第5講移動無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專題

1、 本章概述移動無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程、基本概念和相關(guān)技術(shù)，從網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的角度將移動無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分成無線個域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)和無線廣域網(wǎng)，并分別對它們進行闡述和分析。本章內(nèi)容組織如下： 5.1節(jié) 概述移動無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程和技術(shù)特點； 5.2節(jié) 介紹無線個域網(wǎng)技術(shù)； 5.3節(jié) 講解無線局域網(wǎng)技術(shù)； 5.4節(jié) 闡述無線城域網(wǎng)技術(shù)； 5.5節(jié) 說明無線廣域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)。 近20年來，移動無線通信網(wǎng)絡(luò)得到了飛速發(fā)展，基于移動無線通信網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用和服務(wù)層出不窮，顯示出巨大的活力。進入21世紀以來，信息技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了兩個重大事件： 一是全球移動通信用戶數(shù)超過了固定通信用戶數(shù)； 二是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量超過了

2、話音業(yè)務(wù)量。這兩個“超過”反映出隨時時代與技術(shù)的進步，人們越來越依賴移動無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 5.15.1節(jié)概述移動無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程節(jié)概述移動無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程和技術(shù)特點和技術(shù)特點 中國工業(yè)和信息化部24日發(fā)布了最新的中國移動電話網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)，截至到2012年11月底，中國移動電話用戶數(shù)達到11.04億，其中3G用戶2.2億。數(shù)據(jù)顯示中國電話用戶凈增783.3萬，總數(shù)達13.8億其中，固話用戶2.79億，移動電話用戶達到11.04億。3G用戶在移動用戶中的滲透率由去年末的13%提高到今年11月末的20%。移動互聯(lián)網(wǎng)用戶凈增1.11億，達到7.5億。（財經(jīng)專線消息）5.1.1 5.1.1 發(fā)展歷程發(fā)

3、展歷程移動無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)過了以下幾個階段： （1 1）2020世紀世紀4040年代以前年代以前早期發(fā)展階段。早期發(fā)展階段。 標志性事件：1897年，馬可尼，第一次無線電傳輸。 1915年，紐約與舊金山無線音頻傳輸 采用AM（Amplitude Modulation ） 或FM（Frequency Modulation ）調(diào)制方式 （2 2）2020世紀世紀4040年代到年代到6060年代年代公用移動通信網(wǎng)問世公用移動通信網(wǎng)問世。 人工接續(xù)的公用移動通信網(wǎng)5.1.2 5.1.2 技術(shù)特點技術(shù)特點 與固定有線網(wǎng)絡(luò)相比，移動無線網(wǎng)絡(luò)主要具有如下技術(shù)與固定有線網(wǎng)絡(luò)相比，移動無線網(wǎng)絡(luò)主要具有如

4、下技術(shù)特點：特點：（1）電波傳播環(huán)境復(fù)雜、誤碼率高，通信易受干擾，存在衰落、遮蔽和多徑傳輸效應(yīng)；（2）節(jié)點的移動和不穩(wěn)定的鏈路都會造成網(wǎng)絡(luò)拓撲的動態(tài)變化，網(wǎng)絡(luò)的路由和移動管理變得較為復(fù)雜；（3）無線網(wǎng)絡(luò)中的廣播是多跳廣播，存在隱終端和暴露終端問題，增加了信道接入控制的復(fù)雜性；（4）無線頻譜資源受管制，資源稀缺且價格昂貴，歐洲3G運營頻段曾拍出過3000億歐元的天價；（5）對移動設(shè)備的要求高，如低功耗、便攜靈活、低成本（復(fù)雜度）、低輻射和高性能；（6）系統(tǒng)構(gòu)建復(fù)雜，涉及移動設(shè)備、無線接入網(wǎng)、無線核心網(wǎng)和服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)。 5.25.2無線個域網(wǎng)無線個域網(wǎng) 無線個域網(wǎng)（WPAN）是為了支持活動半徑小

5、、業(yè)務(wù)類型多樣、無線無縫的連接而提出的面向特定用戶群體的新興無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它能夠?qū)€人攜帶的各種電子信息設(shè)備以它能夠?qū)€人攜帶的各種電子信息設(shè)備以及周邊相關(guān)通信設(shè)備進行短距離自組織互連而組成的小范圍及周邊相關(guān)通信設(shè)備進行短距離自組織互連而組成的小范圍無線網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)，對于人們的工作、學(xué)習(xí)、生活和娛樂都大有裨益。與無線局域網(wǎng)相比，無線個域網(wǎng)不需要使用接入點（AP），覆蓋范圍一般在10m以內(nèi)。無線個域網(wǎng)的標準化工作由IEEE 802.15工作組負責(zé)制定，下轄7個任務(wù)組（TG），負責(zé)不同應(yīng)用領(lǐng)域的具體技術(shù)標準的制定，如藍牙的技術(shù)標準802.15.1、ZigBee的技術(shù)標準 802.15.4和超

6、寬帶UWB的技術(shù)標準802.15.3。 5.2.1 5.2.1 紅外技術(shù)（紅外技術(shù)（IrDAIrDA） 紅外技術(shù)是一種利用紅外線進行點對點通信的技術(shù)，是第一個實現(xiàn)的無線個人局域網(wǎng)技術(shù)。紅外線數(shù)據(jù)標準協(xié)會IrDA由HP、Compaq、Intel等20多家公司組成，成立于1993年，致力于建立無線傳播連接的世界標準。 1994年第一個紅外數(shù)據(jù)通信標準IrDA1.0發(fā)布，簡稱SIR（Serial InfraRed）。它是一種異步的、半雙工的紅外通信方式，在lm范圍內(nèi)最高數(shù)據(jù)速率只有115.2kbps。 1996年，發(fā)布了IrDA 1.1標準，即FIR（Fast InfraRed），最高數(shù)據(jù)傳輸速率可

7、達到4Mbps。 繼FIR之后，IrDA又發(fā)布了速率高達16Mbps的VFIR（Very Fast InfraRed），接收角度也由傳統(tǒng)的30度擴展到120度，并將其補充納入到IrDA 1.1標準中。5.2.2 5.2.2 藍牙技術(shù)（藍牙技術(shù)（BluetoothBluetooth）2003年，bluetooth 1.2列入IEEE 802.15.1a，改進了加密性能和底層跳頻技術(shù)，抗干擾性和傳輸穩(wěn)定性能進一步增強；市場情況不太理想受WiFi（802.11b） 的沖擊，WiFi產(chǎn)品的價格大幅度下降在某些應(yīng)用方面抑制了藍牙的優(yōu)勢。為了覆蓋更多的應(yīng)用和提供QoS，使其偏離了原來設(shè)計簡單的目標，復(fù)雜使

