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第1章 导言1

1.1 移动类型2

1.1.1 终端移动性2

1.1.2 个人移动性5

1.1.3 会话移动性6

1.1.4 服务移动性6

1.2 性能需求7

1.3 写作动机8

1.4 主要贡献小结9

第2章 用于多媒体的移动协议分析12

2.1 主要贡献和标志性结果概述12

2.2 引言12

2.3 蜂窝1G移动性14

2.3.1 系统架构14

2.3.2 切换规程15

2.4 蜂窝2G移动性16

2.4.1 GSM16

2.4.2 IS-9519

2.5 蜂窝3G移动性21

2.5.1 WCDMA22

2.5.2 CDMA200024

2.6 4G网络26

2.6.1 演进的分组系统26

2.6.2 WiMAX移动性29

2.7 基于IP的移动性32

2.7.1 网络层宏移动性33

2.7.2 网络层微移动性40

2.7.3 网络移动性45

2.7.4 传输层移动性48

2.7.5 应用层移动性48

2.7.6 主机身份协议49

2.7.7 MOBIKE50

2.7.8 IAPP52

2.8 异构切换53

2.8.1 UMTS-WLAN切换54

2.8.2 LTE-WLAN切换57

2.9 组播安全性63

2.10 结语69

第3章 移动事件的系统分析71

3.1 主要贡献和标志性结果概述72

3.2 引言73

3.3 切换组件的分析75

3.3.1 网络发现和选择77

3.3.2 网络附接77

3.3.3 配置78

3.3.4 安全关联78

3.3.5 绑定更新79

3.3.6 媒体重路由80

3.4 层间切换的影响80

3.4.1 层2时延81

3.4.2 层3时延81

3.4.3 应用层时延82

3.4.4 层间的切换操作82

3.5 结语86

第4章 对移动性建模88

4.1 主要贡献和标志性结果概述88

4.2 引言89

4.3 相关工作89

4.4 将移动性建模为一个离散事件动态系统90

4.5 Petri网原语（基础）91

4.6 基于Petri网的建模方法论93

4.7 切换期间的资源利用率94

4.8 切换过程的数据依赖分析96

4.8.1 基于Petri网的数据依赖97

4.8.2 切换过程期间数据依赖分析98

4.9 切换的Petri网模型102

4.10 切换事件的基于Petri网的分析116

4.10.1 切换中死锁的分析116

4.10.2 可达性分析118

4.10.3 矩阵方程120

4.11 使用Petri网的系统性能评估121

4.11.1 基于周期时间的方法121

4.11.2 基于Floyd算法的方法122

4.11.3 资源-时间乘积方法123

4.12 优化的机会125

4.12.1 切换操作中并行性分析126

4.12.2 提前操作的机会127

4.13 结语127

第5章 层2优化128

5.1 引言128

5.2 相关工作128

5.3 IEEE 802.11标准129

5.3.1 IEEE 802.11无线LAN架构130

5.3.2 IEEE 802.11管理帧131

5.4 采用主动扫描的切换规程132

5.5 快速切换算法134

5.5.1 选择性扫描134

5.5.2 缓存136

5.6 实现138

5.7 测量139

5.7.1 试验设置139

5.7.2 环境139

5.7.3 试验139

5.8 测量结果140

5.8.1 切换时间140

5.8.2 分组丢失140

5.9 结论和未来工作142

第6章 移动优化技术144

6.1 主要贡献和标志性结果概述144

6.1.1 发现144

6.1.2 认证145

6.1.3 层3配置145

6.1.4 层3安全关联146

6.1.5 绑定更新147

6.1.6 媒体重路由147

6.1.7 路由优化148

6.1.8 媒体无关的跨层触发器149

6.2 引言150

6.3 发现150

6.3.1 主要原则151

6.3.2 相关工作151

6.3.3 应用层发现152

6.3.4 试验结果和分析155

6.4 认证158

6.4.1 主要原则160

6.4.2 相关工作160

6.4.3 网络层辅助的预认证163

6.4.4 试验结果和分析167

6.5 层3配置170

6.5.1 主要原则173

6.5.2 相关工作173

6.5.3 路由器辅助的重复地址检测174

6.5.4 提前IP地址配置175

6.5.5 试验结果和分析176

6.6 层3安全关联177

6.6.1 主要原则177

6.6.2 相关工作177

6.6.3 锚点辅助的安全关联178

6.6.4 试验结果和分析181

6.7 绑定更新184

6.7.1 主要原则184

6.7.2 相关工作185

6.7.3 层次化绑定更新185

6.7.4 试验结果和分析189

6.7.5 提前式绑定更新191

6.8 媒体重路由192

6.8.1 主要原则192

6.8.2 相关工作193

6.8.3 使用转发代理的数据重定向193

6.8.4 移动中介辅助的时间约束下的数据重定向195

6.8.5 时间约束的局部化组播198

6.9 媒体缓冲202

6.9.1 主要原则203

6.9.2 相关工作204

6.9.3 用于边缘缓冲的协议204

6.9.4 试验结果和分析208

6.9.5 缓冲时延和分组丢失之间折中的分析212

6.10 路由优化213

6.10.1 主要原则213

6.10.2 相关工作214

6.10.3 采用应用层移动维护一条直接路径214

6.10.4 在端点处截获器辅助的分组修改器215

