第六章無線移動計算

第六章無線與移動計算教材及參考書：

《網(wǎng)絡計算》講義

《.NET移動通信程序設計》清華大學出版社劉志安無線與移動計算內容結構：1、無線與移動計算概念。

移動計算、移動計算網(wǎng)絡、移動計算要素等。2、移動計算網(wǎng)絡。

介紹多種移動計算網(wǎng)絡及體系結構。3、無線應用協(xié)議（WAP）4、移動計算中的移動數(shù)據(jù)庫5、移動中間件6、移動通信程序設計7、移動計算研究的現(xiàn)狀和發(fā)展6.1概述◎通信技術領域：

目前，在通信技術領域，無線通信特別是移動通信得到了巨大的進步。

第一代模擬移動通信系統(tǒng)。二十世紀四十年代；

第二代移動通信系統(tǒng)。二十世紀八十年代；隨著數(shù)字信號處理技術的發(fā)展，以數(shù)字化為特征的第二代移動通信系統(tǒng)在系統(tǒng)的頻譜利用率、容量、多種業(yè)務支持能力、保密性、系統(tǒng)的抗衰落能力、網(wǎng)絡管理和控制的靈活性方面都比有了很大的提高。

此外，一些高速的無線技術如無線局域網(wǎng)，無線ATM，紅外無線通信，寬帶衛(wèi)星技術，以及無線IP技術等等。這些移動系統(tǒng)的大規(guī)模應用和新技術的研究，標志著人們對無線通信傳輸環(huán)境和特性的認識又有了新的進步，也標志著無線通信技術的成熟。

第三代、第四代移動通信系統(tǒng)：

W-CDMA、cdma2000和TDS-CDMA

W-CDMA：歐洲ETSI和日本ARIB的W-CDMA方案，韓國TTAⅡ的寬帶CDMA，美國的T1P1、TR46．1提交的方案，它們的技術特性非常近似，概括為W-CDMA一派

cdma2000是美國向ITU提出的第三代移動通信空中接口標準的建議。

TDS-CDMA：中國大唐電信提出的第三代移動通信方案。中國信息產(chǎn)業(yè)部正式批復通過了“中國3G天線頻譜規(guī)劃方案”

：為W-CDMA和cdma2000兩種標準共留出了60M的對稱頻段，為中國TDS-CDMA標準留出155M的非對稱頻段。該方案也使3G產(chǎn)品供應商結束了對中國市場趨勢的猜測，同時也標志著中國3G市場將迅速啟動。對于3G頻譜資源的劃分，W-CDMA、cdma2000和TD-SCDMA三大標準誰將會在今后的市場中占優(yōu)勢。因為此規(guī)劃方案為大唐TDS-CDMA標準留出了155M的頻段，大大高于W-CDMA和cdma2000，而且，這155M頻段分布在1,880M至1,920M、2,010M至2,025M、2,300M至2,400M之間，前兩段總共55M正是國際電聯(lián)確定的全球3G通信核心頻段。大唐電信是此次頻譜規(guī)劃中最大的贏家，大唐除了獲得了很大帶寬的頻譜外，更重要的是得到了中國政府強有力的支持?！?/p>

概念：

電子商務(EC)--->移動商務(MC)

移動計算(MobileComputing)是指人們可以隨時、隨地進行“計算”。

移動計算網(wǎng)絡（MobileComputingNetworkMCN）是指能夠支持移動計算的網(wǎng)絡。手機、掌上電腦、PDA等移動設備的功能會越來越強，而且意味著移動計算技術會給企業(yè)信息應用帶來徹底的變革。此外，隨著數(shù)字化信息服務的發(fā)展，股市行情分析、交通、天氣預報等信息的接收與查詢將不再受到時間和場合的限制，而在軍事領域，戰(zhàn)場醫(yī)療、實時指揮控制、高可用的協(xié)同聯(lián)絡等軍事應用對移動計算技術也提出了特殊的要求。

移動計算包括三個要素:

通信，計算和移動。相互獨立又相互聯(lián)系。

在移動計算中，三要素可以用一個三維空間來表示三者之間的關系。它們可以相互轉化，例如，通信系統(tǒng)的容量可以通過計算處理（信源壓縮，信道編碼，緩存，預取）得到提高。移動性可以給計算和通信帶來新的應用，但同時也帶來了許多問題。在移動計算中，最大的問題就是如何面對無線移動環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)。在無線移動環(huán)境中，信號要受到各種各樣的干擾和衰弱的影響，會有多徑和移動給信號帶來的時域和頻域彌散、有限的頻帶資源、較大的傳輸時延等等問題，使得所有的應用都必須建立在一個不可靠或者說是一個有可能發(fā)生中斷的物理連接上。

1、信道可靠性問題和系統(tǒng)配置問題。

有線連接的優(yōu)點：

采用銅纜或光纜連接（連接可靠，誤比特性、時延特性好，可靠的信道可以很好地支持各種業(yè)務）。

無線方式連接的問題：1、惡劣的通信環(huán)境造成很高的錯誤傳輸概率，為此采用的糾錯和重傳技術又會加劇時延特性的惡化。2、有限的無線帶寬，限制了數(shù)據(jù)的傳輸速率。

3、不可靠的、可能斷開的物理連接。4、在移動計算網(wǎng)絡環(huán)境下，移動終端位置的移動要求系統(tǒng)能夠動態(tài)、實時進行配置和更新。

移動計算引出了很多移動通信網(wǎng)絡和計算機網(wǎng)絡中從未遇到的問題：

2、對寬帶業(yè)務的支持問題。

為了真正實現(xiàn)在移動中進行各種計算，必須要對寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務進行支持。目前的無線移動蜂窩網(wǎng)絡基本只能支持話音和低速的數(shù)據(jù)業(yè)務。為了解決這個問題，需要：

增加無線信道的帶寬，

如何在較低數(shù)據(jù)速率下適應移動特性，

如何提供預連接服務、智能業(yè)務服務，資源的預分配技術。

3、在移動計算中，還存在一個移動管理的問題。

現(xiàn)有的移動管理主要針對話音業(yè)務，如何拓展現(xiàn)有的移動管理技術到寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務，更好地支持預連接智能業(yè)務和預分配資源是一正在研究的課題。

4、如何把一些在固定計算網(wǎng)絡中的成熟技術移植到移動計算網(wǎng)絡中的問題。

移動計算網(wǎng)絡是建立在無線通信環(huán)境下的多用戶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)通信的突發(fā)特性，使得分組交換技術在其中得到了廣泛的應用。例如，緩存（Caching）和預取(Prefetching)技術在計算機系統(tǒng)中已經(jīng)廣為應用。已經(jīng)證明，它們可以大大提高系統(tǒng)的性能，減少系統(tǒng)的業(yè)務量。那么如何適應無線移動的特點，使它們更好地提高移動計算的效率，也是目前正在研究的問題。

6．2移動計算網(wǎng)絡

在移動計算網(wǎng)絡中，主要解決如何支持節(jié)點的移動性和移動性管理問題。在移動計算網(wǎng)絡環(huán)境下，主機或其它終端可以在移動中對有線網(wǎng)絡中的各種資源進行訪問，也可以與其它移動的終端進行通信，如同在固定的有線環(huán)境中一樣。無線移動環(huán)境帶來的特殊性是對移動計算的最大挑戰(zhàn)。要支持計算的移動性，需要在系統(tǒng)的各個層面增加對移動性的支持。其中，一個可靠、支持高數(shù)據(jù)速率的物理和數(shù)據(jù)鏈路對計算的移動性至關重要?；旧峡梢苑譃閮煞N解決方案：廣域解決方案（無線蜂窩數(shù)字通信網(wǎng)絡、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡）和局域解決方案（無線局域網(wǎng)）。

無線移動網(wǎng)絡本節(jié)內容移動互聯(lián)網(wǎng)的接入基于Internet的移動計算網(wǎng)絡(MobileIP)局域網(wǎng)解決方案(IEEE802.11和HIPERLAN。)廣域網(wǎng)解決方案寬帶衛(wèi)星

無線蜂窩數(shù)字通信網(wǎng)絡：GPRS（GeneralPacketRadioService，通用分組無線服務）和CDPD(CellularDigitalPacketData，蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù))◎無線蜂窩數(shù)字通信網(wǎng)絡和衛(wèi)星通信網(wǎng)絡