8、藍牙變得昂貴，不再適合要求低功率、低成本的簡單應(yīng)用。 2004年推出bluetooth 2.0+EDR版本，發(fā)布了簡化確認應(yīng)答的機制的非跳躍窄頻通道EDR傳輸率提升至2-3Mbps，(實際測試速度為72KB/s=576Kbps); 2007年推出bluetooth 2.1+EDR版本，簡易安全配對、暫停與繼續(xù)加密、Sniff省電; 2009年推出bluetooth 3.0 + HS版本，集成802.11PAL 最高速度可達24Mbps。是2.0速度的8倍。 引入了增強電源控制，實際空閑功耗明顯降低; 2010年7月推出bluetooth 4.0（智能藍牙）實現(xiàn)了傳統(tǒng)藍牙技術(shù)、高速藍牙和新的藍牙

9、低功耗技術(shù)的融合，傳輸范圍可達100米，最短延遲(3毫秒啟動) 。 低能耗標準無線通信使藍牙設(shè)備的潛在使用空間大大的增加?？稍谛穆时O(jiān)視器，血糖儀，智能手表，窗和防盜門傳感器，汽車鑰匙鏈和血壓測量手環(huán)等設(shè)備上使用。 2011年12月世界上第一款支持藍牙4.0的手機IPhone 4s發(fā)布。 目前，全球大約80%以上的手機都使用了藍牙技術(shù)，其中將近100%的智能手機都已經(jīng)使用了藍牙技術(shù)。2000年5月發(fā)布了藍牙應(yīng)用新圖標：它取自 Harald Bluetooth 名字中的 H和B兩個藍牙標志的來歷字母，用古北歐字母來表示，將這兩者結(jié)合起來，就成為了藍牙的 logo。 Ericsson借用了統(tǒng)一了丹麥

10、（958）和挪威（970）的丹麥的國王（ A.D.940 986 ）Harald Gormsen的昵稱blatand “Bluetooth”具有如下的技術(shù)特點： 全球范圍適用 支持語音和數(shù)據(jù)的多業(yè)務(wù)傳輸 支持點到點和點到多點的連接，可以建立臨時性的對等連接 PicoNet Scatter Net 抗干擾能力強 低功耗、低輻射、低成本和小體積。 支持10m100m的無線覆蓋范圍： 開放的接口標準： 安全性：采用鑒權(quán)和加密等措施保證設(shè)備識別碼在全球的唯一性以及通信過程中設(shè)備藍牙的協(xié)議棧圖5.15.2.35.2.3 家庭射頻技術(shù)（家庭射頻技術(shù)（HomeRFHomeRF） HomeRF（家庭射頻）規(guī)范

11、是由產(chǎn)業(yè)標準團體HomeRF工作組（HRFWG）提出的，它使用SWAP（Shared Wireless Access Protocol）協(xié)議，使數(shù)據(jù)和語音在2.4GHz頻帶上傳輸，傳輸半徑為50m左右。 HomeRF的主要目標是支持家庭網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的應(yīng)用，采用的技術(shù)是將IEEE802.11中的FHSS（Frequency-Hopping Spread Spectrum）WLAN與DECT（Digital Enhanced Cordless Telecommunications 數(shù)字增強無繩通信）結(jié)合，目前在產(chǎn)品應(yīng)用上主要采用跳頻擴頻技術(shù)。 HomeRF與Bluetooth的區(qū)別 HomeRF工作組

12、的主要目標是希望制定一個能夠同時提供數(shù)據(jù)與語音傳輸，使家庭網(wǎng)絡(luò)能夠與各項多媒體設(shè)備相結(jié)合的規(guī)范。最早的HomeRF1.0標準的傳輸速度為2Mbps，而2001年2月新發(fā)布的HomeRF2.0的傳輸速率達到10Mbps，工作頻段為2.4GHz，此外還可以支持漫游。 HomeRF 是面向打印機、膝上電腦及一些消費用電子設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)標準。Bluetooth 技術(shù)標準與HomeRF均采用了.4GHZ的無線調(diào)頻擴頻技術(shù)，且傳輸速率目前均為兩者的主要區(qū)別：兩者的主要區(qū)別：5.2.45.2.4 ZigBeeZigBee技術(shù)技術(shù) ZigBee技術(shù)是一種新興的短距離、低速率、低功耗、低復(fù)雜度、低成本、大容量的無線

13、通信技術(shù)，是當(dāng)前面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)標準。ZigBee一詞源于蜂群使用的賴以生存的通信方式蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈來通知新發(fā)現(xiàn)的食物源的位置信息。ZigBee的應(yīng)用范圍很廣，包括建筑自動化（如安全、HVAC、照明控制、門禁控制）、消費電子產(chǎn)品（如遙控器）、計算機和外設(shè)（如鼠標、鍵盤等）、工業(yè)控制（如資產(chǎn)管理、過程控制、能量管理）、醫(yī)療（如患者監(jiān)護）。 IEEE 802標準化委員會于1990年成立了802.11 WLAN標準工作組，目標是創(chuàng)建WLAN標準，主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶終端的無線接入，業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取。IEEE 802.11,IEEEE802.11b,IE

14、EE 802.11a和IEEE802.11g表5-1給出了IEEE802.11各種標準的分布和進展情況IEEE802.11標準協(xié)議棧結(jié)構(gòu)LLCMACPLCPPWDMAC管理器PHY管理器站管理層5.3.1.2 5.3.1.2 物理層規(guī)范物理層規(guī)范 物理層定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柼卣骱蛡鬏敺绞?。傳輸方式涉及無線局域網(wǎng)采用的傳輸媒體、選擇的頻段及使用的調(diào)制方式。IEEE802.11的WLAN的物理層分為兩類：一類是IEEE802.11的基本型WLAN物理層協(xié)議；另一類是高速擴展型協(xié)議，目前主要有802.11a/b/g。圖5.3 802.11 的MAC子層基本結(jié)構(gòu) IEEE802.11采用RTS/CTS

