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WiMAX作为新兴的无线宽带技术，受到了很多运营商的青睐，其中一个很重要的原因就是它对移动性的良好支持。移动性功能包括了对处于空闲/休眠模式和连接模式下终端跨小区移动时的业务处理，空闲/休眠模式下的移动性处理包括寻呼、位置更新、省电模式等功能。切换功能专指连接模式下的终端在不同层次的移动应用后，系统通过一定的处理来保证业务连接的连续性。本文从WiMAX网络结构入手，分析不同类型的切换处理流程，进一步结合业务需求提出评估切换性能的一些通用指标（KPI）。
WiMAX网络结构和切换分类
在WiMAX论坛网络工作组NWG定义的WiMAX端到端网络系统结构（版本1.0）中，对WiMAX的系统结构和网元之间的接口作出了定义。
WiMAX终端通过空中接口R1与ASN部分进行信令和数据交互，ASN通过R3和R4接口与CSN、相邻的ASN进行消息的沟通和数据的传递。当WiMAX终端在移动时会发生小区、ASN甚至CSN的不同层次更迭和替换，服务小区发生变化后，即切换过程被触发后，ASN等网元要进行相应的数据、信令承载的变化处理，来保证数据业务连接的连续和一贯性，尽可能地降低对最终用户使用感受的影响。
WiMAX终端在业务使用过程中移动时，可能会发生服务小区的变更，如果服务小区归属于不同的ASN-GW，也会触发不同ASN_GW、不同外部代理FA之间的消息和数据交互；如果服务ASN和切换的目标ASN属于不同的网络接入提供商NAP（NetworkAccessProvider）时，还需通过同一连接业务网CSN部分来进行协调（Coordination）和传递（Relay）处理。
WiMAX切换的实现和分析
作为一个支持移动的广域网无线系统，WiMAX系统切换的底层过程与传统蜂窝网络有一定的相似性，尽管在一些细节上有所不同，但也包括了切换前的测量和触发、切换发生和处理、切换后的数据转发等过程。
二层切换的过程可以细化为下面几步：网络拓扑的获取和测量、切换判决和发生、网络重入和承载前转。
如果切换过程涉及到了ASN_GW/FA的变更，则系统在完成MAC层、物理层的连接处理后（如二层切换的处理过程），会触发移动IP的处理过程来保证IP层连接的连续性。
根据完成MIP客户端功能的网元的不同，WiMAX论坛定义了两种MIP的实现方式：CMIP（ClientMIP）和PMIP（ProxyMIP）。CMIP指MIP的客户端功能由WiMAX终端来实现，这样终端侧复杂性会有一定的增加；PMIP指MIP客户端的功能由系统内某一个网元代替终端来完成，这样简化了对WiMAX终端的要求，但要求ASN内部做一些特定的处理。不同厂家实现MIP客户端的位置会有所不同，但MobileIP流程是相同的。
WiMAX不同业务场景和切换对业务的影响评估
WiMAX论坛网络工作组NWG将WiMAX终端的使用场景或移动级别分为了四类：固定模式（Fixed）、游牧模式（Nomadic）、简单移动（SimpleMobility）、全移动（FullMobility）。
在WiMAX论坛的业务需求和建议中（SPWGRequirementsRelease1.5），对几种主要业务类型的性能需求进行了如表1的描述。
基于使用场景和业务性能需求不同，参照传统蜂窝网络系统对移动性能的评估，可以就评估WiMAX网络切换对业务影响的关键指标做如下一些定义。
1.切换成功率。指切换成功次数与切换请求次数的比值，用来整体评估切换成功执行的情况。
2.切换过程中业务中断时间。指业务在切换过程中中断的时长（ConnectionGap），用来评估切换执行对业务的影响情况。
3.切换过程中丢包率。指数据业务在切换过程中数据丢包的比率（PacketLoss），用来评估切换过程对数据传输可靠性的影响。
4.切换过程中数据包单向延迟。指上下行数据业务在切换过程中在各个传输方向的延迟（OneWayPacketDeley）。
5.切换过程中数据包时延抖动性。指上下行数据业务在切换过程中在各个传输方向的延迟的变化程度（OneWayPacketDelay Variation）。
MotorolaWiMAX系统切换性能现状
Motorola作为WiMAX业界的领导者，已经投放市场完全符合标准的端到端的WiMAX商用产品，同时也储备了大量的工程技术人员，根据运营商的实际情况（如频率资源、站点分布等）来规划和部署高质量的网络。在目前的商用版本中，Motorola产品支持包括全移动（FullMobility）在内的全部使用场景，系统从初始就支持了小区间、基站间的切换功能和移动IP功能，并在多个商用、试验网络中验证了其提供网络的优越性能。
在美国某运营商搭建的多基站外场试验网中，收集了大量的路测数据，对Motorola系统的切换质量进行了全面的评估，涵盖了不同业务场景、不同移动速度、不同业务类型多方面的内容。纵观多次测试结果，切换成功率可与现有蜂窝网络切换性能相比，可以做到切换前后服务质量QoS的保证，切换时延完全满足不同业务的要求，验证了切换对上层业务的影响，系统做到了切换过程中Ping包没有丢失，流媒体业务流畅、VoIP话音清晰，得到了客户高度的评价，为即将开始的大规模的商用部署建立了极大的信心。
