浅析下一代基于IP集成的无线多接入系统中的热点问题
来源：与非网
摘要：本文研究的重点是基于IP技术集成的多接入系统。
Abstract：
Key words :
1、下一代移动互联网的发展趋势
在传统的蜂窝移动通信系统更新换代的同时，新型的无线接入技术层出不穷。由不同的标准化组织制定的无线接入技术，通常在覆盖范围，接入速率，容量，移动性和业务特性等方面有着很大差异，其适用的场景各有侧重，彼此之间很难相互替代。因而异种无线接入技术共存和融合的发展，必将成为未来移动通信系统的重要特征；在无线通信网络多样化发展的同时，Internet的核心
IP技术以其简单开放的特征，正在从互联网领域向通信网络的各个领域渗透，并逐步促进形成以“IP over Everything”和“Everything over
IP”为特征的网络层公共传输平台。而随着IP技术的不断发展及其应用领域的扩广，人们逐渐认识到基于IP集成的无线多接入系统体现了传统的移动通信网络、新兴的多接入技术和开放的IP技术相结合的网络发展趋势，是下一代移动互联网的发展方向。对这种网络的展望如图1所示。下一代 移动互联网为用户提供在任何地点、任何地点的随时随地的网络接入服务，并能够保证用户在移动的过程中业务的连续性和平滑性。
IP”为特征的网络层公共传输平台。而随着IP技术的不断发展及其应用领域的扩广，人们逐渐认识到基于IP集成的无线多接入系统体现了传统的移动通信网络、新兴的多接入技术和开放的IP技术相结合的网络发展趋势，是下一代移动互联网的发展方向。对这种网络的展望如图1所示。下一代 移动互联网为用户提供在任何地点、任何地点的随时随地的网络接入服务，并能够保证用户在移动的过程中业务的连续性和平滑性。
图1：下一代移动互联网基本的展望
1.1、 无线网络的发展
1.1、 无线网络的发展
传统的蜂窝移动通信系统，经过第一代模拟蜂窝通信系统初步的尝试和发展，第二代数字蜂窝通信系统全球范围内的普及和繁荣，目前，正在向着下一代移动通信系统演进的方向发展。第三代蜂窝移动通信系统（简称
3G）是延续第二代蜂窝移动通信系统的演进方案。从
3G版本的发展可以看到，数据传输IP化的趋势正在逐渐从3G的
核心承载网向接入网推进，显著标志就是3GPP中对IP-RAN的定义[1]。同时，3GPP和3GPP2提出了全IP的体系结构[2][3] 。3GPP的全IP网络架构，不仅定义了IP多媒体业务子系统-IMS[4]，而且在电路域中引入了基于分组的承载能力和软交换控制体系。随着IMS体系的引入和完善，3G分组域将逐步提供电信级的多媒体服务，传统的电路域业务也会逐渐向分组域转移。
与此同时，新兴的无线接入技术也层出不穷，其种类更为丰富多彩，提供包含“热点”覆盖，“热区”覆盖，到具备“广域”移动性支持的多种无线接入服务。其中，IEEE系列的多种无线接入技术就是典型代表，如IEEE802.11, IEEE802.15, IEEE802.16, IEEE802.20系列。这些接入技术专门针对不同的无线应用场景设计，和传统的蜂窝网络一起为用户提供了多样化，特色化的无线接入方式和业务模式。
未来，可能会出现更多的无线接入技术，以适应人们对网络服务多样化的需求。但是有一点是肯定的，新出现的无线接入技术很难替代已有的技术，多样化的无线接入网络因为适应了不同场景下用户对通信服务个性化的需求，必将共存共融，进而形成异构的无线多接入移动通信系统。
多种无线接入技术并存发展的同时，各标准化组织也开始关注异种网络融合的问题。蜂窝移动通信系统标准的制定者关注蜂窝移动通信系统和其他无线接入技术之间融合的问题，典型的例子就是3GPP对WLAN和3G系统集成的定义[5]，以及基于IMS的多种网络之间互通的定义。未来基于IP承载、IMS控制的网络体系结构，可以跨越不同的接入网络为用户提供数据、语音、视频复合型的业务体验。这样的网络结构被广泛接受作为下一代网络的核心结构，而多媒体业务也被认为是未来通信网络上业务发展的趋势。同时，IEEE中成立了专门的工作组IEEE802.21，主要研究如何在异种接入技术之间提供独立于媒体的切换能力（Media