15、握手機制，同時引入ACK確認機制來確保傳輸?shù)恼_性，以解決“隱藏終端”問題。隱藏終端是指位于站A和站A傳輸范圍之外的站C同時將信號發(fā)送至站B而引起信號的碰撞，也就是說站A和站C互為對方的隱藏終端，如圖5.4所示。圖5.4 隱藏終端問題 RTS/CTS握手機制解決了“隱藏終端”問題，但卻無法解決“暴露終端”問題。圖5.5 暴露終端問題在單信道條件下使用控制分組的方法只能解決隱發(fā)送終端，無法解決隱藏接收終端和暴露終端問題。為此，必須采用雙信道的方法。即利用數(shù)據(jù)信道收發(fā)數(shù)據(jù)，利用控制信道收發(fā)控制信號。 為了滿足人們對傳輸速率日益增長的要求，在相繼推出了802.11b、802.11a以及802.11g

16、標準以后，2003年IEEE提出了下一代高速無線局域網(wǎng)標準802.11n。此后，很多廠家參與到標準的制定中，并逐漸形成了全球頻譜效率聯(lián)盟（WWiSE）和TGnSync兩大陣營。事實上，兩者的標準提案差別不大，均采用了天線陣列、OFDM-MIMO和簡化的MAC協(xié)議。2005年10月兩大陣營基于共同的利益達成和解，在Intel發(fā)起下組建了增強無線聯(lián)盟（EWC）。 在EWC提出的物理（PHY）層和媒體訪問控制（MAC）層的草案中，802.11n的技術(shù)優(yōu)勢已初見端倪： 采用混合工作模式，可以與采用802.11a/b/g標準的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作，在保持與現(xiàn)有設(shè)備通信的同時提供增強的性能； 高達600 Mbps

17、的物理層傳輸速率，支持需要高數(shù)據(jù)傳輸速率的應(yīng)用，并且通過將發(fā)送和接收數(shù)據(jù)流的時間最小化來減少電池的消耗； 利用幀集合結(jié)構(gòu)增強MAC的效率，使實際的吞吐量更接近最初的物理層傳輸速率，為終端用戶提供最低100 Mb/s的應(yīng)用級帶寬； 使用2.4 GHz和/或5 GHz無需許可的頻段，與目前的802.11設(shè)備的頻率規(guī)劃相匹配； 使用1-4個天線同時傳輸?shù)亩喙つＪ?，增強無線連接的魯棒性以支持高數(shù)據(jù)速率； 通過多天線和先進的編碼來增加覆蓋范圍，在更廣闊的區(qū)域中提供統(tǒng)一的傳輸速度。5.3.3 5.3.3 無線無線ATMATM（WATMWATM） 無線ATM是ATM與無線通信技術(shù)的融合，無線ATM不僅可以有

18、效地支持寬帶多媒體業(yè)務(wù)，而且還能與有線ATM實現(xiàn)無縫連接。與標準ATM協(xié)議分層結(jié)構(gòu)不同的是無線ATM增加了無線接入層（WAL），以便在無線網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)ATM技術(shù)，支持對各種業(yè)務(wù)的QoS控制。無線ATM終端和交換機所采用的信令和協(xié)議均在標推ATM的基礎(chǔ)上增加了支持移動性的功能，其中無線ATM終端通過具有天線尋址功能的WAL接入網(wǎng)絡(luò)，無線ATM交換機支持移動控制和管理功能，并能完成與固定ATM交換機的互通。5.4 5.4 無線城域網(wǎng)無線城域網(wǎng) 無線城域網(wǎng)正是一種介于無線局域網(wǎng)和無線廣域網(wǎng)的寬帶無線接入技術(shù)，它的推出是為了滿足日益增長的寬帶無線接入（BWA）的市場需求。雖然多年來802.11x技術(shù)一直

19、與其他許多專有技術(shù)一起被用于BWA、并獲得很大成功，但是WLAN的的技術(shù)特點并不能很好適用于室外的BWA應(yīng)用，當(dāng)其用于室外時，在帶寬和用戶數(shù)方面將受到限制，同時還存在通信距離等其他一些問題。基于上述情況，IEEE決定制定一種新的技術(shù)標準以滿足BWA和最后一英里接入市場的需求。本節(jié)將主要介紹IEEE制定的兩種無線城域網(wǎng)（WMAN）標準：802.16/WiMAX 和802.20/MBWA。5.4.1 IEEE 802.16/WiMAX5.4.1 IEEE 802.16/WiMAX 5.4.1.1 5.4.1.1 概述概述 20世紀90年代寬帶無線接入技術(shù)發(fā)展迅速，以本地多點分配系統(tǒng)（LMDS）和多

20、信道多點分配為代表的無線技術(shù)的市場定位為小型辦公室（SOHO）、中/小企業(yè)、城市商業(yè)中心等用戶。但是這一產(chǎn)業(yè)并沒有像人們預(yù)期的那樣進一步繁榮壯大，一個重要原因就是沒有統(tǒng)一的全球性寬帶無線接入標準。5.4.1.2 WiMAX5.4.1.2 WiMAX技術(shù)特點技術(shù)特點 當(dāng)前的WiMAX標準可以分為兩大部分：物理層和媒體訪問控制（MAC）層。IEEE 802.16在許可頻帶中支持如下4種物理層規(guī)范： WirelessMAN-SC（單載波，10-66 GHz） WirelessMAN-SCa（單載波，11 GHz以下） Wireless-OFDM（正交頻分多路復(fù)用，11 GHz以下） Wireless

21、-OFDMA（正交頻分多址接入，11 GHz以下）5.4.1.3 WiMAX5.4.1.3 WiMAX技術(shù)應(yīng)用場景技術(shù)應(yīng)用場景 WiMAX論壇給出了WiMAX技術(shù)的5種應(yīng)用場景定義，即固定、游牧、便攜、簡單移動和全移動。 （1）固定應(yīng)用場景：固定接入業(yè)務(wù)是802.16運營網(wǎng)絡(luò)中最基本的業(yè)務(wù)模型，包括用戶因特網(wǎng)接入、傳輸承載業(yè)務(wù)以及Wi-Fi熱點回程等。 （2）游牧應(yīng)用場景：游牧式業(yè)務(wù)是固定接入方式發(fā)展的下一個階段。終端可以從不同的接入點接入到一個運營商的網(wǎng)絡(luò)中；在每次會話連接中，用戶終端只能進行站點式的接入；在兩次不同網(wǎng)絡(luò)的接入中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將不被保留。在游牧式及其以后的應(yīng)用場景中均支持漫游，

