移动性管理是无线泛在网络中的重要技术之一。如何适应无线泛在网络的异构性、协同性、自组织性、环境感知性，实现对多域、多维、多粒度移动性的支持，是泛在网络移动性管理面临的重要挑战。本书紧扣无线泛在网络的特点及其特殊的移动性场景与需求，从网络环境和通信场景的角度，分别介绍了异构网络环境中的移动性管理、车载通信网络中的移动性管理、机器通信中的移动性管理技术；从移动性管理技术演进的角度，分别介绍了自治型移动性管理技术和分布式移动性管理技术。
本书可供泛在网络、移动互联网相关领域的科研人员和工程技术人员参考使用，也可以作为高等院校计算机专业和通信专业师生的参考书。
本书为国家出版基金资助图书《未来无线通信网络》的分册。无线泛在网络利用现有的和新兴的网络技术，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策与使用，为用户提供泛在的、无所不含的信息服务和应用。无线泛在网络以异构性、协同性、自组织性、环境感知性为特点，面临网络的异构融合、终端的协同性、用户的移动性、业务数据流量特征、广义感知与自治控制等全新的挑战。移动性管理作为无线泛在网络中的重要技术，由于泛在网络在网络架构、通信方式、终端类型、技术特点和业务与应用上的扩展，涌现出更加丰富和特殊的移动性场景，从传统的人的移动扩展到了人、物和服务的移动的融合，呈现出全新的移动性管理技术需求。
本书系统介绍了无线泛在网络的移动性管理技术，分别从网络环境和通信场景的角度、移动性管理技术演进的角度，阐述了无线泛在网络中的移动性管理相关研究与技术方案。
时岩，女，博士，1997 年毕业于北京交通大学计算机科学与技术系， 获工学学士学位；2007 年毕业于北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，获工学博士学位；毕业后在北京邮电大学任教至今。自攻读博士学位期间开始，就致力于未来泛在、异构网络及其中的移动性管理技术研究。近年来参与了与课题内容密切相关的多项国家863 项目、国家科技重大专项项目、欧盟FP7 项目、中国-瑞典政府间合作项目，以及与中国移动、爱立信等国内外知名企业的横向合作项目，出版专著1 本，在国内外学术期刊及国际会议上发表学术论文20余篇，申请国家发明专利1 项。
目 录
第1章 泛在网络架构及关键技术1
1.1 泛在网络的概念和定义1
1.2 泛在网络的相关研究2
1.3 泛在网络架构5
1.3.1 泛在网络架构5
1.3.2 泛在网络的能力要求7
1.4 泛在网络中网络技术面临的挑战8
1.5 无线泛在网络中的移动性管理10
本章参考文献11
第2章 移动性管理技术概述13
2.1 移动性管理的基本概念13
2.1.1 移动性管理的定义13
2.1.2 移动性的分类14
2.1.3 移动性管理其他相关术语16
2.2 移动性管理关键控制功能17
2.2.1 位置管理17
2.2.2 切换控制23
2.3 移动性管理典型协议29
2.3.1 链路层移动性管理典型技术：蜂窝移动通信网29
2.3.2 网络层移动性管理典型技术：MIP及其扩展协议32
2.3.3 传输层移动性管理典型技术：mSCTP41
2.3.4 应用层移动性管理典型技术：SIP45
2.4 移动性管理目标与技术48
2.4.1 终端移动性48
2.4.2 个人移动性50
2.4.3 业务移动性51
2.4.4 网络移动性51
本章参考文献52
第3章 无线泛在网络移动性管理需求56
3.1 相关研究项目56
3.2 国际标准化工作进展70
3.2.1 IETF70
3.2.2 ITUT73
3.2.3 IEEE73
3.2.4 3GPP74
3.2.5 ETSI76
3.3 无线泛在网络的移动性场景分析77
3.4 无线泛在网络的移动性管理技术需求81
3.4.1 支持多样化的移动性主体81
3.4.2 扩展的移动性管理功能82
3.4.3 移动性管理架构演进82
3.4.4 移动性管理中的自治性83
本章参考文献83
第4章 异构融合环境中的移动性管理87
4.1 异构融合网络环境87
4.2 异构融合环境中的移动性管理技术需求87
4.3 异构移动通信网络中的移动性管理88
4.3.1 异构移动通信网络概述88
4.3.2 支持LTE等3GPP接入的SAE网络及移动性管理89
4.3.3 GPRS网络和WiFi网络的互通架构及移动性管理111
4.3.4 LTE和非3GPP网络的融合架构及移动性管理114
4.4 异构融合网络中的垂直切换118
4.4.1 系统发现120
4.4.2 切换决策120
4.4.3 切换执行122
4.5 异构网络中面向业务流的移动性管理125
4.5.1 LTE网络中面向业务流的移动性管理127
4.5.2 支持泛在终端协同的流移动性管理136
本章参考文献138
第5章 车联网中的移动性管理143
5.1 车联网概述143
5.1.1 车联网研究背景143
5.1.2 车联网相关的标准化研究145
5.1.3 车联网相关的研究项目147