Independent Handover-MIH）。IEEE802.21定义的切换包括IEEE系列接入技术之间以及IEEE系列和蜂窝网络之间的切换。该工作组和3GPP也保持着紧密的合作关系，共同推动着无线网络接入技术的融合和发展。
Independent Handover-MIH）。IEEE802.21定义的切换包括IEEE系列接入技术之间以及IEEE系列和蜂窝网络之间的切换。该工作组和3GPP也保持着紧密的合作关系，共同推动着无线网络接入技术的融合和发展。
通过上述分析不难发现多样化的接入技术和网络通常都是独立设计和开发的，并由各自的标准化组织进行协议的更新和标准化工作。这些系统通常面向用户的不同需求、提供不同的业务类型和服务模式。任何一种技术都有其自身的优缺点，都不可能完全取代其他的技术。因此，现有的多种无线接入技术共存的特点，也必将成为未来移动通信系统的重要特征。随之产生了一系列新的研究课题，包括如何在系统中集成多种无线接入技术，在什么协议层次上实现集成；通过多模终端如何随时、随地、采用最适宜的方式接入网络，为用户提供无缝平滑的业务感受；如何通过终端的多接入能力提升系统的系统；传统的TCP/IP协议栈对无线多接入能力的适配等。这些问题也是下一代移动互联网的关键问题。
1.2、IP技术的发展
图2：IP技术的应用前景
在无线通信网络多样化发展的同时，IP技术以其简单开放的特征，正在从数据网络向通信网络的各个领域渗透，并逐步促进形成以“IP over Everything”和“Everything over IP”为特征的网络层公共传输平台，如图2所示。“IP over Everything”是指各种接入技术都可以通过IP协议接入 核心网络。目前已经出现的“IP over ATM”，“IP over Optic”，“IP over Cellular”，“IP over IEEE802.x”就是典型的代表。
在无线通信网络多样化发展的同时，IP技术以其简单开放的特征，正在从数据网络向通信网络的各个领域渗透，并逐步促进形成以“IP over Everything”和“Everything over IP”为特征的网络层公共传输平台，如图2所示。“IP over Everything”是指各种接入技术都可以通过IP协议接入 核心网络。目前已经出现的“IP over ATM”，“IP over Optic”，“IP over Cellular”，“IP over IEEE802.x”就是典型的代表。
“Everything over IP”体现在多个方面，比如互联网上多媒体业务的出现，蜂窝移动通信系统中基于IMS的多媒体业务的成熟和商用等。随着互联网接入网和骨干网带宽的提高，IP网络QoS解决方案（如MPLS）日趋成熟，在互联网上提供语音、图像和视频类业务成为可能。目前，PC to PC的VoIP已悄然兴起，网络运营者也纷纷对IPTV业务进行测试和评估。可以预见，基于IP技术的互联网必将演变为提供图像、视频、话音和数据的复合性业务（Triple-play）的综合信息平台；同时，第三代移动通信系统中，基于IP承载IMS控制的多媒体业务也将逐步取代蜂窝网络电路域的话音业务，成为移动通信网络所提供的“Killer
Applications”。目前，不同网络域的业务分别基于彼此独立的IP网络进行承载，且具有不同的用户群。但是，在可以预见的未来，为了避免IP骨干网络的重复建设，实现异构系统间的融合，必然会形成以统一的IP网络为承载且集成多样化的接入能力的多接入系统。
Applications”。目前，不同网络域的业务分别基于彼此独立的IP网络进行承载，且具有不同的用户群。但是，在可以预见的未来，为了避免IP骨干网络的重复建设，实现异构系统间的融合，必然会形成以统一的IP网络为承载且集成多样化的接入能力的多接入系统。