22、并應(yīng)具備終端電源管理功能。 （3）便攜應(yīng)用場景：在這一場景下，用戶可以在較低移動速度下連接到網(wǎng)絡(luò)，除了進行小區(qū)切換外，連接不會發(fā)生中斷。便攜式業(yè)務(wù)在游牧式業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上作了改進，終端可以在不同的基站之間進行切換。當(dāng)終端靜止不動時，便攜式業(yè)務(wù)的應(yīng)用模型與固定式業(yè)務(wù)和游牧式業(yè)務(wù)相同。 （4）簡單移動應(yīng)用場景：在這一場景下，用戶在使用寬帶無線接入業(yè)務(wù)中能夠步行，駕駛或者乘坐公共汽車等，但當(dāng)終端移動速度達到60-120KM/H時，數(shù)據(jù)傳輸速度將有所下降。這是能夠在相鄰基站之間切換的第一個場景。在切換過程中，數(shù)據(jù)包的丟失將控制在一定范圍內(nèi)，最差的情況下，TCP/IP會話不中斷，但應(yīng)用層業(yè)務(wù)可能有一定的中斷

23、。切換完成后，QoS將重建到初始級別。簡單移動和全移動網(wǎng)絡(luò)需要支持休眠模式、空閑模式和尋呼模式。移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是移動場景（包括簡單移動和全移動）的主要應(yīng)用，包括目前被業(yè)界廣泛看好的移動電子郵件、流煤體、可視電話、移動游戲、移動VOIP（MVOIP）等業(yè)務(wù)，同時它們也是占用無線資源較多的業(yè)務(wù)。 （5）全移動應(yīng)用場景：在這一場景下，用戶可以在移動速度為120KM/H甚至更高的情況下無中斷地使用寬帶無線接入業(yè)務(wù)，當(dāng)沒有網(wǎng)絡(luò)連接時，用戶終端模塊將處于低功耗模式。5.4.2 lEEE 802.20/MBWA5.4.2 lEEE 802.20/MBWA 5.4.2.1 5.4.2.1 提出背景提出背景 提出

24、移動寬帶無線接入（MBWA）的目的是提供與移動電話系統(tǒng)一樣的覆蓋率和靈活性并具有與WiFi可比擬的數(shù)據(jù)傳輸速率。IEEE 802.20協(xié)議是MBWA工作組于2002年12月開始著手制定的，其任務(wù)是制定高效的、基于分組的空中接口規(guī)范，并對基于IP的業(yè)務(wù)傳輸進行優(yōu)化。MBWA的目標是使易于部署的、普遍范圍的、具有互操作性的移動寬帶無線接入網(wǎng)成為可能，從而為移動和固定用戶提供持續(xù)服務(wù)，在保證WLAN級別連接速度的同時獲得與移動電話相似的覆蓋范圍。5.4.2.2 5.4.2.2 技術(shù)特點技術(shù)特點 MBWA具有如下技術(shù)特點： 透明地支持實時和非實時應(yīng)用，并一直保持與網(wǎng)絡(luò)連接： 支持小區(qū)間和扇區(qū)間的無縫、

25、快速切換； 支持不同技術(shù)之間的漫游和切換（如WLAN和MBWA之間的切換）； 支持頻率復(fù)用，能夠為上下行鏈路快速分配資源； 支持基于策略的QoS，且同時支持IPv4和IPv6； 可以根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對用戶數(shù)據(jù)速率進行自動化管理； 空中接口提供信令消息，以支持用戶與網(wǎng)絡(luò)雙方的認證； 允許與現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)協(xié)同部署，降低網(wǎng)絡(luò)部署成本；5.4.2.3 5.4.2.3 安全機制安全機制 IEEE 802.20采用分布式安全模型進行網(wǎng)絡(luò)的安全管理。IEEE 802.20的分布式安全解決方案包括公鑰建立機制、密鑰傳輸機制和數(shù)據(jù)傳輸機制，完成密鑰產(chǎn)生、傳輸與管理的整個過程。分市式安全模型適合無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，各設(shè)

26、備只需把自己當(dāng)作安全管理器，不依賴某個中心管理設(shè)備來實現(xiàn)安全功能，設(shè)備狀態(tài)的改變也不會影響其他設(shè)備間的密鑰關(guān)系。5.5 5.5 無線廣域網(wǎng)無線廣域網(wǎng) 無線廣域網(wǎng)（WWAN）是采用無線通信技術(shù)手段將距離上分布較遠的（無線）局域網(wǎng)連接起來構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)，其顯著特點是網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍很大，可達一個省乃至一個國家。5.5.1 GSM5.5.1 GSM 全球移動通訊系統(tǒng)（Global System for Mobile Communications, GSM）是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的移動電話標準，全球超過200個國家和地區(qū)超過10億人正在使用GSM電話。由于它的信令和語音信道都是數(shù)字式的，因此GSM被看作是第二代

27、（2G）移動電話系統(tǒng)。GSM標準當(dāng)前由3GPP組織負責(zé)制定和維護。5.5.1.1 5.5.1.1 發(fā)展概況發(fā)展概況 1980年代初，第一代移動電話技術(shù)開始應(yīng)用，當(dāng)時存在眾多互不兼容的標準，給技術(shù)的推廣和用戶的使用造成很大的不便。為此，CEPT歐洲郵電行政大會開始考慮制定一個統(tǒng)一的下一代移動電話標準，以便能夠提供更多樣的功能和使用戶漫游更加容易。標準制定的具體工作由1982年成立的“移動專家組”負責(zé)，GSM的名字即是移動專家組（法語：Groupe Spcial Mobile）的縮寫，后來這一縮寫詞的含義變?yōu)椤叭蛞苿油ㄓ嵪到y(tǒng)”。5.5.1.2 5.5.1.2 技術(shù)特點技術(shù)特點n 從用戶觀點出發(fā)，

