移動性管理是無線泛在網絡中的重要技術之一。如何適應無線泛在網絡的異構性、協同性、自組織性、環境感知性，實現對多域、多維、多粒度移動性的支持，是泛在網絡移動性管理面臨的重要挑戰。本書緊扣無線泛在網絡的特點及其特殊的移動性場景與需求，從網絡環境和通信場景的角度，分別介紹了異構網絡環境中的移動性管理、車載通信網絡中的移動性管理、機器通信中的移動性管理技術；從移動性管理技術演進的角度，分別介紹了自治型移動性管理技術和分布式移動性管理技術。
本書可供泛在網絡、移動互聯網相關領域的科研人員和工程技術人員參考使用，也可以作為高等院校計算機專業和通信專業師生的參考書。
本書為國家出版基金資助圖書《未來無線通信網絡》的分冊。無線泛在網絡利用現有的和新興的網絡技術，實現人與人、人與物、物與物之間按需進行的信息獲取、傳遞、存儲、認知、決策與使用，為用戶提供泛在的、無所不含的信息服務和應用。無線泛在網絡以異構性、協同性、自組織性、環境感知性為特點，面臨網絡的異構融合、終端的協同性、用戶的移動性、業務數據流量特征、廣義感知與自治控制等全新的挑戰。移動性管理作為無線泛在網絡中的重要技術，由于泛在網絡在網絡架構、通信方式、終端類型、技術特點和業務與應用上的擴展，涌現出更加豐富和特殊的移動性場景，從傳統的人的移動擴展到了人、物和服務的移動的融合，呈現出全新的移動性管理技術需求。
本書系統介紹了無線泛在網絡的移動性管理技術，分別從網絡環境和通信場景的角度、移動性管理技術演進的角度，闡述了無線泛在網絡中的移動性管理相關研究與技術方案。
時巖，女，博士，1997 年畢業于北京交通大學計算機科學與技術系， 獲工學學士學位；2007 年畢業于北京郵電大學網絡與交換技術國家重點實驗室，獲工學博士學位；畢業后在北京郵電大學任教至今。自攻讀博士學位期間開始，就致力于未來泛在、異構網絡及其中的移動性管理技術研究。近年來參與了與課題內容密切相關的多項國家863 項目、國家科技重大專項項目、歐盟FP7 項目、中國-瑞典政府間合作項目，以及與中國移動、愛立信等國內外知名企業的橫向合作項目，出版專著1 本，在國內外學術期刊及國際會議上發表學術論文20余篇，申請國家發明專利1 項。
目 錄
第1章 泛在網絡架構及關鍵技術1
1.1 泛在網絡的概念和定義1
1.2 泛在網絡的相關研究2
1.3 泛在網絡架構5
1.3.1 泛在網絡架構5
1.3.2 泛在網絡的能力要求7
1.4 泛在網絡中網絡技術面臨的挑戰8
1.5 無線泛在網絡中的移動性管理10
本章參考文獻11
第2章 移動性管理技術概述13
2.1 移動性管理的基本概念13
2.1.1 移動性管理的定義13
2.1.2 移動性的分類14
2.1.3 移動性管理其他相關術語16
2.2 移動性管理關鍵控制功能17
2.2.1 位置管理17
2.2.2 切換控制23
2.3 移動性管理典型協議29
2.3.1 鏈路層移動性管理典型技術：蜂窩移動通信網29
2.3.2 網絡層移動性管理典型技術：MIP及其擴展協議32
2.3.3 傳輸層移動性管理典型技術：mSCTP41
2.3.4 應用層移動性管理典型技術：SIP45
2.4 移動性管理目標與技術48
2.4.1 終端移動性48
2.4.2 個人移動性50
2.4.3 業務移動性51
2.4.4 網絡移動性51
本章參考文獻52
第3章 無線泛在網絡移動性管理需求56
3.1 相關研究項目56
3.2 國際標準化工作進展70
3.2.1 IETF70
3.2.2 ITUT73
3.2.3 IEEE73
3.2.4 3GPP74
3.2.5 ETSI76
3.3 無線泛在網絡的移動性場景分析77
3.4 無線泛在網絡的移動性管理技術需求81
3.4.1 支持多樣化的移動性主體81
3.4.2 擴展的移動性管理功能82
3.4.3 移動性管理架構演進82
3.4.4 移動性管理中的自治性83
本章參考文獻83
第4章 異構融合環境中的移動性管理87
4.1 異構融合網絡環境87
4.2 異構融合環境中的移動性管理技術需求87
4.3 異構移動通信網絡中的移動性管理88
4.3.1 異構移動通信網絡概述88
4.3.2 支持LTE等3GPP接入的SAE網絡及移動性管理89
4.3.3 GPRS網絡和WiFi網絡的互通架構及移動性管理111
4.3.4 LTE和非3GPP網絡的融合架構及移動性管理114
4.4 異構融合網絡中的垂直切換118
4.4.1 系統發現120
4.4.2 切換決策120
4.4.3 切換執行122
4.5 異構網絡中面向業務流的移動性管理125
4.5.1 LTE網絡中面向業務流的移動性管理127
4.5.2 支持泛在終端協同的流移動性管理136
本章參考文獻138
第5章 車聯網中的移動性管理143
5.1 車聯網概述143
5.1.1 車聯網研究背景143
