移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡

1、第講移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡第1頁，共31頁。本講內(nèi)容第六章 無線網(wǎng)絡6.3 移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡6.3.1 移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡分類6.3.2 CDPD6.3.3 GPRS6.3.4 3G技術6.3.5 移動應用協(xié)議* *是要求同學了解的，這些內(nèi)容在本電子教案中并未講解而是要求同學自己閱讀教材。 第2頁，共31頁。6.3.1 移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡分類 根據(jù)移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡與蜂窩基礎結構的關系，可將移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡分為四類。第3頁，共31頁。6.3.1 移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡分類 獨立移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡 擁有自己的頻段，該頻段不被其它的服務所使用，且有不與別的服務所共享的基礎網(wǎng)絡。 根據(jù)網(wǎng)絡運行頻段的狀態(tài)，分為：需要許可證頻段和免許可證頻段 共享移動數(shù)

2、據(jù)網(wǎng)絡 與現(xiàn)有的面向語音的模擬服務共享頻譜和部分基礎結構。 在模擬語音所使用的、相同的無線信道上傳輸，但有自己的空中接口和MAC協(xié)議。 數(shù)據(jù)服務除了使用專用的數(shù)據(jù)信道外，還可占用空閑的語音信道。第4頁，共31頁。6.3.1 移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡分類 重疊移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡 與現(xiàn)有網(wǎng)絡重疊。 數(shù)據(jù)服務不但利用分配給其它服務的頻譜，還利用現(xiàn)有的面向語音的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的MAC層和空中接口。 一體移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡 在設計和系統(tǒng)實施之初，就將話音、數(shù)據(jù)和綜合多媒體服務等進行一體化設計。 本身就潛在支持語音和數(shù)據(jù)等服務，不存在誰先實現(xiàn)，誰后加載的問題。第5頁，共31頁。6.3.2 CDPD 1991年，在AMPS上建立數(shù)據(jù)

3、分組的共享層面向蜂窩電話網(wǎng)絡的CDPD原型體系結構。 CDPD使用原始的RF技術，采用的調(diào)制方式為GMSK調(diào)制。 未加工的CDPD信令速率為 19.2kbps，經(jīng)過RS編碼后，不包括控制開銷，在雙工模式下實際的數(shù)據(jù)速率為14.4kbps。 CDPD提供的最基本的服務是網(wǎng)絡服務。 第6頁，共31頁。6.3.2 CDPD 系統(tǒng)結構 三個主要的接口：A接口、E接口、I接口。第7頁，共31頁。6.3.2 CDPD 主要的邏輯部件： 移動終端系統(tǒng)（M-ES） 移動數(shù)據(jù)基站（MDBS） 移動數(shù)據(jù)中間系統(tǒng)（MD-IS） 固定終端系統(tǒng)（F-ES）第8頁，共31頁。6.3.2 CDPD 工作過程 注冊 數(shù)據(jù)傳輸

4、和移動管理第9頁，共31頁。6.3.2 CDPD 越區(qū)切換 信道跳變第10頁，共31頁。6.3.2 CDPD 協(xié)議棧結構第11頁，共31頁。6.3.2 CDPD 協(xié)議棧分為四層 物理（PHY）層：定義了兩個不同的單向RF信道。 MAC層：接入機制類似以太網(wǎng)中的CSMA/CD機制。 移動數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議（MDLP）層：在LLC層等價于802.3協(xié)議。 子網(wǎng)相關融合協(xié)議（SNDCP）層：映射MDLP為IP或CLNP提供服務。 第12頁，共31頁。6.3.2 CDPD 安全性 CDPD的安全性只是可以對鏈路進行加密和對M-ES進行鑒權。 CDPD的鑒權由移動網(wǎng)絡登記協(xié)議管理實體（MME）完成，MME同時

5、位于MD-IS和M-ES中。 CDPD的加密性是通過采用私鑰對所有的數(shù)據(jù)進行加密來實現(xiàn)的，不同的會話私鑰也不同。 第13頁，共31頁。6.3.2 CDPD CDPD作為一種寄生網(wǎng)絡而存在，其特點： 64 kbps的有線線路和固定網(wǎng)連接，19.2 kbps的空中信道用以連接移動臺，全雙工實時無線數(shù)據(jù)通信； 高質(zhì)量、無差錯的無線數(shù)據(jù)傳送； 采用先進的動態(tài)密鑰管理、正反信道密鑰不同、以每呼叫為基礎進行動態(tài)密鑰更換，保護用戶數(shù)據(jù)不被竊聽； 無連接方式的分組通信，可以TCP/IP為基礎。由于協(xié)議的開放性，任何以TCP/IP為基礎的軟件產(chǎn)品，使CDPD有很好的應用基礎； 適用于信息量較小但實時性要求較高的