5.1.4 车联网通信场景150
5.2 车联网的移动性管理场景与技术需求153
5.2.1 主机移动性管理153
5.2.2 群组移动性管理154
5.3 车联网的主机移动性管理机制155
5.3.1 移动性决策155
5.3.2 移动性管理协议优化156
5.4 车联网的群组移动性管理机制169
5.4.1 面向移动子网的群组移动性管理169
5.4.2 面向动态群组的群组移动性管理177
本章参考文献185
第6章 机器通信中的移动性管理194
6.1 M2M研究背景194
6.1.1 M2M的概念194
6.1.2 M2M的应用195
6.1.3 M2M的标准化196
6.2 机器通信中的移动性管理技术需求201
6.3 支持机器通信的架构增强205
6.3.1 EPS系统架构205
6.3.2 支持MTC通信的网络架构增强206
6.3.3 支持网络能力开放的网络架构209
6.3.4 支持NBIoT的网络架构增强211
6.4 面向弱移动性的机器通信移动性管理211
6.4.1 弱移动性特性211
6.4.2 备选解决方案212
6.4.3 标准化的技术方案213
6.5 面向群组的机器通信移动性管理214
6.5.1 群组的移动性特性需求214
6.5.2 基于群组的位置管理215
6.5.3 基于群组的切换控制216
6.5.4 面向群组的消息发送217
6.6 仅分组交换业务的移动性管理优化219
6.7 支持小数据传输的移动性管理优化220
6.7.1 频繁小数据传输的移动性管理优化221
6.7.2 非频繁小数据传输的移动性管理优化223
6.8 支持终端节能的移动性管理优化225
6.8.1 终端节能状态225
6.8.2 扩展空闲态非连续接收226
6.8.3 高延迟通信231
6.9 支持窄带物联网接入的移动性管理优化234
6.9.1 基于控制面的数据传输优化234
6.9.2 基于用户面的数据传输优化235
本章参考文献235
第7章 自治型移动性管理238
7.1 自治网络概述238
7.1.1 自治系统及其特性239
7.1.2 自治网络241
7.2 自治网络技术242
7.2.1 自治网络架构243
7.2.2 自治路由技术247
7.2.3 自治安全技术248
7.2.4 自治QoS技术251
7.3 自治移动性管理252
7.3.1 需求及优势252
7.3.2 基本原理253
7.3.3 典型方法254
7.4 小结268
本章参考文献269
第8章 分布式移动性管理273
8.1 移动性管理总体架构的演进273
8.1.1 蜂窝移动通信网的移动性管理架构273
8.1.2 IP网络中的移动性管理架构275
8.1.3 小结与分析277
8.2 分布式移动性管理的必要性277
8.2.1 集中式移动性管理存在的问题277
8.2.2 分布式移动性管理的技术需求280
8.2.3 分布式移动性管理技术研究现状281
8.3 分布式移动性管理技术方案285
8.3.1 DIMA285
8.3.2 DMA288
8.3.3 DPMIPv6290
8.3.4 MAARbased PMIPv6 DMM292
8.3.5 Chan’s PMIP based DMM Solution292
8.3.6 基于标示/位置分离的分布式移动性管理方案294
8.3.7 DNEMO295
8.3.8 MLDDMM296
8.3.9 SAMP297
8.3.10 现有分布式移动性管理技术方案比较298
8.4 集中式与分布式移动性管理技术对比299
本章参考文献300
缩略语303
目 录
第1章 泛在网络架构及关键技术1
1.1 泛在网络的概念和定义1
1.2 泛在网络的相关研究2
1.3 泛在网络架构5
1.3.1 泛在网络架构5
1.3.2 泛在网络的能力要求7
1.4 泛在网络中网络技术面临的挑战8
1.5 无线泛在网络中的移动性管理10
本章参考文献11
第2章 移动性管理技术概述13
2.1 移动性管理的基本概念13
2.1.1 移动性管理的定义13
2.1.2 移动性的分类14
2.1.3 移动性管理其他相关术语16
2.2 移动性管理关键控制功能17
2.2.1 位置管理17
2.2.2 切换控制23
2.3 移动性管理典型协议29
2.3.1 链路层移动性管理典型技术：蜂窝移动通信网29
2.3.2 网络层移动性管理典型技术：MIP及其扩展协议32
2.3.3 传输层移动性管理典型技术：mSCTP41
2.3.4 应用层移动性管理典型技术：SIP45
2.4 移动性管理目标与技术48
2.4.1 终端移动性48
2.4.2 个人移动性50
2.4.3 业务移动性51
2.4.4 网络移动性51
本章参考文献52
第3章 无线泛在网络移动性管理需求56
3.1 相关研究项目56
3.2 国际标准化工作进展70
3.2.1 IETF70
3.2.2 ITUT73
3.2.3 IEEE73
3.2.4 3GPP74
3.2.5 ETSI76
