基于WiMAX网络的入网技术研究
wimax是一种基于标准的技术，具有标准化、技术成熟、传输速度快、覆盖范围广、良好的抗雨衰性能、扩容性强，组网灵活的优点，已成为当前运营商宽带城域网建设“最后一公里”理想的无线接入手段。文章给出了wimax网络详细的入网过程，包括网络发现与选择、鉴权注册、业务流和数据通道的建立，并给出了wimax网络的自举过程及每个过程中详细的通信流程图。
1、概述
wimax网络中的ms入网过程，包含网络发现与选择、鉴权认证、业务流(isf)和数据通道(dp)的建立和ms自举，如图1所示。
图1 ms入网过程
ms开机后首先进行网络发现和选择过程，它是在第一次使用网络、初始网络进入、网络重进入、或当ms穿越nap覆盖区域的时候执行。此过程包括选择网络，获取dl、ul信道参数和mac同步，基本能力协商等。ms的eap过程完成ms的授权、认证(身份和设备认证)和计费。通过802.16e注册过程[1]，ms被允许进入网络。isf和dp建立，ms和asn使用isf传送控制业务，如ip配置管理和ipclient应用信令(dhcp信令、 ra、nip和sip等)。ms需要通过自举过程获得家乡代理(ha)地址、家乡地址(hoa)和建立与ha之间的安全联盟(sa)。
2、网络发现和选择及eap认证和802.16e注册
ms开机后进行网络发现和选择过程，执行eap认证并进行802.16e注册。其详细流程图如图2所示。
图2 网络发现和选择以及eap认证和802.16e注册
2.1网络发现和选择[2]
图2中的1、2步骤为注册启动，ms选择网络，获取下行链路信道、mac同步和获取上行链路信道参数。ms通过rng-req/rng-rsp消息交换完成测距(ranging)流程。3、6步骤为ms发送sbc-req消息给bs启动sbc(ssbasiccapabilities)基本能力协商，ms和bs协商pkm协议版本、认证策略。收到sbc-req的bs发送sbc-rsp消息到执行鉴权架构策略(pkmv2、singleeap、 cmac模式)的ms。4、5、7步骤为bs发送ms_preattachment_req消息给它默认的asn-gw，通知有新的ms进入网络。接收到 ms_preattachment_req的asn gw生成一个关于该ms id的新上下文块，并向bs响应ms_preattachment_rsp消息。bs发送ms_preattachment_ack消息到asn gw，确认sbc-rsp已经发送到ms。
2.2eap认证
步骤8为ms接入到网络，首先进行认证过程。过程中，asn充当认证者(authenticator)和aaa客户端，负责把ms传送来的eap包封装成aaa包传递给aaa服务器。认证结束后，ms获得授权进行业务通信，可获得msk、emsk等一系列key，ms开始业务流建立。
2.3802.16e注册
步骤9、12为ms执行802.16e注册过程，发送reg-req消息给bs，该消息中携带ms支持能力。bs发送reg-rsp消息到ms，消息中携带有适当的参数(根据bs策略或asn-gw的响应)。何时发送reg-rsp取决于bs的决策。步骤10、11、13为，bs通过 ms_attachment_req消息将eap认证的结果转发给asn-gw的认证者。asn-gw认证者收到ms_attachment_req消息后，向bs响应ms_attachment_rsp消息。然后，bs发送ms_attachment_ack消息asn-gw的认证者，通知asngw认证者发送的ms_attachment_rsp消息已经接收到，并且已经向ms发送了reg-rsp消息及触发asn-gw认证者发起预置服务流的建立。
3、dp和isf建立
数据通道(dp)功能在两个对端之间管理承载平面的建立，可包含处理承载平面所需的任何隧道和/或附加功能的建立。数据通道功能可用于基站之间、asngw之间或者基站和asngw之间建立承载平面，也可处理多播或广播。dp和isf建立流程图如图3所示。
图3 dp和isf建立
图3中的(1)作为接入认证的一部分，anchorsfa从haaa上下载ms的qosprofile。anchorsfa发送rr_req至 serving sfa用于请求sf的建立。(2)serving sfa检查dp是否需要创建，若需要创建dp，则serving sfa发送path_reg_req至sfm。(3)sfm检查是否有足够的无线资源，并根据qos-info参数和可用资源决定是否接收请求。如果接收请求，则将发送dsa-request至ms。(4)ms接收或拒绝dsa-request。(5)当sfm收到dsa-response ok响应后，发送path_reg_rsq至serving sfa确认预留。此时，减少的资源由sfm授予，qos参数由sfm返回至serving sfa。(6)收到来自sfm的响应后，serving sfa发送rr_rsp(包含qos-info参数和授予的qos值)至anchor sfa确认预留。请求与响应的sfid进行匹配，若不匹配则丢弃。(7)serving sfa返回path_reg_ack至sfm。(8)收到来自serving sfa的成功响应后，anchor sfa返回rr_ack至serving sfa。完成isf和dp建立。
