WiMAX作为一项新兴的无线宽带技术,受到很多运营商的青睐,其中一个很重要的原因就是其对移动性的良好支持。移动性包括了对处于空闲/休眠模式和连接模式下终端跨小区移动时的业务处理,空闲/休眠模式下的移动性处理包括如寻呼、位置更新、省电模式等功能,切换功能专指连接模式下的终端在不同层次的移动后,系统通过一定的处理来保证业务连接的连续性。下面从WiMAX网络结构入手,来分析不同类型的切换处理流程和实现,进一步结合业务需求,提出评估切换性能的一些通用指标(KPI)。
WiMAX网络结构和切换分类
在WiMAX论坛网络工作组NWG定义的WiMAX端到端网络系统结构(版本1.0)中,对WiMAX的系统结构和网元之间的接口作出了定义。
WiMAX终端通过空中接口R1与ASN部分进行信令和数据交互,ASN通过R3和R4接口与CSN、相邻的ASN进行消息沟通和数据传递。当WiMAX终端移动时,会发生小区、ASN、甚至CSN的不同层次更迭和替换,服务小区发生变化后、即切换过程被触发后,ASN等网元要进行相应的数据、信令承载的变化处理,来保证数据业务连接的连续和一贯性,尽可能地降低对最终用户使用感受的影响。
进一步细化ASN的功能和结构,在NWG的定义中它由两部分组成:BS和ASN_GW。这两部分协同来完成接入鉴权、密钥分配、上下文管理、无线资源控制和调度、业务流管理、位置区管理和寻呼、以及移动性管理等功能。它们之间的通信接口包括了R6接口、R4接口和R8接口。R6接口规定了基站BS和接入业务网络网关设备ASN_GW之间的处理流程,R4和R8接口定义了ASN_GW之间、BS之间的交互过程。根据接入服务网络ASN功能在BS和ASN_GW之间分配的不同,NWG建议了三种ASN网络结构(ASN Profile A/B/C),因此造成了R6接口在实现上的一些不统一。论坛也正在做一些归一化(Harmonization)的协调处理,准备在新的版本中删除Profile A,来简化一些ASN的互操作处理。此外,NWG亦建议ASN_GW的功能一般分为DP(Decision Point)和EP(policy Enforcement Point)两部分,分别进行信令平面和数据平面的功能处理,结合WiMAX高层移动性的功能通过移动IP(Mobile IP)来实现,在有些厂家的实现中会将外部代理(Foreign Agent)和EP功能结合在一起进行处理。
如前所说,WiMAX终端在业务使用过程中移动时,可能会发生服务小区的变更;如果服务小区归属于不同的ASN-GW,也会触发不同ASN_GW、不同外部代理FA之间的消息和数据交互;如果服务ASN和切换的目标ASN属于不同的网络接入提供商NAP(Network Access Provider)时,还需通过同一连接业务网CSN部分来进行协调(Coordination)和传递(Relay)处理。
归纳起来,根据切换过程中涉及到的网元和归属情况,可将切换分成以下几类:
1.Intra-ASN/FA切换
2.Inter-ASN/FA切换
结合切换过程中,网络侧有关IP层的不同处理,又可将上面描述的切换类型归纳为二层切换(Intra-ASN/FA)和三层切换(Inter-ASN/FA)。二层切换在切换过程中主要为MAC层和物理层的一些处理,在802.16e中做出了详细的规定;三层切换除了MAC层和物理层的变化和处理,还涉及到归属ASN/FA的变更,WiMAX论坛建议使用移动IP的方式来保证业务连接的连续性。
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