廣域方案主要是依靠現(xiàn)有的無線蜂窩數(shù)字通信網(wǎng)絡和衛(wèi)星通信網(wǎng)絡作為移動計算的物理網(wǎng)。無線蜂窩數(shù)字通信網(wǎng)絡在現(xiàn)有蜂窩系統(tǒng)的基礎上增加對無線數(shù)據(jù)業(yè)務的支持。傳統(tǒng)的以話音業(yè)務為主的無線數(shù)字蜂窩系統(tǒng)只能支持低速的數(shù)據(jù)業(yè)務，滿足不了日益增長的寬帶多媒體業(yè)務的需求。需要做兩方面的工作，一是在物理層上提供更可靠的高比特速率傳輸，二是在高層上支持數(shù)據(jù)業(yè)務的交換。無線蜂窩數(shù)字通信網(wǎng)絡的實現(xiàn)：GPRS（GeneralPacketRadioService，通用分組無線服務）和CDPD(CellularDigitalPacketData，蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù))

1、GPRS

GPRS是什么

GPRS是通用分組無線業(yè)務（GeneralPacketRadioService）的英文簡稱，是在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務。GPRS與現(xiàn)有的GSM語音系統(tǒng)最根本的區(qū)別是，GSM是一種電路交換系統(tǒng)，而GPRS是一種分組交換系統(tǒng)。因此，GPRS特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。這一特點正適合大多數(shù)移動互聯(lián)的應用。

GPRS有什么優(yōu)點

相對原來GSM的撥號方式的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式，GPRS是分組交換技術，具有“實時在線”、“按量計費”、“快捷登錄”、“高速傳輸”、“自如切換”的優(yōu)點。

GPRS速度能達多少目前CMCC建成的GPRS網(wǎng)絡支持的理論最高速率為171.2kbps，它是在采用編碼方式為CS-4時，且無線環(huán)境良好，信道充足的情況下實現(xiàn)的。GPRS在達到理論最高值171.2kbps時，已經(jīng)完全可以支持一些多媒體圖像傳輸業(yè)務等對帶寬要求較高的應用業(yè)務，但實際數(shù)據(jù)傳輸速率受網(wǎng)絡編碼方式和終端支持的因素影響?，F(xiàn)在用戶的接入速度大概分成20k、40k、60k、115.2k幾種等級。

GPRS的業(yè)務有哪些

Internet業(yè)務（Web瀏覽、Email、FTP、Telnet等）VPN（虛擬專用網(wǎng)）業(yè)務/移動辦公室（與企業(yè)內部Intranet互通，使用戶能無線接入內部局域網(wǎng)）

WAP業(yè)務；電子商務、電子銀行；交通工具定位、道路信息

信息點播：新聞、股票信息、天氣預報、廣告。

GPRS網(wǎng)絡結構

GPRS網(wǎng)絡是基于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡來實現(xiàn)的。在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡中需要增加一些節(jié)點，如GGSN（GatewayGPRSSupportingNode，網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點）和SGSN（ServingGSN，服務GPRS支持節(jié)點）。

GSN是GPRS網(wǎng)絡中最重要的網(wǎng)絡節(jié)點。GSN具有移動路由管理功能，它可以連接各種類型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，并可以連到GPRS寄存器。GSN可以完成移動臺和各種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)傳送和格式轉換。GSN可以是一種類似于路由器的獨立設備，也可以與GSM中的MSC集成在一起。

GSN有兩種類型：一種為SGSN（ServingGSN，服務GSN），另一種為GGSN（GatewayGSN，網(wǎng)關GSN），SGSN的主要作用是記錄移動臺的當前位置信息，并且在移動臺和GGSN之間完成移動分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。GGSN主要是起網(wǎng)關作用，它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡連接，如ISDN、PSPDN和LAN等。有的文獻中，把GGSN稱為GPRS路由器。GGSN可以把GSM網(wǎng)中的GPRS分組數(shù)據(jù)包進行協(xié)議轉換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠端的TCP／IP或X.25網(wǎng)絡。

