基于IP的WiMAX网络的解决方案

非冲突的测距提供更快和可信的同步方法，但是以耗费资源为代价；关联化使移动站得以记录对分集集合的基站成功扫描和测距的次数，加速转移该移动站的业务到目标基站；而邻居列表广播使得基站借助于网络站点回程(back-haul)产生邻居列表，支持移动站的切换服务。其中列表信息在 MOB_NBR_ADV的消息元素"handoffNeighbor preference"中。基站周期发送邻居列表，每个基站维持邻居基站的MAC地址映射表和其索引。

　　1.2.2 MAC层切换能力

　　硬切换是IEEE 802.16e中必须支持的模式。在硬切换下，高层连接和MAC层的汇聚子层数据可以缓冲并随后无缝地转移到目标基站。宏分集切换(MDHO)和快速基站切换(FBSS)是增强的可选的切换模式。MDHO对于上行和下行传输都是可支持的，它允许移动站同时和在分集集合内的多个基站进行收发传输。FBSS与 MDHO的区别在于，在FBSS中移动站虽然和所有的候选基站进行同步，但它只和一个中心基站进行通信。硬切换、MDHO和FBSS技术提供了不同应用层面的移动支持，其中MDHO和FBSS可减少切换时延，并支持有效的资源和网络管理。

　　2 WiMAX闷络参考模型

　　基于IEEE 802.16技术，WiMAX论坛提供了支持移动性的网络体系架构，以支持对MAC层之上的移动服务，并支持在不同网络节点的漫游和切换服务。

　　图 2中所示的网络参考模型(NRM)包括了接入服务网络(ASN)和连接服务网络(CSN)的各逻辑功能实体。ASN由一个或多个基站，一个或多个ASN- GW(ASN网关)组成，它是一个完整的网络功能集合，提供诸如无线资源管理(RRM)、数据转发、数据完整性、密钥分配等关键功能，向WiMAX用户提供无线接入服务。其中，RRM功能可以在基站或ASN-GW完成。完成该功能的某节点可以请求其他基站以得到所需的信息，利用此信息帮助确定候选的基站以满足切换和负载平衡等处理的需要。在密匙分配中，一个成对的主密钥(pairwise master key，PMK)在移动站侧计算得到并转发至在ASN-GW中的中心授权机构。PMK和基站标识符一起用于产生认证密码(authenTIcation key，AK)。当切换到目标基站需要新的AK。采用分布计算支持在ASN-GW中产生新的用于对应目标基站的AK，并作为切换信息发送给目标基站。这种处理方法可以避免在每次切换时执行用户认证过程，从而减少处理延迟。CSN需向WiMAX用户提供如AAA和DHCP服务器、数据库等的核心业务能力。不同的逻辑实体间通过各参考点(R1，R4和R5等)完成互操作。

　　3 基于IP的移动WiMAX网络

　　由以上分析可以看出，IEEE 802.16e提供了在物理层和MAC层中支持移动性的能力，WiMAX论坛则提供了MAC层之上的网络接口和互联模型，更包括了提供移动性管理、资源管理和AAA服务能力。以下研究基于移动IP和WiMAX技术的移动网络服务。

　　3.1 基于IP的移动WiMAX应用模型

　　图 3所示为基于IP的移动WiMAX应用模型。模型包括有如下功能：提供逻辑分割上述步骤的能力和基于IP的选路和连接管理以支持在孤岛和互联模式下的不同应用场景；支持多个NSP共享1个NAP的ASN网络；支持1个NSP向多个ASN提供服务以管理1个或多个NAP；支持移动站或SS发现和选择接入的 NSP；支持NAP采用1个或多个ASN网络拓扑；支持通过互联接入不同运营商的服务；提供在不同组的网络实体开放参考点，使不同运营商基于不同实体实现不同功能组合。为实现IP移动网络管理，该网络应支持移动IP技术，也即CSN需向WiMAX用户提供包括IP连接服务、网络切换和系统漫游的能力。

　　3.2 移动IP技术

　　移动IP允许移动站在不改变其IP地址的情况下变更其接入Internet的接人点，也即允许移动站在执行切换时保持传输和高层的连接。指向移动站的分组包首先被选路至家乡网络，移动站的家乡代理截获该分组并将其隧道化给该移动站常报告的当前地址。WiMAX论坛的NWG组允许2种移动解决方案时。利用用户 MIP(Client MIP)解决方案，可利用传统的移动IP信令完成移动管理。在代理MIP(proxyMIP)，网络侧可以初始化一个移动IP客户端过程，由该虚拟客户完成移动IP信令过程。

　　3.3 WiMAX网络应用模型的系统切换和漫游服务

　　WiMAX应用模型可以支持在同网关(ASN-GW)内的系统内切换，不同网关间的切换以及漫游服务，以下结合IEEE 802.16e协议进行进一步分析。

　　3.3.1 Intra-ASN系统内切换

根据IEEE 802.16e提供的物理层和MAC层能力以及WiMAX网络参考模型完成Intra-ASN系统内切换。其中可采用R8接口(图3未示出)实现基站间的通信。在OFDMA系统中，可根据载干比(CINR)参数来决定切换。在各种切换类型中，连续的CINR测量都是必须的。遵照IEEE 802.16e协议的相关规定，系统可以通过扫描请求和响应消息