3.3 无线泛在网络的移动性场景分析77
3.4 无线泛在网络的移动性管理技术需求81
3.4.1 支持多样化的移动性主体81
3.4.2 扩展的移动性管理功能82
3.4.3 移动性管理架构演进82
3.4.4 移动性管理中的自治性83
本章参考文献83
第4章 异构融合环境中的移动性管理87
4.1 异构融合网络环境87
4.2 异构融合环境中的移动性管理技术需求87
4.3 异构移动通信网络中的移动性管理88
4.3.1 异构移动通信网络概述88
4.3.2 支持LTE等3GPP接入的SAE网络及移动性管理89
4.3.3 GPRS网络和WiFi网络的互通架构及移动性管理111
4.3.4 LTE和非3GPP网络的融合架构及移动性管理114
4.4 异构融合网络中的垂直切换118
4.4.1 系统发现120
4.4.2 切换决策120
4.4.3 切换执行122
4.5 异构网络中面向业务流的移动性管理125
4.5.1 LTE网络中面向业务流的移动性管理127
4.5.2 支持泛在终端协同的流移动性管理136
本章参考文献138
第5章 车联网中的移动性管理143
5.1 车联网概述143
5.1.1 车联网研究背景143
5.1.2 车联网相关的标准化研究145
5.1.3 车联网相关的研究项目147
5.1.4 车联网通信场景150
5.2 车联网的移动性管理场景与技术需求153
5.2.1 主机移动性管理153
5.2.2 群组移动性管理154
5.3 车联网的主机移动性管理机制155
5.3.1 移动性决策155
5.3.2 移动性管理协议优化156
5.4 车联网的群组移动性管理机制169
5.4.1 面向移动子网的群组移动性管理169
5.4.2 面向动态群组的群组移动性管理177
本章参考文献185
第6章 机器通信中的移动性管理194
6.1 M2M研究背景194
6.1.1 M2M的概念194
6.1.2 M2M的应用195
6.1.3 M2M的标准化196
6.2 机器通信中的移动性管理技术需求201
6.3 支持机器通信的架构增强205
6.3.1 EPS系统架构205
6.3.2 支持MTC通信的网络架构增强206
6.3.3 支持网络能力开放的网络架构209
6.3.4 支持NBIoT的网络架构增强211
6.4 面向弱移动性的机器通信移动性管理211
6.4.1 弱移动性特性211
6.4.2 备选解决方案212
6.4.3 标准化的技术方案213
6.5 面向群组的机器通信移动性管理214
6.5.1 群组的移动性特性需求214
6.5.2 基于群组的位置管理215
6.5.3 基于群组的切换控制216
6.5.4 面向群组的消息发送217
6.6 仅分组交换业务的移动性管理优化219
6.7 支持小数据传输的移动性管理优化220
6.7.1 频繁小数据传输的移动性管理优化221
6.7.2 非频繁小数据传输的移动性管理优化223
6.8 支持终端节能的移动性管理优化225
6.8.1 终端节能状态225
6.8.2 扩展空闲态非连续接收226
6.8.3 高延迟通信231
6.9 支持窄带物联网接入的移动性管理优化234
6.9.1 基于控制面的数据传输优化234
6.9.2 基于用户面的数据传输优化235
本章参考文献235
第7章 自治型移动性管理238
7.1 自治网络概述238
7.1.1 自治系统及其特性239
7.1.2 自治网络241
7.2 自治网络技术242
7.2.1 自治网络架构243
7.2.2 自治路由技术247
7.2.3 自治安全技术248
7.2.4 自治QoS技术251
7.3 自治移动性管理252
7.3.1 需求及优势252
7.3.2 基本原理253
7.3.3 典型方法254
7.4 小结268
本章参考文献269
第8章 分布式移动性管理273
8.1 移动性管理总体架构的演进273
8.1.1 蜂窝移动通信网的移动性管理架构273
8.1.2 IP网络中的移动性管理架构275
8.1.3 小结与分析277
8.2 分布式移动性管理的必要性277
8.2.1 集中式移动性管理存在的问题277
8.2.2 分布式移动性管理的技术需求280
8.2.3 分布式移动性管理技术研究现状281
8.3 分布式移动性管理技术方案285
8.3.1 DIMA285
8.3.2 DMA288
8.3.3 DPMIPv6290
8.3.4 MAARbased PMIPv6 DMM292
8.3.5 Chan’s PMIP based DMM Solution292
8.3.6 基于标示/位置分离的分布式移动性管理方案294
8.3.7 DNEMO295
8.3.8 MLDDMM296
8.3.9 SAMP297
8.3.10 现有分布式移动性管理技术方案比较298
8.4 集中式与分布式移动性管理技术对比299
本章参考文献300
缩略语303
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