结第三章现有小区切换方案研究无线网络常见切换算法切换触发判决算法目标小区选择算法网络标准切换机制切换类型切换流程现有切换方案的不足本章小结第四章基于路由状态的切换方案切换机制整体流程设计切换触发判决算法设计切换策略测量值切换触发判决条件原语设计目标基站选择算法设计选择决策因子决策算法算法性能仿真分析本章小结第五章基于路由状态切换方案的系统仿真与实现网络系统平台简介开发语言和工具系统流程逻辑实体的实现万方数据切换流程的设计切换触发判决扫描邻近基站路由状态预判断小区重选信令标识系统的实现与演示演示系统的网络拓扑切换触发功能演示本章小结第六章总结与展望论文小结展望参考文献附录攻读硕士学位期间撰写的论文附录攻读硕士学位期间申请的专利附录攻读硕士学位期间参加的科研项目致谢万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文专用术语注释表专用术语注释表缩略词说明层次分析法接入服务网络接入服务网关异步传输模式尽力而为业务服务基站宽带无线接入基站标识载波与干扰噪声比业务汇聚子层公共部分子层连接服务网络数据通道数据通道标识快速基站转换网关用户家乡地址硬切换切换网络之间互连的协议媒质接入控制宏分集切换移动终端移动终端标识网络接入点非实时轮询业务代理移动万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文专用术语注释表协议数据单元服务质量实时轮询业务服务流标识主动授权业务微波接入全球互通无线局域网络数字用户线路总称可扩展标记语言万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第章绪论第章绪论课题来源和研究背景课题来源本课题源自江苏省科技计划项目，项目要求自主研发网络路由优化技术，设计实现具有本地路由功能的网关，并最终以网络系统平台演示用户通信过程。本课题主要通过研究现有切换方案，提出套新的基于路由状态的切换机制，并在网络系统平台上实现切换功能。本课题的核心研究成果的锚定点不变，接入网的网络边缘数据锚点不变，切换过程不涉及与之间的接口。因此将这种切换过程称为锚定切换。锚定切换管理锚定切换即网络层切换。终端移动导致锚定点发生改变，从当前重新锚定到另个，新的与之间通过接口交互消息来建立新的数据转发通道，并更新绑定关系。因此将这种切换过程称为锚定切换。本文对切换机制的研究也是基于锚定切换，并不涉及切换。下文只详细描述切换管理。切换功能从逻辑上可将参与切换过程的接入网分为四类终端切换之前的服务接入网。切换触发后可能有个或多个目标，最后有个目标将被选为切换目标并在切换完成后成为服务，为终端提供服务。对终端具有锚定功能。具有认证或密钥分配功能。如图所示，锚定移动性管理可分解为以下三个功能切换功能数据通道功能和内容功能，它们可以分别看成是端到端的交互，共同完成移动性管理。功能管理数据通道的建立和两功能实体之间数据包的传输过程功能控制切换决策操作管理切换相关的信令流程。根据各部分扮演的角色，功能可分为服务功能中继功能目标功能锚定功能功能可进步分为服务功能中继功能目标功能。服务功能用于控制切换决策操作并管理切换相关的信令流程，目标功能主要是选定为切换目标，或提供潜在的切换目标。服务功能能够与目标功能进行交互，准备切换并将切万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章系统简介换结果发至终端。锚定功能驻留在锚定网关处服务切换功能服务功能驻留在服务基站处中继功能中继功能驻留在中继网关处功能可以在网关处，也可以作为网络中独立的网元实体。图移动性管理功能整体参考模型切换功能流程功能控制切换决策操作并管理切换相关的信令流程。图是切换功能网络交互图，交互流程介绍如下服务功能发送消息即发起个切换网络交互。对于任何给定的切换网络交互而言，只会有个服务功能。服务功能从终端处接受到切换指示后，通过发送确定目标功能。目标功能通过发送响应切换网络交互。个切换网络交互中可能存在个或多个目标功能。服务功能与目标功能可以直接交互，也可以通过个或多个中继功能交互。如果出于些原因，服务功能与目标功能不能直接交互，中继功能需提供相关信息至对应的目标功能。从服务功能发出的信令如可能包含多个目标功能的相关信息。在这种情况下，需要应用些行为策略，例如中继功能经由零个或数个中继功能将包含相关信息的单个信令发送至目标功能。第个中继功能需要与服务功能直接联系，获得从目标功能返回的响应，并将相关信息编译为个单响应，该中继功能可以收集所有的响应信息，但不是必要的。如图所示，中继功能将源信令分裂成两个并将其发送到两个目标功能处，接着改中继功能等待从目标功能处返万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章系统简介回的信令，并将两个信息编译成条信令，发送回去。中继功能发送单独的信令至各目标功能，但只转发收到的第条响应信令并丢弃其他的。