传统的IP技术面临这些新的需求，也在不断的进行着技术更新。随着互联网的飞速发展和IP技术应用领域的扩广，传统的TCP/IP协议体系随之出现了难以解决的问题：有限的IP地址空间限制了网络和终端用户的增长，成为IP网发展的一大瓶颈；另外，随着用户对移动性功能的需求和IP技术在无线网络中的应用，人们更希望IP技术提供“即插即用”和移动性的功能；同时，传统的IP协议没有充分考虑网络层的安全性问题，但是随着IP技术应用领域的拓展，对IP层安全性的要求与日俱增。所有这些新的需求，成为下一代互联网协议产生的驱动力。IETF提出的新版IP协议版本（IPv6）[6]和Mobile IP[7]协议从根本上解决了上述的问题，也成为下一代互联网（NGI）的主要特征。
1.3、基于IP集成的多接入系统
图3：基于IP集成的多接入系统中的关键技术
随着IP技术的不断发展及其应用领域的扩广，人们逐渐认识到基于IP集成的无线多接入系统体现了传统的移动通信网络、新兴的多接入技术和开放的IP技术相结合的网络发展趋势，是下一代移动互联网的发展方向。下一代移动互联网为用户提供在任何地点、任何地点的随时随地的网络接入服务，并能够保证用户在移动的过程中业务的连续性和平滑性。基于IP技术的多接入系统，其主要优点是无线接入系统之间通过骨干IP网络相连，系统结构较为简单。由于系统间的切换是基于Mobile IP协议或IP层以上的协议功能实现，因此具有底层接入无关性，具备良好的可扩展性。但是，在基于IP集成技术的多接入系统中，仍然存在很多尚未解决的问题，如图3所示。
随着IP技术的不断发展及其应用领域的扩广，人们逐渐认识到基于IP集成的无线多接入系统体现了传统的移动通信网络、新兴的多接入技术和开放的IP技术相结合的网络发展趋势，是下一代移动互联网的发展方向。下一代移动互联网为用户提供在任何地点、任何地点的随时随地的网络接入服务，并能够保证用户在移动的过程中业务的连续性和平滑性。基于IP技术的多接入系统，其主要优点是无线接入系统之间通过骨干IP网络相连，系统结构较为简单。由于系统间的切换是基于Mobile IP协议或IP层以上的协议功能实现，因此具有底层接入无关性，具备良好的可扩展性。但是，在基于IP集成技术的多接入系统中，仍然存在很多尚未解决的问题，如图3所示。
1、多无线接入技术集成的问题“Multi-Radio Integration”
多接入集成的设计，包括多接入技术网络侧集成和终端集成两个部分。多接入技术集成方式的设计，直接决定着多接入系统的体系结构和其上关键技术的原理与实现方法。因此，在深入讨论多接入系统的关键技术之前，应该首先确认多接入系统典型的集成方式及其形成的典型多接入场景，并需要给出不同集成方式和多接入场景的特征，以使关键技术的研究具有明确的针对性。
2、无缝移动性的问题“Seamless Mobility”
多接入系统无缝移动性问题主要包含两个子问题：移动性支持的协议层次定位问题和切换性能优化的问题。移动类型包括终端移动性、业务移动性、个人移动性等。在不同层次上实现的移动性管理机制，由于其归属协议层次的特征不同，所支持的移动类型也不同。基于IP集成的多接入系统，移动性可以在多个协议层次上实现，包括IP层，传输层[8][9]和会话层[10][11]。多接入系统无缝移动性的研究，以网络层移动性管理为起点非常适合，通过对网络层移动性管理机制的透彻讨论，也为高层其他移动性管理机制的实现提供了借鉴的依据。
3、多路径优化传输的问题“Multi-Path Optimized Transmission”
多接入系统中，移动终端通常具备多个网络接入能力，如何利用这些多接入能力提升系统的数据传输能力，成为一个非常有吸引力的课题。尤其考虑到无线网络受限的带宽资源和多变的无线传输环境，协同使用多个可见的接入能力显得尤为必要。
4、协议适配的问题“Protocol Adaptive”
经典的TCP/IP协议模型和协议功能并不适用于无线多接入系统。传统的TCP/IP协议针对固定网络环境设计，默认仅支持一个网络接入能力。在无线多接入系统中，节点的移动性、多接入能力协同使用的需求以及无线网络传输环境的动态特性，对传统的TCP/IP严格的协议分层模型和多个协议层次的功能带来很大的影响。因此，在解决各种多接入系统关键问题的过程中，需要对传统TCP/IP协议进行扩展和升级。
5、多模终端设计的问题“Multi¬-mode Terminal”