28、GSM的主要優(yōu)勢在于提供更高更高的數(shù)字語音質(zhì)量和替代呼叫的低成本的新選擇（比如的數(shù)字語音質(zhì)量和替代呼叫的低成本的新選擇（比如短信）短信）。從網(wǎng)絡(luò)運營商角度看來，其優(yōu)勢是能夠部署來自不同廠商的設(shè)備，因為GSM作為開放標準提供了更容易的互操作性。而且，標準支持網(wǎng)絡(luò)運營商提供漫游服務(wù)，用戶就可以在全球使用他們的移動電話了。nGSM是一個蜂窩網(wǎng)絡(luò)nGSM的一個關(guān)鍵特征是用戶身份模塊SIM。5.2.2 GPRS5.2.2 GPRS1 1技術(shù)特點技術(shù)特點 傳統(tǒng)的GSM網(wǎng)絡(luò)（2G）主要提供語音業(yè)務(wù)，僅能提供9.6 Kbps 速率的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，這遠遠不能滿足用戶對高速無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求。 GPRS（Gene

29、ral Packet Radio Service，通用分組無線業(yè)務(wù)）是構(gòu)架在傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)之上的一種標準化的分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它可以提供高達115 Kbps速率的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，從而使得包括圖片、話音和視頻的多媒體業(yè)務(wù)在無線網(wǎng)絡(luò)中的傳輸成為現(xiàn)實。 GPRS采用分組交換技術(shù)，在通信的過程中沒有不需要建立和保持電路，符合數(shù)據(jù)通信突發(fā)性的特點，并且呼叫建立時間很短。GPRS不再根據(jù)用戶占用信道的時間長短來計費，而是根據(jù)用戶實際的數(shù)據(jù)流量來計費，這樣就允許用戶始終在線，享受方便快捷的服務(wù)。因此，GPRS被認為是第二代移動通信系統(tǒng)向第三代移動通信演進的重要一步。2 2 體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)MSBTSBSC/P

30、CUMSCSGSNVLRHLRAUCBackboneNetworkExternalDataNetworkGGSNSMS-G/IWMSC3 GPRS3 GPRS的終端和應(yīng)用的終端和應(yīng)用GPRS中主要定義了三類終端： （1）A類終端能夠同時處理電路交換和分組交換業(yè)務(wù)，并且兩種業(yè)務(wù)相互獨立。 （2）B類終端在某一時刻只能處理電路交換或分組交換業(yè)務(wù)當(dāng)中的一種，但是具備在兩種模式間自動切換的能力。當(dāng)一個基于電路交換的呼叫到達時，B類終端能夠暫停對分組數(shù)據(jù)的處理，而后再恢復(fù)處理數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 （3）C類終端必須被人工設(shè)置為電路交換模式或分組交換模式，當(dāng)它處于電路交換模式時，無法接收分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，反之亦然。

31、還有一些C類終端只能處理分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。5.5.3 EDGE5.5.3 EDGE 1 1 提出背景提出背景 作為介于現(xiàn)有第二代移動通信系統(tǒng)與第三代移動通信系統(tǒng)之間的一種過渡性數(shù)據(jù)通信技術(shù)，EDGE（Enhanced Data rate for GSM Evolution）能夠大大提高現(xiàn)有大大提高現(xiàn)有GSMGSM網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)速網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)速率率。Ericsson公司于1997年第一次向ETSI提出了EDGE的概念。同年，ETSI批準了EDGE的可行性研究，這對以后EDGE的發(fā)展鋪平了道路。盡管EDGE仍然使用了GSM載波帶寬和時隙結(jié)構(gòu)，但它也能夠用于其他蜂窩通信系統(tǒng)。EDGE可以被視為一個提供

32、高比特率、并且因此促進蜂窩移動系統(tǒng)向第三代功能演進的、有效的通用無線接口技術(shù)。ETSI：歐洲通信標準機構(gòu)5.5.3.2 5.5.3.2 技術(shù)特點技術(shù)特點 EDGE無線接口的主要作用是使當(dāng)前的蜂窩通信系統(tǒng)可以獲得更高的數(shù)據(jù)通信速率。 EDGE規(guī)范的基本指導(dǎo)思想是盡可能多地利用現(xiàn)有的GSM數(shù)據(jù)服務(wù)類型，大大提高其數(shù)據(jù)通信速率。 在連接移動終端的地方可以采取兩種調(diào)制方式。第一種是將GMSK傳輸用于上行鏈路，將8PSK用于下行鏈路。第二種方式就是在上行鏈路和下行鏈路中都采取8PSK方式進行傳輸。 5.5.4 3G5.5.4 3G技術(shù)標準技術(shù)標準1 1 需求分析需求分析 由于話務(wù)密度的不斷增長，第二代移

33、動通信有限的頻率資源已接近枯竭，移動通信的進一步發(fā)展迫切需求新的頻段，以及能夠更加有效利用頻譜的無線通信技術(shù)。另一方面，第一代模擬移動通信系統(tǒng)與第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)是話音業(yè)務(wù)，相應(yīng)的核心網(wǎng)是基于電路交換的網(wǎng)絡(luò)。隨著網(wǎng)絡(luò)容量需求的不斷增加，TDM 技術(shù)的高成本、設(shè)備的復(fù)雜性以及管理的不靈活性日益明顯。此外，TDM 網(wǎng)絡(luò)無法滿足高速的基于分組的話音、 數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的要求。同時 2 .5G 系統(tǒng)只是在原有無線技術(shù)和通信平臺上的改進，其業(yè)務(wù)速率的提高以及提供業(yè)務(wù)的靈活性等方面都受到很大限制，因此不能從根本上改變 2G 以話音業(yè)務(wù)和低速電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的局面。5.5.4.2 5.5.4.

34、2 標準概述標準概述 當(dāng)前，全球移動通信存在三種主流的3G技術(shù)標準WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA，在技術(shù)上各有千秋，目前是共存競爭的關(guān)系，至于誰能在3G時代占據(jù)更大市場份額，關(guān)鍵是看哪種技術(shù)標準更符合市場和用戶需求。需要注意的是，雖然CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA同屬3G的主流技術(shù)標準，但是仍然可以將其分為兩類：CDMA2000和WCDMA并作一類，TD-SCDMA為一類。因為在技術(shù)上CDMA2000和WCDMA是FDD標準，而TD-SCDMA則是一個TDD標準。TDD TDD 時分雙工時分雙工(Time Division Duplexing)(Time Div

35、ision Duplexing)在TDD模式的移動通信系統(tǒng)中，接收和傳送在同一頻率信道(即載波)的不同時隙，用保證時間來分離接收和傳送信道。 FDDFDD頻分雙工 FDD（Frequency Division Duplexing）：也稱為全雙工，操作時需要兩個獨立的信道。一個信道用來向下傳送信息，另一個信道用來向上傳送信息。兩個信道之間存在一個保護頻段，以防止鄰近的發(fā)射機和接收機之間產(chǎn)生相互干擾。 CDMA2000是從cdmaOne演進而來的第三代移動通信技術(shù)。事實上，CDMA2000標準是一個體系結(jié)構(gòu)，稱為CDMA2000 family，它同樣還包含一系列的子標準。CDMA2000的發(fā)起者主