6、數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡中的移動終端可一直處于在線模式。第14頁，共31頁。6.3.3 GPRS GPRS架構在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上，是GSM網(wǎng)絡提供的無線點對點分組交換服務。 GSRS使用的物理無線信道與GSM完全相同，但是定義了新的邏輯GPRS無線信道。 GPRS可提供以下兩類服務：點-點（PTP）服務和點-多點（PTM）服務。 GPRS的標準化工作分3個階段。目前的標準是1999年底完成的GPRS Phase2。 第15頁，共31頁。6.3.3 GPRS 系統(tǒng)結構ADGbGn/GpUmGPRS/GSM訪問網(wǎng)GSM核心網(wǎng)GPRS網(wǎng)絡IP主干網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡（IP）語音網(wǎng)絡（ISDN）PDNGi第16頁，共3

7、1頁。6.3.3 GPRS GPRS支持節(jié)點GSN（GPRS Support ） GPRS服務支持節(jié)點SGSN（Serving GSN） GPRS網(wǎng)關支持節(jié)點GGSN（Gateway GSN） GPRS寄存器 8個接口：Um 、Gb 、Gs 、Gr 、Gc 、Gn 、Gp 、Gi第17頁，共31頁。6.3.3 GPRS 工作過程 附著 數(shù)據(jù)傳輸和位置管理計時器到或強制T2分組GPRS分離GPRS附著準備備用空閑第18頁，共31頁。6.3.3 GPRS 越區(qū)切換第19頁，共31頁。6.3.3 GPRS 協(xié)議棧結構第20頁，共31頁。6.3.3 GPRS 協(xié)議棧各部分1. GTP（GPRS隧道協(xié)議

8、）2. TCP3. IP4. SNDCP（子網(wǎng)相關融合協(xié)議）5. LLC（邏輯鏈路控制）6. BSSGP（GPRS基站系統(tǒng)協(xié)議）7. NS（網(wǎng)絡服務）8. RLC（無線鏈路控制）/MAC（介質(zhì)訪問控制）9. GSM RF10. Relay（中繼轉發(fā)）第21頁，共31頁。6.3.3 GPRS GPRS特點 資源利用率高 傳輸速率高 接入時間短 支持IP協(xié)議和X.25協(xié)議 會發(fā)生包丟失現(xiàn)象 實際速率比理論值低 終端不支持無線終止功能 調(diào)制方式不是最優(yōu)第22頁，共31頁。6.3.3 GPRS GPRS的發(fā)展狀況 第一階段 第二階段（EDGE） 中國的GPRS應用第23頁，共31頁。6.3.4 3G技

9、術 3G（第三代移動通信系統(tǒng)）是能支持話音數(shù)據(jù)綜合和移動多媒體的寬帶數(shù)字移動網(wǎng)絡。 它主要由接入部分、寬帶通信網(wǎng)和智能化網(wǎng)絡管理組成。 接入部分包括無線和有線接入。 寬帶通信網(wǎng)提供對各種業(yè)務的傳輸與交換功能，這個網(wǎng)絡的基礎應該是寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）。 智能化網(wǎng)絡管理和數(shù)據(jù)庫是第三代通信網(wǎng)的核心，它擔負著數(shù)據(jù)庫管理、用戶移動性管理、網(wǎng)絡安全管理等。 第24頁，共31頁。6.3.4 3G技術 很多機構和組織都在研究3G，提出了不同的3G標準。 這些標準中，最主要的是ITU1994年提出的IMT-2000。 IMT-2000的目標是支持更高速率的數(shù)據(jù)，從而支持多媒體的應用，提供高頻段效

10、率、更多接口的標準化及服務的兼容性。 IMT-2000并存兩個主要的競爭方案 W-CDMA，重點考慮與GSM的兼容性。 CDMA2000，重點考慮與CDMA的兼容性。第25頁，共31頁。6.3.4 3G技術 W-CDMA和CDMA2000兩個方案的主要不同點 CDMA2000的碼片速率為N1.2288Mcps，從而能更好地與IS-95向后兼容，而W-CDMA采用的碼片速率為3.84Mcps。 在CDMA2000中，利用GPS使BS之間嚴格同步，W-CDMA則采用異步方式，在GPS無法覆蓋的建筑群內(nèi)也可采用微微小區(qū)。 W-CDMA的幀長為10ms，保證端-端延遲小，而CDMA2000的幀長為20

11、ms。第26頁，共31頁。6.3.4 3G技術 3G的發(fā)展 3GPP組織 由工業(yè)和標準組的成員發(fā)起 著力制定系統(tǒng)在以下幾個方面的標準：核心網(wǎng)、無線接入網(wǎng)、服務和系統(tǒng)各個方面以及移動終端。 3GPP2組織 由ANSI發(fā)起 制定基于CDMA2000和IS-41核心網(wǎng)3G移動系統(tǒng)的技術標準。 3GPP和3GPP2協(xié)同合作，成立OHG進一步協(xié)調(diào)全球3G（G3G）標準，G3G提出了全球3G建議。第27頁，共31頁。6.3.4 3G技術 G3G融合建議第28頁，共31頁。6.3.4 3G技術 G3G建議包括以下幾個部分： 3個空中接口標準 2個頻分雙工（FDD）模式 基于W-CDMA的直接序列（DS）模式，碼片速率為3.84Mcps； 基于CDMA2000的多載波（MC）模式，碼片速率為3.6864。 1個時分雙工（TDD）模式，碼片速率為3.84Mcps。 在所有