对多模终端的研究是多接入系统不可分割的重要环节。多模终端的设计涉及的研究范围和学科非常广泛，包括：终端上多接入技术物理上的集成问题，该问题还包含一系列的子问题如射频干扰问题、功耗问题等；终端的协议设计问题，该问题和上面讨论的问题4直接相关；多模终端的移动性支持，该问题和问题2直接相关；多模终端优化的数据传输问题，和问题3直接相关等。对多接入系统中关键技术的研究，最终总会映射为网络侧和终端侧的具体功能。通过对多接入系统相关问题的深入分析，我们对多模终端功能的定位也会逐渐清晰。
6、QoS相关问题“QoS related Problem”
无线多接入系统中，面临着更为复杂的QoS问题。除了传统IP网络端到端QoS问题外，如何维持异构网络间切换前后业务的QoS要求，如何保证多接入链路并行传输过程中的QoS问题，都是多接入系统中特有的新课题。
2、下一代 移动互联网的关键技术
2.1、无线多接入系统关键问题分析
本节将深入分析无线多接入系统中存在问题的根源及其内在关系。与传统的移动通信网络和固定通信网络相比，融合了多种无线接入技术的全IP体系结构，由于多接入能力的差异和网络场景的多样性，面临着一系列新问题。
2.1.1、多接入环境下的移动性管理技术
网络层的集成方案，可以采用Mobile IP或SIP为移动性管理协议。Mobile IP和SIP实现移动性管理的机制非常类似，都是通过将移动节点在拜访地的临时网络地址和一个永久的标识绑定。在Mobile IP中这个永久的标识是终端的家乡地址(网络层地址)，而SIP中这个永久的标识可以是终端、业务或者用户的SIP URI。由于不同协议层次的特性不同，所支持的移动性协议也具有显著的区别。比如在网络层实现的移动性管理，仅支持终端的移动性；而在会话层实现的移动性管理机制，可以实现终端移动性的同时，也支持用户移动性和业务移动性。同时，我们也发现由于Mobile IP和SIP同时具有底层接入无关的特征，它们的切换性能面临着同样的问题。因此，研究可以以Mobile IP协议为无线多接入环境下研究移动性管理技术的起点和基础。其面临的问题，概括如下：
a)网络层切换性能问题
目前，IP层的移动性管理技术主要是移动
IP协议及其改进方案。但是，由于Mobile IP协议一开始为Internet上的主机移动性设计，其机制简单且切换性能较差。Mobile IP的移动性检测机制主要通过检测不同IP子网的路由器前缀来实现，这种移动性检测机制通常会引入几秒的数据中断，这样的切换性能不能满足实时业务和流媒体对QoS的要求，同时，过长的数据中断时间有可能引起高层端到端的协议连接中断。
b)缺乏对无线链路状态和网络环境的检测能力
传统的TCP/IP协议专为固定网络设计，主机的网络环境单一，因此网络层只需要了解底层接口是否可用即可。但是在异构的无线环境下，随着节点的移动，无线接入能力随之会发生很大的变化。这对网络层移动性管理带来了很大的挑战，网络层性能问题很大一部分原因即源于此。由于缺乏对网络环境动态变化的检测能力，因此，网络层的移动性检测依据只能来自于网络层路由器广播中的网络前缀，从而导致切换时延过长。同时，无线链路状态和网络环境的检测能力有助于切换机制综合判断移动节点所处的多接入场景，从而有针对性的采用合适的切换策略、选择合适的接入目标和切换的时机。虽然Mobile IP的改进方案提出了底层辅助的切换优化机制，但是对于如何在底层实现触发机制，以及如何生成准确的底层事件等方面都没有深入的讨论。
c)普适性问题
由于多接入网络场景的多样性，需要定义具有良好可扩展性的网络层移动性管理机制。移动性管理机制需要全面了解网络接入能力和场景动态的变化，就是上一个问题所描述的功能；移动性管理必须能够处理不同异构网络重叠所形成的复杂场景下的切换管理和位置管理问题；移动性管理信令协议应该具有良好的可扩展性，能够满足添加新功能的需要。
由于IPv6协议包头结构的进行了重新定义，具有良好的可扩展性，因此基本IPv6协议的Mobile IPv6本身也具有良好的可扩展性。但是，现有的Mobile IPv6仅提供了网络层切换的基本功能集，还需针对不同接入场景进行相关的功能定义。同时在多接入网络内移动节点其实是处于一个IP子网内部，Mobile IP协议在这种情况下会失效。因而，这方面的问题还需要深入的分析和研究。