36、要是美國和韓國，CDMA2000繼承了IS-95窄帶CDMA系統(tǒng)的技術(shù)特點，網(wǎng)絡(luò)運營商同樣可以在窄帶CDMA網(wǎng)絡(luò)中更換或增加部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備過渡到3G。 WCDMA的發(fā)起者主要是歐洲和日本，WCDMA繼承了第二代移動通信體制GSM標準化程度高和開放性好的特點，標準化進展順利，網(wǎng)絡(luò)運營商可以通過在GSM網(wǎng)絡(luò)上引入GPRS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和新業(yè)務(wù)，培育數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消費群體，逐步過渡到3G。 WCDMA的主要技術(shù)特點簡單介紹如下：支持高速數(shù)據(jù)傳輸，慢速移動時為384kb/s，室內(nèi)走動時可達2Mb/s；支持異步和同步的基站運行方式，組網(wǎng)方便和靈活；調(diào)制方式上行為BPSK，下行為QPSK，解調(diào)方式為導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào)；

37、支持三種編碼方式，在話音信道采用卷積碼（R=1/3，K=9）進行內(nèi)部編碼和Veterbi解碼，在數(shù)據(jù)信道采用ReedSolomon編碼，在控制信道采用卷積碼（R=1/2, K=9）進行內(nèi)部編碼和Veterbi解碼；能夠適應(yīng)多種速率的傳輸，可靈活地提供多種業(yè)務(wù)，并根據(jù)不同的業(yè)務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)速率分配不同的資源，同時對多速率、多媒體業(yè)務(wù)可通過改變擴頻比和多碼并行傳送的方式來實現(xiàn). TD-SCDMA是中國提出的（中國大唐集團和西門子公司聯(lián)合開發(fā)）第三代移動通信標準，自1998年正式向ITU提交以來，已經(jīng)歷十多年時間，完成了標準的專家組評估、ITU認可并發(fā)布、與3GPP體系的融合、新技術(shù)特性的引入等一系列

38、的國際標準化工作，從而使TDSCDMA成為第一個由中國提出的，以我國知識產(chǎn)權(quán)為主的、被國際上廣泛接受和認可的無線通信國際標準。 TD-SCDMA的主要技術(shù)特點如下：采用智能天線技術(shù)，提高了頻譜效率；采用同步CDMA技術(shù)，降低上行用戶間的干擾和保持時隙寬度；接收機和發(fā)射機采用軟件無線電技術(shù)，并采用聯(lián)合檢測技術(shù)來降低多址干擾；具有上下行不對稱信道分配能力，適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；采用接力切換降低掉話率，提高切換的效率；核心網(wǎng)絡(luò)基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的演進，并保持與它們的兼容性；基站間采用GPS或者網(wǎng)絡(luò)同步方式，降低基站間干擾。5.5.4.3 5.5.4.3 標準比較和分析標準比較和分析 WCDMA和CDM

39、A2000能滿足IMT-2000提出的全部技術(shù)要求，包括支持高比特率多媒體業(yè)務(wù)、分組數(shù)據(jù)和IP接入等。這兩種系統(tǒng)的無線傳輸技術(shù)均基于DS-CDMA作為多用戶接入技術(shù)，單就技術(shù)來說，WCDMA和CDMA2000在技術(shù)先進性和發(fā)展成熟度上各具優(yōu)勢，但總體來看，WCDMA似乎更勝一籌，以下是WCDMA相對CDMA2000的一些優(yōu)勢： （1）WCDMA使用的帶寬和碼片速率（3.84Mcps）是CDMA2000 1x演進家族的三倍以上，因而能提供更大的多路徑分集、更高的中繼增益和更小的信號開銷。此外，更高的碼片速率也改善了接收機解決多徑效應(yīng)的能力； （2）WCDMA在小區(qū)站點同步方面的設(shè)計是使用異步基站

40、，而CDMA2000基站則通常通過GPS實現(xiàn)同步，這將造成室內(nèi)和城市小區(qū)（采用室內(nèi)天線）部署的困難； （3）由于支持1xEV-DO的TDM接入系統(tǒng)采用共享時分復(fù)用下行鏈路，它具有固定時隙，因此CDMA2000物理層兼容性較差； （4）WCDMA較CDMA2000能夠更加靈活地處理話音和數(shù)據(jù)混合業(yè)務(wù)； （5）WCDMA進行功率控制的頻率幾乎是CDMA2000的兩倍，達到每秒1500次（1.5kHz），因而能保證更好的信號質(zhì)量，并支持更多的用戶； （6）CDMA2000的導(dǎo)頻信道大約需要下行鏈路總傳輸功率的20%，相比之下WCDMA只需要約10%，因而可以節(jié)省更多的公用信道的開銷； （7）為支持基

41、于GSM的GPRS業(yè)務(wù)而部署的所有業(yè)務(wù)（如計費、安全、漫游等）也支持WCDMA業(yè)務(wù)，而為了完善新的數(shù)據(jù)/話音網(wǎng)絡(luò)，CDMA2000 1x必須添加額外的網(wǎng)元或進行功能的升級。TD-SCDMA與WCDMA和CDMA2000相比，具有如下的特點和優(yōu)勢： （1）頻譜利用率高：TD-SCDMA采用TDD方式和CDMA和TDMA的多址技術(shù)，在傳輸中很容易針對不同類型的業(yè)務(wù)設(shè)置上、下行鏈路轉(zhuǎn)換點，因而可以使總的頻譜效率更高； （2）支持多種通信接口：TD-SCDMA同時滿足Iub、A、Gb、Iu、IuR多種接口要求，基站子系統(tǒng)既可作為2G和2.5G的GSM基站的擴容，又可作為3G網(wǎng)中的基站子系統(tǒng)，能同時兼顧