5.1.2 車聯網相關的標準化研究145
5.1.3 車聯網相關的研究項目147
5.1.4 車聯網通信場景150
5.2 車聯網的移動性管理場景與技術需求153
5.2.1 主機移動性管理153
5.2.2 群組移動性管理154
5.3 車聯網的主機移動性管理機制155
5.3.1 移動性決策155
5.3.2 移動性管理協議優化156
5.4 車聯網的群組移動性管理機制169
5.4.1 面向移動子網的群組移動性管理169
5.4.2 面向動態群組的群組移動性管理177
本章參考文獻185
第6章 機器通信中的移動性管理194
6.1 M2M研究背景194
6.1.1 M2M的概念194
6.1.2 M2M的應用195
6.1.3 M2M的標準化196
6.2 機器通信中的移動性管理技術需求201
6.3 支持機器通信的架構增強205
6.3.1 EPS系統架構205
6.3.2 支持MTC通信的網絡架構增強206
6.3.3 支持網絡能力開放的網絡架構209
6.3.4 支持NBIoT的網絡架構增強211
6.4 面向弱移動性的機器通信移動性管理211
6.4.1 弱移動性特性211
6.4.2 備選解決方案212
6.4.3 標準化的技術方案213
6.5 面向群組的機器通信移動性管理214
6.5.1 群組的移動性特性需求214
6.5.2 基于群組的位置管理215
6.5.3 基于群組的切換控制216
6.5.4 面向群組的消息發送217
6.6 僅分組交換業務的移動性管理優化219
6.7 支持小數據傳輸的移動性管理優化220
6.7.1 頻繁小數據傳輸的移動性管理優化221
6.7.2 非頻繁小數據傳輸的移動性管理優化223
6.8 支持終端節能的移動性管理優化225
6.8.1 終端節能狀態225
6.8.2 擴展空閑態非連續接收226
6.8.3 高延遲通信231
6.9 支持窄帶物聯網接入的移動性管理優化234
6.9.1 基于控制面的數據傳輸優化234
6.9.2 基于用戶面的數據傳輸優化235
本章參考文獻235
第7章 自治型移動性管理238
7.1 自治網絡概述238
7.1.1 自治系統及其特性239
7.1.2 自治網絡241
7.2 自治網絡技術242
7.2.1 自治網絡架構243
7.2.2 自治路由技術247
7.2.3 自治安全技術248
7.2.4 自治QoS技術251
7.3 自治移動性管理252
7.3.1 需求及優勢252
7.3.2 基本原理253
7.3.3 典型方法254
7.4 小結268
本章參考文獻269
第8章 分布式移動性管理273
8.1 移動性管理總體架構的演進273
8.1.1 蜂窩移動通信網的移動性管理架構273
8.1.2 IP網絡中的移動性管理架構275
8.1.3 小結與分析277
8.2 分布式移動性管理的必要性277
8.2.1 集中式移動性管理存在的問題277
8.2.2 分布式移動性管理的技術需求280
8.2.3 分布式移動性管理技術研究現狀281
8.3 分布式移動性管理技術方案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 基于標示/位置分離的分布式移動性管理方案294
8.3.7 DNEMO295
8.3.8 MLDDMM296
8.3.9 SAMP297
8.3.10 現有分布式移動性管理技術方案比較298
8.4 集中式與分布式移動性管理技術對比299
本章參考文獻300
縮略語303
目 錄
第1章 泛在網絡架構及關鍵技術1
1.1 泛在網絡的概念和定義1
1.2 泛在網絡的相關研究2
1.3 泛在網絡架構5
1.3.1 泛在網絡架構5
1.3.2 泛在網絡的能力要求7
1.4 泛在網絡中網絡技術面臨的挑戰8
1.5 無線泛在網絡中的移動性管理10
本章參考文獻11
第2章 移動性管理技術概述13
2.1 移動性管理的基本概念13
2.1.1 移動性管理的定義13
2.1.2 移動性的分類14
2.1.3 移動性管理其他相關術語16
2.2 移動性管理關鍵控制功能17
2.2.1 位置管理17
2.2.2 切換控制23
2.3 移動性管理典型協議29
2.3.1 鏈路層移動性管理典型技術：蜂窩移動通信網29
2.3.2 網絡層移動性管理典型技術：MIP及其擴展協議32
2.3.3 傳輸層移動性管理典型技術：mSCTP41
2.3.4 應用層移動性管理典型技術：SIP45
2.4 移動性管理目標與技術48
2.4.1 終端移動性48
2.4.2 個人移動性50
2.4.3 業務移動性51
2.4.4 網絡移動性51
本章參考文獻52
第3章 無線泛在網絡移動性管理需求56
3.1 相關研究項目56
3.2 國際標準化工作進展70
3.2.1 IETF70
3.2.2 ITUT73
3.2.3 IEEE73