2.1.2、多接入能力的差异性造成的QoS问题
网络层切换对高层应用来说是透明不可见的。但是在无线多接入系统中，移动节点在不同接入体系间切换时，网络层虽然向高层屏蔽了切换动作的发生，但是却不能屏蔽切换所造成的对业务QoS的影响。对高层应用来讲，最为敏感的QoS参数是数据传输的速率和时延以及终端在不同类型接入网间漫游过程中的切换中断时间等，为了保证一定用户平滑的业务感受，必须保证上述性能参数达到业务QoS要求的最低标准。
根据目前国内外的研究成果看，网络层切换的中断时间可以通过优化网络层切换机制来实现，其优化的结果能够满足实时业务对传输时延的要求。
但是，当移动节点在异构接入体制间切换时，由于不同无线接入技术本身在数据速率、带宽、时延等方面可能存在较大的差异，使得切换时用户的业务感受到影响，甚至会造成业务被迫中断。这个问题和网络层移动性机制的关联不大，因为网络层移动性管理仅能够保证切换过程中业务连接不断，数据中断时间尽可能短，但是不能控制网络接入资源的分配。尤其当切换前后接入能力差异过大时，对业务的冲击可能是个网络层机制难以克服的问题，因而，该方面的问题尚需深入讨论。
2.1.3 基于多接入能力的数据优化传输问题
在异构网络重叠覆盖的区域，移动节点通常具有多个同时可用的无线接入能力。在网络层集成方案中，多个无线接入能力体现为在网络层以下多个可用的无线接口。基于多个接口进行数据优化传输问题是一个有待深入研究的课题，其目标是通过协同使用多个传输能力提升系统整体的传输效率。该问题的本质是高层数据流（包）在多个可用接入资源间的调度问题。在不同的网络场景下，数据优化传输机制可能完全不同。它也和很多方面的问题相关：
首先，优化的数据传输机制也需要“环境动态变化的检测机制”和对高层应用QoS需求的探测机制。探测的结果是数据优化传输机制选择传输路径（接口）的依据。
另外，该机制和移动性管理机制存在内在关系。在多接入场景中，不同接口对应着不同网络前缀的IP地址。如果一旦为某个数据流选择好外出的接口，则数据包的源地址必须对应该接口的IP地址。否则，根据入口过滤功能，接入路由器通常会丢弃所有和接入网网络前缀不同的外出数据包。因而，在基于流级别的调度中，当数据流的接口发生改变时，相应的就要求改变该数据流的IP地址，
IP地址的改变会引发传输层连接中断（由于网络层地址改变）。处理由于网络层地址改变而引发的连接中断，是网络层移动性的功能。因此，基于多接入能力的数据优化传输机制要想在数据动态调度的过程中，保持传输连接不断，其实现必须要和移动性管理机制相结合。在不同的场景下设计数据优化传输时，需要特别留意这两个功能间的协同配合问题。
其次，优化的数据传输机制需要“多接口管理机制”和“层间地址管理机制”。多接口管理机制包括多接口可用性评估和数据调度功能等功能。地址管理涉及到网络层地址和高层连接的绑定管理等，是数据优化传输中所需要的基础功能。
最后，优化数据传输核心是对数据包或数据流的调度算法。设计合理可行的数据调度算法也是该研究的重点。
2.1.5、多接口管理问题和地址管理问题
多接入系统中由于在移动终端上引入了多接入能力，因此，必须相应地提供多接口管理和多个协议层间的地址映射管理机制。多接口管理功能负责记录各个接口当前的性能信息，并评估底层链路的可用性。对于高层协议和功能模块来说，接口管理功能提供了控制多个底层接入能力的统一接口。
同时，由于多个无线接口上通常会被分配不同的网络层地址。而高层传输层在一次连接的过程中总是要求网络层地址不变，为此，Mobile IP引入了Home Address作为节点永久标识，不同接口上的IP地址作为临时地址标识。当利用多个接口进行优化的数据传输时，不同类型地址之间可能存在多种映射关系，主要包括传输层连接和网络层IP地址的对应关系，Home Address和CoA地址的对应关系。统一的地址管理机制，其功能应该包括有效地址登记、当前使用地址的选择和不同层次地址间的绑定管理。
