻52

第3章  無線泛在網(wǎng)絡(luò)移動性管理需求56


  3.1  相關(guān)研究項目56

  3.2  國際標準化工作進展70

    3.2.1  IETF70

    3.2.2  ITUT73

    3.2.3  IEEE73

    3.2.4  3GPP74

    3.2.5  ETSI76

  3.3  無線泛在網(wǎng)絡(luò)的移動性場景分析77

  3.4  無線泛在網(wǎng)絡(luò)的移動性管理技術(shù)需求81

    3.4.1  支持多樣化的移動性主體81

    3.4.2  擴展的移動性管理功能82

    3.4.3  移動性管理架構(gòu)演進82

    3.4.4  移動性管理中的自治性83

  本章參考文獻83



第4章  異構(gòu)融合環(huán)境中的移動性管理87


  4.1  異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境87

  4.2  異構(gòu)融合環(huán)境中的移動性管理技術(shù)需求87

  4.3  異構(gòu)移動通信網(wǎng)絡(luò)中的移動性管理88

    4.3.1  異構(gòu)移動通信網(wǎng)絡(luò)概述88

    4.3.2  支持LTE等3GPP接入的SAE網(wǎng)絡(luò)及移動性管理89

    4.3.3  GPRS網(wǎng)絡(luò)和WiFi網(wǎng)絡(luò)的互通架構(gòu)及移動性管理111

    4.3.4  LTE和非3GPP網(wǎng)絡(luò)的融合架構(gòu)及移動性管理114

  4.4  異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)中的垂直切換118

    4.4.1  系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)120

    4.4.2  切換決策120

    4.4.3  切換執(zhí)行122

  4.5  異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中面向業(yè)務流的移動性管理125

    4.5.1  LTE網(wǎng)絡(luò)中面向業(yè)務流的移動性管理127

    4.5.2  支持泛在終端協(xié)同的流移動性管理136

  本章參考文獻138

第5章  車聯(lián)網(wǎng)中的移動性管理143

  5.1  車聯(lián)網(wǎng)概述143

    5.1.1   車聯(lián)網(wǎng)研究背景143

    5.1.2   車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的標準化研究145

    5.1.3  車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的研究項目147

    5.1.4  車聯(lián)網(wǎng)通信場景150

  5.2  車聯(lián)網(wǎng)的移動性管理場景與技術(shù)需求153

    5.2.1  主機移動性管理153

    5.2.2  群組移動性管理154

  5.3  車聯(lián)網(wǎng)的主機移動性管理機制155

    5.3.1   移動性決策155

    5.3.2   移動性管理協(xié)議優(yōu)化156

  5.4  車聯(lián)網(wǎng)的群組移動性管理機制169

    5.4.1   面向移動子網(wǎng)的群組移動性管理169

    5.4.2   面向動態(tài)群組的群組移動性管理177

  本章參考文獻185

第6章  機器通信中的移動性管理194


  6.1  M2M研究背景194

    6.1.1  M2M的概念194

    6.1.2  M2M的應用195

    6.1.3  M2M的標準化196

  6.2  機器通信中的移動性管理技術(shù)需求201

  6.3  支持機器通信的架構(gòu)增強205

    6.3.1  EPS系統(tǒng)架構(gòu)205

    6.3.2  支持MTC通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)增強206

    6.3.3  支持網(wǎng)絡(luò)能力開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)209

    6.3.4  支持NBIoT的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)增強211

  6.4  面向弱移動性的機器通信移動性管理211

    6.4.1  弱移動性特性211

    6.4.2  備選解決方案212

    6.4.3  標準化的技術(shù)方案213

  6.5  面向群組的機器通信移動性管理214

    6.5.1  群組的移動性特性需求214

    6.5.2  基于群組的位置管理215

    6.5.3  基于群組的切換控制216

    6.5.4  面向群組的消息發(fā)送217

  6.6  僅分組交換業(yè)務的移動性管理優(yōu)化219

  6.7  支持小數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊苿有怨芾韮?yōu)化220

    6.7.1  頻繁小數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊苿有怨芾韮?yōu)化221

    6.7.2  非頻繁小數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊苿有怨芾韮?yōu)化223

  6.8  支持終端節(jié)能的移動性管理優(yōu)化225

    6.8.1  終端節(jié)能狀態(tài)225

    6.8.2  擴展空閑態(tài)非連續(xù)接收226

    6.8.3  高延遲通信231

  6.9  支持窄帶物聯(lián)網(wǎng)接入的移動性管理優(yōu)化234

    6.9.1  基于控制面的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化234

    6.9.2  基于用戶面的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化235

  本章參考文獻235

第7章  自治型移動性管理238


  7.1  自治網(wǎng)絡(luò)概述238

    7.1.1  自治系統(tǒng)及其特性239

    7.1.2  自治網(wǎng)絡(luò)241

  7.2  自治網(wǎng)絡(luò)技術(shù)242

    7.2.1  自治網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)243

    7.2.2  自治路由技術(shù)247

    7.2.3  自治安全技術(shù)248

    7.2.4  自治QoS技術(shù)251

  7.3  自治移動性管理252

    7.3.1  需求及優(yōu)勢252

    7.3.2  基本原理253

    7.3.3  典型方法254

  7.4  小結(jié)268

  本章參考文獻269

第8章  分布式移動性管理273


  8.1  移動性管理總體架構(gòu)的演進273

    8.1.1   蜂窩移動通信網(wǎng)的移動性管理架構(gòu)273

    8.1.2   IP網(wǎng)絡(luò)中的移動性管理架構(gòu)275

    8.1.3  小結(jié)與分析277

  8.2  分布式移動性管理的必要性277

    8.2.1   集中式移動性管理存在的問題277

    8.2.2  分布式移動性管理的技術(shù)需求280

    8.2.3  分布式移動性管理技術(shù)研究現(xiàn)狀281

  8.3  分布式移動性管理技術(shù)方案285

    8.3.1  DIMA285

    8.3.2  DMA288

    8.3.3  DPMIPv6290

    8.3.4  MAARbased PMIPv6 DMM292

    8.3.5   Chan’s PMIP based DMM Solution292

    8.3.6  基于標示/位置分離的分布式移動性管理方案294

    8.3.7  DNEMO295

    8.3.8   MLDDMM296

    8.3.9   SAMP297

    8.3.10  現(xiàn)有分布式移動性管理技術(shù)方案比較298

  8.4  集中式與分布式移動性管理技術(shù)對比299

  本章參考文獻300

縮略語303