GPRS實現(xiàn)原理對用戶A到用戶B的數(shù)據(jù)業(yè)務，源SGSN-S把它從BTS（基站收發(fā)信基）發(fā)送到BSC（基站控制器），BSC接受后對它進行封裝，然后路由到GGSN，在檢查分組的目的地址后通過現(xiàn)有的分組交換網(wǎng)絡送到目的GGSN，再送到目的SGSN-D，在SGSN進行解封裝，再利用GSM系統(tǒng)的基站傳送到目的移動終端。GPRS系統(tǒng)可以提供移動性的管理和服務質量（QOS）的支持，它采用了隧道協(xié)議（GTP）和分組數(shù)據(jù)協(xié)議。2、CDPD

CDPD是一個采用無連接網(wǎng)絡協(xié)議（CLNP）和帶碰撞檢測的數(shù)字檢測接入?yún)f(xié)議的接入網(wǎng)絡。它有一套獨立的移動管理數(shù)據(jù)庫。在支持CDPD的蜂窩移動終端上，在進行話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的傳輸時，采用不同的移動管理過程。優(yōu)點：l

覆蓋范圍廣:衛(wèi)星通信波的覆蓋面為一個錐形體與地球表面的交集面，一個地球同步衛(wèi)星的通信波大致可以覆蓋地球表面的1/3，大的國家用一顆通信衛(wèi)星就能成功地進行通信，這樣的通信面積，如果在地面網(wǎng)絡中需要非常龐大的工程和很高的造價。這是衛(wèi)星通信與一般的地面通信的最大區(qū)別，地面通信難以到達的地方（如沙漠、海洋、高山等），通過衛(wèi)星都能進行有效的通信。

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可以進行多點廣播:衛(wèi)星上發(fā)射的波在錐形體范圍內所有的地面接收站都能夠接收到通信信號，對于一些重復性的信號（如數(shù)據(jù)、聲音、圖像等）就可以通過衛(wèi)星信號廣播給所有的地面衛(wèi)星小站，這樣通過廣播的方式大大增大了衛(wèi)星信道的使用率，避免了相同數(shù)據(jù)的重復發(fā)送造成的信道擁擠。衛(wèi)星信號的廣播特性也是大多數(shù)地面通信系統(tǒng)不具有的。

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通訊費用固定:衛(wèi)星信號傳輸費用與兩地球站之間的距離無關。因為只要它們用同一個衛(wèi)星轉發(fā)器服務，該轉發(fā)器發(fā)送的信號可被不同距離的所有地球站接收，其傳輸費用總是固定不變的。廣播式通信比采用大量實體的通信線路和交換機要經(jīng)濟得多l(xiāng)

通信速度快:衛(wèi)星工作于寬頻帶，故一顆衛(wèi)星就能提供至少120，000路電話或多于200路電視的傳輸能力，裝有10個轉發(fā)器的衛(wèi)星，其總通信能力可達500，000，000bit/s。3、寬帶衛(wèi)星3、寬帶衛(wèi)星問題：

衛(wèi)星技術目前面臨的主要問題是:標準的制訂和接入設備的成本和費用高，只有降低到足以使全世界數(shù)以百萬的新用戶能夠訂購寬帶衛(wèi)星業(yè)務，它才能在與地面?zhèn)鬏敿夹g的競爭中獲勝。◎無線局域網(wǎng)

無線局域網(wǎng)是一種能支持較高數(shù)據(jù)速率（2?11Mb/s）、采用微蜂窩、微微蜂窩結構的、自主管理的移動計算機局部網(wǎng)絡。

特點：地域范圍上受限制，速率更高。

傳輸技術：紅外線，擴展頻譜技術，窄帶微波技術。

主要標準：IEEE802.11和HIPERLAN。

IEEE802.11只規(guī)定了開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）的物理層和MAC層，包括IEEE802.11b，IEEE802.11a，IEEE802.11h無線局域網(wǎng)不足之處：

無線技術的部署進展非常緩慢，主要由于下面三點原因：首先，無線數(shù)據(jù)的原始傳輸速率太低，無法滿足一個共享式局域網(wǎng)上的主流用戶的需要。盡管吞吐量的確在逐步增加，但是網(wǎng)絡速度仍然大幅度地落后于有線局域網(wǎng)的速度。其次，專用的、非標準的解決方案統(tǒng)治了市場，設備之間的互操作性很低，給那些擁有多個廠商提供產(chǎn)品的用戶帶來了很多困擾。第三，與有線解決方案相比，這些低速的專用解決方案的價格非常昂貴。