上述的多个问题都需要接口管理和地址管理的支持，因此这两个机制被单独提出作为多接入系统中必须提供的基础功能。本文会在解决其他关键问题的过程中，结合具体的需求给出这两个问题的解决方案。
除了上述问题外，多接入系统还需考虑统一的安全认证、接纳控制等问题。
2.2、无线多接入环境对传统协议栈的影响
图4：传统的TCP/IP协议栈所面临的问题
本节将深入解析在无线多接入环境中，传统的TCP/IP协议栈面临的新问题和挑战。
本节将深入解析在无线多接入环境中，传统的TCP/IP协议栈面临的新问题和挑战。
传统的TCP/IP协议栈为固定网络环境设计，默认仅支持一个网络接入能力。而无线多接入环境具有两个突出特征：一个是异种接入间的移动性支持特征；另外一个是终端具备多接入能力的特征。这两个特征对传统的TCP/IP协议栈提出了新的要求和挑战，如图4所示。一方面，这两个特征的引入对多个协议层次的功能提出了新的要求，同时，新的需求可能要求引入新的协议层次；另一方面，这两个特征也对传统TCP/IP严格分层的协议模型提出了前所未有的挑战。目前可见的研究主要集中在无线网络环境中对TCP/IP协议性能的研究[12] [13]，也有很少的研究开始讨论异构网络环境中的TCP协议性能问题[14]。对无线多接入环境中TCP/IP协议栈的适配性研究尚未深入展开。
2.2.1、现有协议功能所面临的问题
1、对网络层功能升级的需求
网络层面临的问题包括两方面：多接口数据并发传输的问题和网络层移动性支持的问题。
首先，在终端侧多个接入模块同时可用时，现有的网络层机制通常只能通过默认的路由端口进行数据包的发送。该问题存在的根源在于目前IP层“目的地寻址”的原则。目前终端和网络使用同样的目的地寻址机制，当多模移动终端发送某个IP层数据包时，首先会根据该数据包中的目的地址查询本地的路由表，在没有特意添加路由表项的前提下查询的结果通常是终端配置的默认路由所对应的网络端口。在这种情况下，即使有多个同时可用的无线接入模块，每次查询路由表的结果仍然得到唯一的查询结果，即当前默认的路由对应的网络端口。此时即使有多个可用的网络接入能力，但是也仅有一个默认路由的端口被使用，上行链路的传输能力不能得到充分的利用。也就是说目前的终端路由机制不支持多接口并发的进行数据传输；
其次，网络层的移动性管理协议Mobile IP性能存在很大的问题，并需针对多接入切换场景的不同进行必要的扩展和修订。
2、传输层的新问题
传输层中的TCP协议是面向连接的，具备高层流控机制的传输层协议，因此在多接入系统中动态变化的无线网络特征，多接入能力，以及网络层移动性等新特征，使得传统的TCP层面临更多的新问题：
•无线传输环境对TCP协议产生的影响
由于TCP是专门为有线网络设计的面向连接的协议，其流量控制机制将无线链路上的丢包现象当作网络拥塞，从而削减TCP数据发送的流量，这种现象严重影响了TCP协议在无线网络应用时的性能。目前，对无线TCP性能的改进也是研究领域的热点问题，被普遍关注。
•网络层切换给TCP协议带来的问题
Mobile IP机制虽然向高层协议屏蔽了网络层切换的动作，但是很难消除由于切换带来的影响。网络层切换过程中数据包丢失和失序现象，同样严重影响TCP层的工作效率。在网络层垂直切换中，由于新接入链路与老链路数据传输性能不同，需要TCP根据快速探测新链路的带宽和时延，进行参数的重配置。但是，目前协议层划分遵循严格分层的原则，因此网络层切换的事件和底层接入链路的转化对TCP层来说都是不可见的，因而，基于现有的协议模型很难解决这些问题。
•无线多接入能力给TCP协议带来的问题
更复杂的TCP性能问题由多接入协同传输机制引起。当利用多个无线链路进行数据优化传输时，例如：利用多接入能力同时传输同一个TCP连接中的数据流时，TCP层的数据流量不会出现增长，反而是介于多链路中最大传输速率和最小传输速率之间的一个值。我们称该现象为TCP层多路径传输中的“短板现象”。
•上下层地址绑定管理的问题
由于引入多接入能力协同操作机制，TCP层的连接可能会被动态地映射为不同的底层无线传输路径，进而对应不同的网络层地址，因此对TCP层的连接管理、传输层连接和网路层地址绑定等问题同样需要关注并在相关模块中实现。这也是前面所提到地址管理问题。