4、自举(bootstrapping)
自举[3]定义为ms获得ha地址和家乡地址(hoa)，并建立了ms和ha之间的安全联盟(sa)的过程。自举流程如图4所示。
图4 自举
自举步骤为：(1～5)在eap认证和授权中，aaa通过检查用户的profile，分配相关的自举信息至 anchorauthenticator。自举信息中包含ha地址，可能包含hl和hoa。在dp和isf建立后，ms在链路上发送rs或asn-gw在链路上发送ra。ms收到ra中，从中提取出链路的前缀。ms根据此链路前缀自动配置地址或者使用dhcpv6进行地址配置[4]。(6～7)ms发送 dhcpv6info-req消息至anchorauthenticator，请求自举信息。收到请求信息后，asn将使用dhcp reply返回自举信息至ms。(8)ms和ha之间用ikev2建立安全联盟sa，返回ms的hoa给ms[5]。
5、结语
本文所描述的入网过程仅适用于没有路径错误，并且仅仅是入网流程的概述。通过对入网技术的研究，可以为wimax网络的组网和部署提供良好的参考。
清洗机缺水报警功能是如何实现的
小米火力全开！骁龙865+四摄+100W快充，网友直呼根本抵抗不住
如果电缆长期不用，该如何长期存放电线电缆
前有苹果后有小米 华为头顶的压力越来越重了
基于燃料电池的不间断电源供电装置安全解决方案解析
基于WiMAX网络的入网技术研究
智能可穿戴设备包含哪些产品
明德扬FPGA项目实践1位闪烁灯设计
主变压器容量的选择原则
单片式运算放大器可在 ±4.75V 至 ±70V 范围内工作， 并具有轨至轨输出摆幅和低输入偏置电流
表面清洁度检测仪在汽车电路行业的检测应用
Codasip和IAR强强联手，共同演示用于RISC-V的双核锁步技术
Nacos服务基本概念和核心能力以及实现原理
电子标签射频接口电路的总体设计
面向图谱的深度学习会迎来重大突破吗
一文浅谈PTC热敏电阻器
欧姆龙NX结构体应用方法
联想急发声明背后：始于5G投票的谣言和5G产业竞争发力
为k近邻机器翻译领域自适应构建可解释知识库
罗德与施瓦茨2013年TD-LTE创新峰会成功举办
1、概述
wimax网络中的ms入网过程，包含网络发现与选择、鉴权认证、业务流(isf)和数据通道(dp)的建立和ms自举，如图1所示。
图1 ms入网过程
ms开机后首先进行网络发现和选择过程，它是在第一次使用网络、初始网络进入、网络重进入、或当ms穿越nap覆盖区域的时候执行。此过程包括选择网络，获取dl、ul信道参数和mac同步，基本能力协商等。ms的eap过程完成ms的授权、认证(身份和设备认证)和计费。通过802.16e注册过程[1]，ms被允许进入网络。isf和dp建立，ms和asn使用isf传送控制业务，如ip配置管理和ipclient应用信令(dhcp信令、 ra、nip和sip等)。ms需要通过自举过程获得家乡代理(ha)地址、家乡地址(hoa)和建立与ha之间的安全联盟(sa)。
2、网络发现和选择及eap认证和802.16e注册
ms开机后进行网络发现和选择过程，执行eap认证并进行802.16e注册。其详细流程图如图2所示。
图2 网络发现和选择以及eap认证和802.16e注册
2.1网络发现和选择[2]
图2中的1、2步骤为注册启动，ms选择网络，获取下行链路信道、mac同步和获取上行链路信道参数。ms通过rng-req/rng-rsp消息交换完成测距(ranging)流程。3、6步骤为ms发送sbc-req消息给bs启动sbc(ssbasiccapabilities)基本能力协商，ms和bs协商pkm协议版本、认证策略。收到sbc-req的bs发送sbc-rsp消息到执行鉴权架构策略(pkmv2、singleeap、 cmac模式)的ms。4、5、7步骤为bs发送ms_preattachment_req消息给它默认的asn-gw，通知有新的ms进入网络。接收到 ms_preattachment_req的asn gw生成一个关于该ms id的新上下文块，并向bs响应ms_preattachment_rsp消息。bs发送ms_preattachment_ack消息到asn gw，确认sbc-rsp已经发送到ms。
2.2eap认证