中继功能的行为类似以上情况所述，但只等待接受限定时间内收到的响应，并忽略在有效时限后到达的响应。图切换功能网络交互如图所示，切换功能网络交互过程中有三条原语和，信令消息的具体功能和内容定义如下服务功能用该原语告知目标功能有条来自的切换请求，该原语中至少包含以下信息移动终端标识，识别请求切换的候选目标列表相关信息内容。目标功能对服务功能的响应信息，是的响应，该原语中至少包含以下信息推荐目标列表该列表必须是候选目标列表的子集。列表中每个目标都标有服务等级。在理想情况下，列表中只包含个目标。如果列表中含有多个目标，那么最终的选择权在于支持切换优化的可选信息目标分配可选切换号切换实施时间。万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章系统简介相关功能实体用以指示服务功能触发个切换过程，例如功能实体，或实体。该原语中至少包含以下信息需进行切换的终端标识列表候选邻居相关信息列表触发器确定切换源，如，或其他功能实体。该信令用以响应，并指出服务功能已从相关实体接收到信令。该原语中包含以下信息该原语用以标明最终的切换行动启动取消或拒绝切换。该信令由服务功能发送至触发功能，至少包含以下信息目标标识下行同步消息上行同步消息。本地路由技术两个用户通信过程中，如果建立的数据路径都经过同个服务或锚定时，数据报文从终端发出后，经过基站服务网关锚定网关，到达后将又被送回到原锚定网关，可见网关到的两段数据链路造成了传输路径上的浪费，在传输大文本数据时不仅浪费了带宽资源，也会造成较大的传输时延。理论上来说，数据报文发送至接入网关后可以不必再经过，接入网关直接将数据报文转发向目的地。更进步，如果个同时是通信双方的服务基站，那么基站也可以作为中转站，直接将报文转发给通信对端，甚至不用经过接入网关，这种即称为本地路由技术。图图表现了采用本地路由技术前后的数据传输路径，在图中利用实线表示通过常规路由传输数据的路径，利用虚线来表示利用本地路由技术后数据传输的路径。通过比较可以发现，利用本地路由技术不仅能够大大减少运营商在传输网络上的投资力度，还能够提升整个网络的吞吐量，节省了有限的带宽资源，此外通信延迟得以下降，通信质量得到了提高。本文的切换机制优化是在利用本地路由技术的基础上进行分析的。万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章系统简介服务锚定常规路由数据传输路径本地路由数据传输路径主叫被叫服务图基于锚定本地路由服务锚定常规路由数据传输路径本地路由数据传输路径主叫被叫图基于服务本地路由服务锚定常规路由数据传输路径本地路由数据传输路径主叫被叫图基于本地路由万方数据单位代码密级硕士学位论文论文题目基于本地路由技术的网络小区切换方案研究缪秋实潘甦教授通信与信息系统移动通信与无线技术工学硕士二零四年二月学号姓名导师学科专业研究方向申请学位类别论文提交日期万方数据万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档允许论文被查阅和借阅可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相致。论文的公布包括刊登授权南京邮电大学研究生院筹办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名导师签名日期研究生签名日期万方数据摘要网络的出现不仅满足了无线宽带接入的发展需要，也很好的解决了“最后公里”接入问题。然而移动用户的增多，多媒体业务应用的日益普及都对网络性能提出挑战。如何设计合理的切换方案，在用户通信过程中提高数据传输速率和链路资源利用率，是值得研究的课题。针对这问题，本文提出了种新的基于路由状态的切换方案，在通信过程中，网络会通知用户进行切换来建立新的基于本地路由的连接路径，这样可以减少数据包在传输过程中经过的路由跳数，增加了数据的传输效率，节省网络资源。本文首先概述了协议和论坛规范，简单介绍了网络参考模型网络拓扑结构以及各功能实体，重点分析移动管理机制，接着介绍了本研发小组创新提出的本地路由技术，描述了该技术的原理及优点。接着，本文在研究现有小区切换方案和网络标准切换机制的基础上，阐述现有切换方案应用于网络的不足，并提出了套基于路由状态的切换方案，设计了具体的切换流程切换触发判决算法和目标基站选择算法，并通过仿真验证了算法性能。最后，本文在网络系统平台下设计实现了切换管理功能，并模拟演示用户间的通信过程切换过程，进步完善了现有平台的功能性。关键词，小区切换，路由状态，网络通信系统万方数据，万方数据目录专用术语注释表第章绪论课题来源和研究背景课题来源研究背景研究内容及意义论文组织结构第二章系统简介协议框架网络结构网络参考模型网络拓扑结构移动性管理切换功能切换功能流程本地路由技术本章小结第三章现有小区切换方案研究无线网络常见切换算法切换触发判决算法目标小区选择算法网络标准切换机制切换类型切