3.2.4 3GPP74
3.2.5 ETSI76
3.3 無線泛在網絡的移動性場景分析77
3.4 無線泛在網絡的移動性管理技術需求81
3.4.1 支持多樣化的移動性主體81
3.4.2 擴展的移動性管理功能82
3.4.3 移動性管理架構演進82
3.4.4 移動性管理中的自治性83
本章參考文獻83
第4章 異構融合環境中的移動性管理87
4.1 異構融合網絡環境87
4.2 異構融合環境中的移動性管理技術需求87
4.3 異構移動通信網絡中的移動性管理88
4.3.1 異構移動通信網絡概述88
4.3.2 支持LTE等3GPP接入的SAE網絡及移動性管理89
4.3.3 GPRS網絡和WiFi網絡的互通架構及移動性管理111
4.3.4 LTE和非3GPP網絡的融合架構及移動性管理114
4.4 異構融合網絡中的垂直切換118
4.4.1 系統發現120
4.4.2 切換決策120
4.4.3 切換執行122
4.5 異構網絡中面向業務流的移動性管理125
4.5.1 LTE網絡中面向業務流的移動性管理127
4.5.2 支持泛在終端協同的流移動性管理136
本章參考文獻138
第5章 車聯網中的移動性管理143
5.1 車聯網概述143
5.1.1 車聯網研究背景143
5.1.2 車聯網相關的標準化研究145
5.1.3 車聯網相關的研究項目147
5.1.4 車聯網通信場景150
5.2 車聯網的移動性管理場景與技術需求153
5.2.1 主機移動性管理153
5.2.2 群組移動性管理154
5.3 車聯網的主機移動性管理機制155
5.3.1 移動性決策155
5.3.2 移動性管理協議優化156
5.4 車聯網的群組移動性管理機制169
5.4.1 面向移動子網的群組移動性管理169
5.4.2 面向動態群組的群組移動性管理177
本章參考文獻185
第6章 機器通信中的移動性管理194
6.1 M2M研究背景194
6.1.1 M2M的概念194
6.1.2 M2M的應用195
6.1.3 M2M的標準化196
6.2 機器通信中的移動性管理技術需求201
6.3 支持機器通信的架構增強205
6.3.1 EPS系統架構205
6.3.2 支持MTC通信的網絡架構增強206
6.3.3 支持網絡能力開放的網絡架構209
6.3.4 支持NBIoT的網絡架構增強211
6.4 面向弱移動性的機器通信移動性管理211
6.4.1 弱移動性特性211
6.4.2 備選解決方案212
6.4.3 標準化的技術方案213
6.5 面向群組的機器通信移動性管理214
6.5.1 群組的移動性特性需求214
6.5.2 基于群組的位置管理215
6.5.3 基于群組的切換控制216
6.5.4 面向群組的消息發送217
6.6 僅分組交換業務的移動性管理優化219
6.7 支持小數據傳輸的移動性管理優化220
6.7.1 頻繁小數據傳輸的移動性管理優化221
6.7.2 非頻繁小數據傳輸的移動性管理優化223
6.8 支持終端節能的移動性管理優化225
6.8.1 終端節能狀態225
6.8.2 擴展空閑態非連續接收226
6.8.3 高延遲通信231
6.9 支持窄帶物聯網接入的移動性管理優化234
6.9.1 基于控制面的數據傳輸優化234
6.9.2 基于用戶面的數據傳輸優化235
本章參考文獻235
第7章 自治型移動性管理238
7.1 自治網絡概述238
7.1.1 自治系統及其特性239
7.1.2 自治網絡241
7.2 自治網絡技術242
7.2.1 自治網絡架構243
7.2.2 自治路由技術247
7.2.3 自治安全技術248
7.2.4 自治QoS技術251
7.3 自治移動性管理252
7.3.1 需求及優勢252
7.3.2 基本原理253
7.3.3 典型方法254
7.4 小結268
本章參考文獻269
第8章 分布式移動性管理273
8.1 移動性管理總體架構的演進273
8.1.1 蜂窩移動通信網的移動性管理架構273
8.1.2 IP網絡中的移動性管理架構275
8.1.3 小結與分析277
8.2 分布式移動性管理的必要性277
8.2.1 集中式移動性管理存在的問題277
8.2.2 分布式移動性管理的技術需求280
8.2.3 分布式移動性管理技術研究現狀281
8.3 分布式移動性管理技術方案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 基于標示/位置分離的分布式移動性管理方案294
8.3.7 DNEMO295
8.3.8 MLDDMM296
8.3.9 SAMP297
8.3.10 現有分布式移動性管理技術方案比較298
8.4 集中式與分布式移動性管理技術對比299
本章參考文獻300
縮略語303
新書資訊