步骤8为ms接入到网络，首先进行认证过程。过程中，asn充当认证者(authenticator)和aaa客户端，负责把ms传送来的eap包封装成aaa包传递给aaa服务器。认证结束后，ms获得授权进行业务通信，可获得msk、emsk等一系列key，ms开始业务流建立。
2.3802.16e注册
步骤9、12为ms执行802.16e注册过程，发送reg-req消息给bs，该消息中携带ms支持能力。bs发送reg-rsp消息到ms，消息中携带有适当的参数(根据bs策略或asn-gw的响应)。何时发送reg-rsp取决于bs的决策。步骤10、11、13为，bs通过 ms_attachment_req消息将eap认证的结果转发给asn-gw的认证者。asn-gw认证者收到ms_attachment_req消息后，向bs响应ms_attachment_rsp消息。然后，bs发送ms_attachment_ack消息asn-gw的认证者，通知asngw认证者发送的ms_attachment_rsp消息已经接收到，并且已经向ms发送了reg-rsp消息及触发asn-gw认证者发起预置服务流的建立。
3、dp和isf建立
数据通道(dp)功能在两个对端之间管理承载平面的建立，可包含处理承载平面所需的任何隧道和/或附加功能的建立。数据通道功能可用于基站之间、asngw之间或者基站和asngw之间建立承载平面，也可处理多播或广播。dp和isf建立流程图如图3所示。
图3 dp和isf建立
图3中的(1)作为接入认证的一部分，anchorsfa从haaa上下载ms的qosprofile。anchorsfa发送rr_req至 serving sfa用于请求sf的建立。(2)serving sfa检查dp是否需要创建，若需要创建dp，则serving sfa发送path_reg_req至sfm。(3)sfm检查是否有足够的无线资源，并根据qos-info参数和可用资源决定是否接收请求。如果接收请求，则将发送dsa-request至ms。(4)ms接收或拒绝dsa-request。(5)当sfm收到dsa-response ok响应后，发送path_reg_rsq至serving sfa确认预留。此时，减少的资源由sfm授予，qos参数由sfm返回至serving sfa。(6)收到来自sfm的响应后，serving sfa发送rr_rsp(包含qos-info参数和授予的qos值)至anchor sfa确认预留。请求与响应的sfid进行匹配，若不匹配则丢弃。(7)serving sfa返回path_reg_ack至sfm。(8)收到来自serving sfa的成功响应后，anchor sfa返回rr_ack至serving sfa。完成isf和dp建立。
4、自举(bootstrapping)
自举[3]定义为ms获得ha地址和家乡地址(hoa)，并建立了ms和ha之间的安全联盟(sa)的过程。自举流程如图4所示。
图4 自举
自举步骤为：(1～5)在eap认证和授权中，aaa通过检查用户的profile，分配相关的自举信息至 anchorauthenticator。自举信息中包含ha地址，可能包含hl和hoa。在dp和isf建立后，ms在链路上发送rs或asn-gw在链路上发送ra。ms收到ra中，从中提取出链路的前缀。ms根据此链路前缀自动配置地址或者使用dhcpv6进行地址配置[4]。(6～7)ms发送 dhcpv6info-req消息至anchorauthenticator，请求自举信息。收到请求信息后，asn将使用dhcp reply返回自举信息至ms。(8)ms和ha之间用ikev2建立安全联盟sa，返回ms的hoa给ms[5]。
5、结语
本文所描述的入网过程仅适用于没有路径错误，并且仅仅是入网流程的概述。通过对入网技术的研究，可以为wimax网络的组网和部署提供良好的参考。
清洗机缺水报警功能是如何实现的
小米火力全开！骁龙865+四摄+100W快充，网友直呼根本抵抗不住
如果电缆长期不用，该如何长期存放电线电缆
前有苹果后有小米 华为头顶的压力越来越重了
基于燃料电池的不间断电源供电装置安全解决方案解析
基于WiMAX网络的入网技术研究
智能可穿戴设备包含哪些产品
明德扬FPGA项目实践1位闪烁灯设计
主变压器容量的选择原则
单片式运算放大器可在 ±4.75V 至 ±70V 范围内工作， 并具有轨至轨输出摆幅和低输入偏置电流
表面清洁度检测仪在汽车电路行业的检测应用
Codasip和IAR强强联手，共同演示用于RISC-V的双核锁步技术
Nacos服务基本概念和核心能力以及实现原理
电子标签射频接口电路的总体设计
面向图谱的深度学习会迎来重大突破吗
一文浅谈PTC热敏电阻器
欧姆龙NX结构体应用方法
联想急发声明背后：始于5G投票的谣言和5G产业竞争发力
为k近邻机器翻译领域自适应构建可解释知识库
罗德与施瓦茨2013年TD-LTE创新峰会成功举办