42、現(xiàn)在的需求和未來長遠的發(fā)展； （3）頻譜靈活性強：TD-SCDMA第三代移動通信系統(tǒng)頻譜靈活性強，僅需單一1.6M的頻帶就可提供速率達2M的3G業(yè)務(wù)需求，而且非常適合非對稱業(yè)務(wù)的傳輸； （4）系統(tǒng)性能穩(wěn)定：TD-SCDMA收發(fā)在同一頻段上，上行鏈路和下行鏈路的無線環(huán)境一致性很好，更適合使用新興的智能天線技術(shù)；利用了CDMA和TDMA結(jié)合的多址方式，更利于聯(lián)合檢測技術(shù)的采用，這些技術(shù)都能減少了干擾，提高系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性； （5）與傳統(tǒng)系統(tǒng)兼容性好：TD-SCDMA支持現(xiàn)存的覆蓋結(jié)構(gòu)，信令協(xié)議可以后向兼容，網(wǎng)絡(luò)不必引入新的呼叫模式，能夠?qū)崿F(xiàn)從現(xiàn)存的通信系統(tǒng)到下一代移動通信系統(tǒng)的平滑過渡； （6）系

43、統(tǒng)設(shè)備成本低：TD-SCDMA上下行工作于同一頻率，對稱的電波傳播特性使之便于利用智能天線等新技術(shù)，這也可達到降低成本的目的;在無線基站方面，TD-SCDMA的設(shè)備成本也比較低； （7）支持與傳統(tǒng)系統(tǒng)間的切換功能：TD-SCDMA技術(shù)支持多載波直接擴頻系統(tǒng)，可以再利用現(xiàn)有的框架設(shè)備、小區(qū)規(guī)劃、操作系統(tǒng)、賬單系統(tǒng)等，在所有環(huán)境下支持對稱或不對稱的數(shù)據(jù)速率。5.5.5 E3G/B3G5.5.5 E3G/B3G系統(tǒng)系統(tǒng)1 3GPP1 3GPP長期演進項目（長期演進項目（3GPP LTE3GPP LTE） 3GPP已經(jīng)確定了增強型3G（E3G）的戰(zhàn)略發(fā)展方向、工作計劃和關(guān)鍵的技術(shù)要求，并提出了如下E3

44、G系統(tǒng)業(yè)務(wù)能力的設(shè)計目標： 1）數(shù)據(jù)速率和頻譜效率：峰值速率為下行100 Mb/s，上行50 Mb/s，頻譜效率為下行5 b/s/Hz，上行為2.5 b/s/Hz；支持成對（Paired）和不成對（Unpaired）的頻譜分配。 2）時延：系統(tǒng)以分組域業(yè)務(wù)為主要設(shè)計目標，以支持實時性強的業(yè)務(wù)，降低無線網(wǎng)絡(luò)的時延。目前的指標主要是參考IP語音（VoIP）等各種實時業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）要求而得到的。同時系統(tǒng)減小了控制平面的狀態(tài)轉(zhuǎn)移時延，有利于改善用戶對于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的體驗。在用戶數(shù)據(jù)平面，空中單向時延小于5 ms；在控制平面，用戶從空閑狀態(tài)到連接狀態(tài)的時延小于100 ms。 3）覆蓋和移動性：小區(qū)

45、覆蓋半徑在5 km以下時，應(yīng)該滿足長期演進（LTE）項目的所有性能要求，支持小于30 km的小區(qū)覆蓋能力，但允許有一定的性能損失。 4）面向廣播、多播的MBMS業(yè)務(wù)：演進系統(tǒng)應(yīng)該增強對于組播和廣播業(yè)務(wù)（MBMS）的支持，實現(xiàn)MBMS這種非對稱業(yè)務(wù)與雙向業(yè)務(wù)的結(jié)合，以及MBMS在非對稱頻段的使用。5.5.5.2 B3G5.5.5.2 B3G系統(tǒng)系統(tǒng)1提出背景 第三代（3G）移動通信系統(tǒng)從2001年起先后在世界各發(fā)達國家投入商用，我國的3G也在2009年開始投入商用。目前用戶對移動通信系統(tǒng)的速率要求越來越高，3G系統(tǒng)已不能滿足用戶的需求，特別是難以滿足高速移動下的用戶的傳輸速率需求。因此在3G的研

46、發(fā)和應(yīng)用如火如荼之際，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界已經(jīng)在思考、構(gòu)建和展望B3G移動通信系統(tǒng)的藍圖。由于國際電信聯(lián)盟（ITU）將3G標準稱為IMT-2000（全球移動電信-2000），所以B3G所用的學(xué)名為Beyond IMT-2000，并于1999年將Beyond IMT-2000的概念與需求研究正式列入議事日程。2001年10月在東京進行的ITU-R WP8F會議上，初步明確了基本研究框架，并指出Beyond IMT-2000是指廣泛用于各種電信環(huán)境的無線系統(tǒng)的總和，包括蜂窩、固定無線接入、游牧接入系統(tǒng)等，不僅具有涵蓋目前的IMT-2000、無線接入和數(shù)字廣播等系統(tǒng)的能力，而且還將新增兩個部分：支持100

47、 Mb/s的蜂窩系統(tǒng)和支持高達1 Gb/s速率的游牧和本地?zé)o線接入系統(tǒng) .2技術(shù)特點和挑戰(zhàn) 與現(xiàn)有3G系統(tǒng)相比，B3G系統(tǒng)具有以下技術(shù)特點： （1）B3G系統(tǒng)的容量大幅提高：為了適應(yīng)數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)不斷增長的需求，B3G系統(tǒng)的容量至少為3G系統(tǒng)的10倍。在高速移動環(huán)境支持最高約100 Mbps的速率，在低速移動環(huán)境達到1Gbps速率。 （2）B3G系統(tǒng)是一個無縫移動通信網(wǎng)絡(luò)：B3G系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)全球范圍內(nèi)多個移動網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)間的無縫漫游。無線通信領(lǐng)域的一個發(fā)展趨勢是移動網(wǎng)絡(luò)和無線接入網(wǎng)絡(luò)的融合。B3G系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是一個移動網(wǎng)絡(luò)和無線接入網(wǎng)的融合體，它應(yīng)能實現(xiàn)與無線LAN的無縫連接。 （3）B3G系