6.10.5 截获中介辅助的路由优化217

6.10.6 代价分析和试验分析219

6.10.7 基于绑定缓存的路由优化222

6.11 媒体无关的跨层触发器225

6.11.1 主要原则225

6.11.2 相关工作225

6.11.3 媒体无关切换功能226

6.11.4 比较快速的链路下线检测方案231

6.12 结语234

第7章 对多层移动协议的优化236

7.1 主要贡献和标志性结果概述236

7.2 引言237

7.3 主要原则237

7.4 相关工作238

7.5 多层移动方法239

7.5.1 基于策略的移动协议：SIP和MIP-LR239

7.5.2 采用MMP集成SIP和MIP-LR240

7.5.3 集成全局移动协议和微移动协议243

7.5.4 多层移动协议的实现244

7.5.5 实现和性能问题245

7.6 结语247

第8章 对同时移动的优化249

8.1 主要贡献和标志性结果概述249

8.2 引言249

8.3 同时移动问题图示251

8.4 相关工作253

8.5 主要优化技术254

8.6 分析框架254

8.6.1 基础概念254

8.6.2 切换序列254

8.6.3 绑定更新256

8.6.4 位置中介和绑定更新中介257

8.7 分析同时移动问题259

8.8 同时移动的概率262

8.9 解决方案264

8.9.1 软切换264

8.9.2 接收方侧的机制265

8.9.3 发送方侧的机制266

8.10 应用各种解决方案机制268

8.10.1 移动IPv6268

8.10.2 MIP-LR270

8.10.3 基于SIP的移动性270

8.11 结语272

第9章 对组播流化的切换优化274

9.1 主要贡献和标志性结果概述274

9.2 引言275

9.3 主要原则278

9.4 相关工作279

9.5 一个层次结构式组播架构中的移动性280

9.5.1 信道宣告282

9.5.2 信道管理282

9.5.3 信道调谐283

9.5.4 本地广告插入283

9.5.5 信道监测器284

9.5.6 安全284

9.6 针对组播媒体交付的优化技术285

9.6.1 反应式触发286

9.6.2 提前式触发287

9.6.3 在一个移动节点配置期间触发288

9.7 试验结果和性能分析288

9.7.1 试验结果288

9.7.2 性能分析292

9.8 结语294

第10章 协作漫游296

10.1 引言296

10.2 相关工作298

10.3 IP组播寻址300

10.4 协作式漫游300

10.4.1 概述300

10.4.2 L2协作协议301

10.4.3 L3协作协议302

10.5 协作认证303

10.5.1 IEEE 802.1x概述303

10.5.2 认证过程中的协作304

10.5.3 中继过程305

10.6 安全307

10.6.1 漫游中的安全问题307

10.6.2 协作认证和安全308

10.7 流化媒体支持309

10.8 带宽和能量使用310

10.9 试验311

10.9.1 环境311

10.9.2 实现细节311

10.9.3 试验设置312

10.9.4 结果313

10.10 应用层移动317

10.11 负载均衡319

10.12 组播和扩展性320

10.13 组播的一种替代方法320

10.14 结论和未来工作321

第11章 系统评估323

11.1 主要贡献和标志性结果概述323

11.2 引言324

11.3 试验验证324

11.3.1 媒体无关预认证框架324

11.3.2 技术内切换327

11.3.3 技术间切换330

11.3.4 跨层触发器辅助的预认证331

11.3.5 采用802.2 1触发器的移动节点发起的切换333

11.3.6 采用802.2 1触发器的网络发起的切换335

11.3.7 切换准备时间336

11.4 IP多媒体子系统中的切换优化339

11.4.1 非优化的切换模式339

11.4.2 对反应式语境传递的优化340

11.4.3 带有提前安全语境传递的优化341

11.4.4 性能结果342

11.5 使用基于Petri网模型的系统验证344

11.5.1 切换功能的基于MATLAB的建模344

11.5.2 基于Petri网的优化安全关联模型347

11.5.3 基于Petri网的层次结构绑定更新模型349

11.5.4 基于Petri网的在途数据媒体重定向模型350

11.5.5 基于Petri网的优化配置模型350

11.5.6 基于Petri网的组播移动模型352

11.6 调度切换操作353

11.6.1 顺序调度354

11.6.2 并发调度355

11.6.3 提前调度355

11.7 系统性能的验证356

11.7.1 基于周期时间的方法357

11.7.2 使用Floyd算法357

11.8 基于Petri网的多接口移动性建模359

11.8.1 多穴连接场景359

11.8.2 连接前中断场景359

11.8.3 中断前连接场景359

11.8.4 基于MATLAB的多接口移动的Petri网络建模359

11.9 切换调度中的死锁362

11.9.1 带有死锁的切换调度363

11.9.2 切换调度中的死锁预防和避免364

11.10 并发性等级和资源的分析367

11.11 提前切换的折中分析373

11.12 结语376

第12章 结论377

12.1 移动优化的通用原则377

12.2 贡献概述378

12.3 未来工作379

附录381

附录A 用于应用层发现的RDF方案381

附录B 移动相关术语的定义383

参考文献391