TCP面临的这些问题，很难依靠现有的协议机制实现。要想解决这些问题，TCP层需要了解引起自身问题的原因，并区别加以处理。但是目前严格分层的协议模型很难提供这样的层间消息互通机制。
3、会话层所面临的问题
会话层移动性管理目前面临的性能问题类似于Mobile IP协议。同时也包括对多模接入能力的适配问题。
4、引入新的协议功能“虚拟统一驱动层VGD”
通过对上述诸多问题讨论，从协议栈整体考虑，建议采用新的协议层功能“虚拟统一驱动层”－VGD。之所以提出这个功能层，需求主要来自于两个方面。一是需要添加多接口管理机制：该机制需要密切的检测底层多无线接入能力的性能和状态，并对底层接入模块进行必要的控制。这就需要定义一个统一的接口层，面向高层协议提供标准化的信息接口和控制接口，从而屏蔽底层接入的差异；二是在利用多个无线接入能力进行并行传输时，需要一个统一的数据接口和调度模块，而这些功能在IP层和底层接口之间实现最为合理。
2.2.2、对传统的协议模型的影响
相对于传统的TCP/IP协议栈，图5给出了未来无线通信系统协议栈发展的一个预测，中间的IPv6/MIPv6模块由IPv4演化而来，并支持终端的移动性功能。采用MIPv6协议，终端可以移动到新的异种接入网络。协议栈的中心是IP层和VGD层。对于高层而言，IP层屏蔽了支持移动性功能的操作细节，这样在移动条件下，上层仍然可以透明传输。VGD则向IP层屏蔽了底层多接入技术的差异，为高层提供了底层数据传输和信息提供的统一接口。
但是纯粹的屏蔽网络层切换动作，并不能消除切换所造成的影响。因此，更好的方法是Mobile
IP层将切换事件通知上层，以便上层协议可以更好的处理对这些事件的影响。如TCP层存在的部分问题，就可以通过引入该机制来解决。这与协议栈严格分层的原则有所违背。
IP层将切换事件通知上层，以便上层协议可以更好的处理对这些事件的影响。如TCP层存在的部分问题，就可以通过引入该机制来解决。这与协议栈严格分层的原则有所违背。
图5：传统TCP/IP协议栈演变的预测
传统的TCP/IP协议栈采用的严格分层原则，尽量较少层间信息交互和协同操作。分层的结构，将整体的网络互联的任务划分在各个协议层次完成，并定义了每个层次上要提供的层次化的服务。不同层次上的服务通过该层次上的协议来实现。这样的结构禁止不相邻的协议层次之间的通信；邻层之间的通信也被限制为有限的过程调用和响应。但是如果保持严格的模块化特性，当无线多接入系统引入的移动性和多接入能力时，多个协议层次所产生的一系列问题很难得到解决。
传统的TCP/IP协议栈采用的严格分层原则，尽量较少层间信息交互和协同操作。分层的结构，将整体的网络互联的任务划分在各个协议层次完成，并定义了每个层次上要提供的层次化的服务。不同层次上的服务通过该层次上的协议来实现。这样的结构禁止不相邻的协议层次之间的通信；邻层之间的通信也被限制为有限的过程调用和响应。但是如果保持严格的模块化特性，当无线多接入系统引入的移动性和多接入能力时，多个协议层次所产生的一系列问题很难得到解决。
因此，如何在尽可能保持TCP/IP协议栈结构的基础上解决上述问题，也需要深入的分析和讨论。
3、结论
本文研究的重点是基于IP技术集成的多接入系统。基于IP集成的无线多接入系统体现了传统的移动通信网络、新兴的多接入技术和开放的IP技术相结合的网络发展趋势。但是，该系统存在很多尚未解决的问题，比如无线多接入技术集成问题“Multi-Radio Integration”，无缝移动性问题“Seamless Mobility”，多路径优化传输问题“Multi-Path Optimized Transmission”，传统TCP/IP协议对无线多接入环境适配的问题“Protocol Adaptive”，多模终端设计的问题“Multi¬-mode Terminal”等等。对无线多接入系统的研究涉及到网络和终端发展的方方面面，未来还有很长的路要走。
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