48、統(tǒng)是一個基于IP的網(wǎng)絡(luò)：B3G系統(tǒng)的核心網(wǎng)是一個基于全IP的網(wǎng)絡(luò)，因此核心網(wǎng)獨立于各種具體的無線接入方案，可以實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的無縫互連，能提供端到端的IP業(yè)務(wù)，能同已有的核心網(wǎng)和PSTN共存。 （4）B3G系統(tǒng)能支持不同QoS的業(yè)務(wù)：B3G系統(tǒng)通過動態(tài)帶寬分配和調(diào)節(jié)發(fā)射功率來提供不同質(zhì)量的業(yè)務(wù)。 從目前移動通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和研究動態(tài)可以看出，B3G移動通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)所具備的特征及對現(xiàn)有系統(tǒng)提出的挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在如下幾個方面： （1）數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將由從屬地位上升為主導(dǎo)地位。傳統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng)是以滿足話音業(yè)務(wù)需求而設(shè)計的，如果B3G系統(tǒng)生搬硬套其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和空中接口方案，將無法適應(yīng)這一需求。因此需要運

49、用全新的理念，設(shè)計基于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線傳輸方案及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最大程度滿足B3G系統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占優(yōu)的特點。 （2）移動通信系統(tǒng)所支持的業(yè)務(wù)種類顯著增多。由于不同的業(yè)務(wù)具有不同的特點，所以對系統(tǒng)的要求也有非常顯著的差異。這需要系統(tǒng)具有支持多種業(yè)務(wù)的能力。因此系統(tǒng)的復(fù)雜度將顯著提高，無線資源的分配方式需要高度靈活。 （3）業(yè)務(wù)規(guī)模顯著增大。一般認為B3G系統(tǒng)的容量將比3G提高10倍以上，這就需要系統(tǒng)在信息傳遞能力方面有本質(zhì)性的提高。 （4）業(yè)務(wù)的峰值傳輸速率將提高一至兩個量級，達到100Mb/s以上。傳統(tǒng)蜂窩移動通信系統(tǒng)所用的3GHz以下頻段無法滿足這一要求，需要開發(fā)頻率更高的無線資源。由此所帶來的問題是

50、，電波的傳輸特性將更為惡劣，受天氣以及物理環(huán)境的影響更大。如果采用傳統(tǒng)意義上的蜂窩移動通信技術(shù)，則發(fā)射功率需相應(yīng)地增加十倍甚至上百倍，電磁兼容問題將變得無法容忍，因此需要采用全新的小區(qū)結(jié)構(gòu)解決此問題。 （5）業(yè)務(wù)傳輸速率的動態(tài)范圍將擴大，可能會在10 kb/s至100 Mb/s之間動態(tài)地變化。為了滿足這一需求，B3G系統(tǒng)的無線資源調(diào)配方式必須極為靈活，能夠高效地適應(yīng)數(shù)據(jù)速率的大動態(tài)變化范圍。 （6）考慮業(yè)務(wù)的地點和時間分布將呈現(xiàn)較大的差異。例如，突發(fā)事件發(fā)生時用戶業(yè)務(wù)需求突然急增，需要系統(tǒng)具有相應(yīng)的應(yīng)急增容措施。業(yè)務(wù)的上述特征需要系統(tǒng)在通信容量方面具有較好的環(huán)境自適應(yīng)性。5.6.2 5.6.2

51、 移動互聯(lián)網(wǎng)的參考模型移動互聯(lián)網(wǎng)的參考模型 業(yè)界對于移動互聯(lián)網(wǎng)有不同的理解。Mark Weiser等人認為它 是不可見計算 （ Invisible Computing）和無處不在的計算（Ubiquitous Computing），Satyanarayanan等人認為它是普適計算（Pervasive Computing），WWRF（世界無線研究論壇）則把它看作是自適應(yīng)的、個性化的、知曉周圍環(huán)境的服務(wù)（Adaptable Personalized Ambient-aware Services ）。 未來通信最顯著的特征也許就是多樣性，應(yīng)用的種類將是多樣的，通信模式和服務(wù)質(zhì)量要求也是多樣的，移動終端

52、將支持多種接入模式，移動終端上通常會同時運行多個應(yīng)用，一些應(yīng)用甚至需要根據(jù)連接特性更改它們的行為。 下面簡要介紹 WWRF、MWIF（移動無線互聯(lián)網(wǎng)論壇）和NOKIA等給出的移動互聯(lián)網(wǎng)參考模型與體系架構(gòu)，它們的共同點在于仍采用分層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計。1 WWRF1 WWRF的移動互聯(lián)網(wǎng)參考模型的移動互聯(lián)網(wǎng)參考模型 如圖5.8所示，各種應(yīng)用通過開放的 API獲得用戶交互支持或移動中間件的服務(wù)，該模型中移動中間件層由多個通用服務(wù)元素構(gòu)成：包括建模服務(wù)、存在服務(wù)、移動數(shù)據(jù)管理、配置管理、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、事件通知、環(huán)境監(jiān)測等。圖5.8 WWRF的移動互聯(lián)網(wǎng)參考模型2 MWIF2 MWIF的移動互聯(lián)網(wǎng)體系框架的移動

53、互聯(lián)網(wǎng)體系框架 MWIF提出的移動互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)框架如圖5.9所示，主要考慮了目前固定目前固定 IP IP 網(wǎng)絡(luò)運營商向移動無線網(wǎng)絡(luò)運營商向移動無線 IP IP 運運營商演化，其目的是發(fā)展移動無線互聯(lián)網(wǎng)及推進固定網(wǎng)營商演化，其目的是發(fā)展移動無線互聯(lián)網(wǎng)及推進固定網(wǎng)絡(luò)與絡(luò)與 3G 3G 的融合。的融合。在該體系框架中，接入網(wǎng)和核心網(wǎng)使用 IP 協(xié)議進行傳輸和控制，采用 IP 實現(xiàn)端到端連接，網(wǎng)絡(luò)具有以下功能：鑒權(quán)、授權(quán)和計費、命名和目錄服務(wù)、 IP移動性、網(wǎng)絡(luò)管理、 QoS、安全性、會話管理等。另外，該體系框架將傳輸與控制分離，移動性管理與會話控制分離，使得體系結(jié)構(gòu)具有較高的靈活性。圖5.9 MWIF給出的移動互聯(lián)網(wǎng)參考模型4 4 移動互聯(lián)網(wǎng)的展望移動互聯(lián)網(wǎng)的展望業(yè)界認為：有線互聯(lián)網(wǎng)向具有新的功能與應(yīng)用的移動互聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展。 移動性、個性化、定位功能的需求。移動互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵特征：IPIP透明透明：端到端的通信路徑中所有涉及的部分都必須支持IP。尋址：尋址：每個用戶有一個唯一的且獨立于用戶所在地的地址。移動性管理：移動性管