umts与wlan融合网络中的端到端多媒体会话的qos保证

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1、http://www.paper.edu.cnUMTS与WLAN融合网络中的端到端多媒体会话的QOS保证王斐斐，范春晓北京邮电大学，电子工程学院，100876E-mail：wffbupt@gmail.com摘要：UMTS与WLAN在技术上有很强的互补性，3G的覆盖范围广，而且其移动性管理已经很成熟，但是提供的数据业务速率很低；WLAN恰好相反，基站覆盖范围小，提供的数据速率高,有关这两种技术之前的平滑切换与无缝切换的研究已经有很多，但是怎么来保证融合网络端到端的QoS仍然是一个问题。三角路由曾是MIPV4引入的问题，因为每次数据包都需要由原HA来转发，从而带来很大的通

2、信时延。在MIPV6中引入了路由优化来解决三角路由的问题。在这篇文章里，我们提出一个解决方案，尽可能多的利用现有的网络资源，对MIPV6进行扩展，利用MOBILEIP的三角路由来对会话进行分流，可以同时用两条路由来同时进行连接，提供更好的端到端的QoS。关键词：垂直切换，MIPv6，三角路由，QoS1.引言WLAN能够提供高的数据接入速率，但却限制在有限的覆盖区域内(建筑物内以及户外的短距离)。与此相比，UMTS网络支持跨广域网络的移动性,但是数据吞吐率明显低于WLAN。由于UMTS与WLAN在覆盖区域和带宽上具有不同优势和局限性,因此这两种技术支持不同的应用并满足不

3、同的需要，因此现在对于这两种技术融合的研究也越来越热。为了保证融合网络的QoS，很多研究者从各个方面来提出很多解决方案。802.11e中提出了一个[1]QoS框架，通过QSTA与QAP的交互来达到数据包分类及资源预留，也可以以802.11e[2]中提出的QOS框架为基础，对VOIP业务进行分级，然后再利用SIP消息，管理接入控制和切换，动态地根据网络状态调整资源分配，而这里的业务等级是靠不同的语音编码和组包时间来实现的。这样在同一种网络状态下，尽可能支持更多的VOIP通话及QOS支持，减少切换导致的掉话率。还有学者提出了一个自适应系统来在无线蜂窝网络中为多媒体应用提[

4、3]供QoS保证，在这个系统中，通过（QoS-AMS）的算法将呼叫接入控制与自适应带宽结合起来考虑，目的是为了减少新呼叫的拒绝率与进行中呼叫的掉话率。这些研究中大部分都是对业务进行分级，类似于固网中的DIFFSERV（差分服务），在网络情况差的情况下优先级最高的业务也难以保证。现在提出的大部分融合在第三层切换都是基于MOBILEIP（MIP）的，接下来本文第二部分先对MOBILEIP做一个简单介绍以及三角路由的形成，第三部分详细介绍我们提出的基于三角路由的分流解决方法，最后在第四部分对全文做个总结。1.1MobileIPv6及三角路由的介绍随着Internet的发展以

5、及无线通信设备的普及，产生了对主机移动性的需求，而传统的IP技术不支持主机移动，为此，IETF定义了MobileIP。在MobileIP中引入了两个网络实体：家乡代理（HA）和外地代理（FA），HA和FA分别在家乡网络和外地网络周期性的发送代理路由通告（RouterAdvertisement），移动主机（MH）根据收到的RA来判断自己是处在家乡网络还是外地网络。当MH们于家乡网络时，使用正常的IP通信，当它进入外地网络时，需要获得一个转交地址（CoA），然后向HA发-1-http://www.paper.edu.cn送绑定更新消息（BindingUpdate），通知H

6、A自己的当前位置，即CoA。图1MOBILEIP基本原理对端通信主机（CH）发送给MH的数据包通过正常的IP路由到达MH的家乡网络，HA替MH截获这些数据包，将它们进行隧道封闭，添加新的IP包头，其目的地址为CoA，源地址为HA的地址，HA将新IP包转发到MH的当前位置，再由FA或者MH恢复出原来的IP包；从MH到CH的数据包则采用正常的IP路由，如图1所示。这样，MH给CH发送消息与从CH接收消息的路径就不一样了，在接收消息的过程中，需要HA代为接收，然后再通过隧道传给FA再转给MH，这就是三角路由，显然，这样子会加大通信时延，在MobileIPv6中就能过路由优化

7、来解决这个问题，MH在接到CH的一个数据包后如果发现目的地址不对，就给CH发送一个BU消息，告诉CH自己现在的CoA，然后CH就可以直接给MH发数据包而不需要HA来转交了。2.基于三角路由来提供QoS2.1UMTS与WLAN的网络融合模型图2是采用松耦合的方式的网络融合示意图，该系统要求移动台是具备双模接口卡的终端设备，能够通过WLAN或UMTS接人到Internet，并且在不同的接人网中实现无缝漫游。当MH工作于UMTS时，接入基站(BS)后，经过无线网络控制器(RNC),GPRS服务支持节点(SGSN)及GPRS网关支持节点/家乡代理(GGSN/