◎無線局域網(wǎng)

1.IEEE802.11b

IEEE802.11只規(guī)定了開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI/RM）的物理層和MAC層，它的主要特點如下：支持較高的數(shù)據(jù)速率，1?11Mb/s；能夠支持有中心和無中心兩種拓撲結構；能夠支持多優(yōu)先級；能支持時間受限業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務；具有節(jié)能管理和安全認證；可采用無線電或紅外線傳輸介質；在世界范圍的ISM頻段使用，可采用直擴或跳頻兩種擴頻技術。無線的接入?yún)f(xié)議采用載波檢聽/碰撞避免（CSMA/CA）協(xié)議。為了避免碰撞或其他原因造成的傳輸失敗，采用ACK應答機制。為了支持多優(yōu)先級引入多個不同的（IFS）（SIFS）（PIFS）（DIFS）幀間隔。為了支持實時業(yè)務又引入超幀結構。2.IEEE802.11a

IEEE于1999年批準了802.11a標準，但是直到2001年12月市場上才出現(xiàn)第一款兼容802.11a的產(chǎn)品。（1）802.11a標準最高可以提供54Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率和8個不重疊的頻率通道--從而可以增加網(wǎng)絡容量，提高可擴展性。（2）802.11a工作在不需申請的5GHz頻段，因為不會受到來自于工作在2.4GHz頻段的設備的干擾，例如微波爐、無繩電話和藍牙（一種短距離、低速、點對點、個人局域網(wǎng)無線標準）設備。2.IEEE802.11a（3）802.11a標準并不能與現(xiàn)有的支持802.11b的設備兼容。已經(jīng)采用了802.11b設備，并希望獲得802.11a技術所提供的更高通道數(shù)和網(wǎng)絡速度的企業(yè)必須安裝一整套全新的802.11a基礎設施，以及802.11a接入點和客戶端適配器。需要指出的是，2.4GHz和5GHz設備可以在互不干擾的情況下在同一個物理環(huán)境下工作。2.IEEE802.11a3.IEEE802.11g

802.11g標準從2001年11月就開始草擬，802.11g可以提供與802.11a相同的54Mbps數(shù)據(jù)傳輸速率。（1）提供一種重要的優(yōu)勢：對802.11b設備向后兼容。這意味著802.11b客戶端卡可以與802.11g接入點配合使用，而802.11g客戶端卡也可以與802.11b接入點配合使用。因為802.11g和802.11b都工作在不需許可的2.4GHz頻段，所以對于那些已經(jīng)采用了802.11b無線基礎設施的企業(yè)來說，移植到802.11g將是一種合理的選擇。（2）802.11a和802.11g都可以大幅度地改進現(xiàn)有的802.11b標準，因為它們所帶來的更高的數(shù)據(jù)傳輸速率可以為無線局域網(wǎng)上的設備提供更高的性能和可用性。但是一個不足之處是由于802.11a和802.11g標準使用的頻段不同，所以不能相互兼容。而且，802.11a不能與現(xiàn)有的802.11b設備兼容。3.IEEE802.11g4.HIPERLAN

HIPERLAN，它由EuropeanTelecomStandardsInstitute（ETSI）的RES10工作組提出，特點如下：高性能的無線局域網(wǎng)；工作頻段在5.12?5.30GHz和17.1?17.3GHz；采用窄帶GMSK調制，支持的物理層傳輸速率為23.5Mb/s/23.5MHz帶寬；接入?yún)f(xié)議采用CSMA/CA；主要支持點到點傳輸；具有節(jié)能管理?！蛞苿踊ヂ?lián)網(wǎng)的接入

移動終端接入Internet大致有以下幾種方式：

無線局域網(wǎng)接入方式、數(shù)字蜂窩電話接入方式、點對點的專用微波鏈路接入方式、無線本地回路方式、同步衛(wèi)星鏈路方式等。目前發(fā)展最快、用戶數(shù)量最多的主要是前兩種方式。無線局域網(wǎng)起初是設計來用在室內代替線纜的，就如同無繩電話一樣，不需要操作頻率占用許可。但后來人們發(fā)現(xiàn)若將無線局域網(wǎng)適配器與架設在較高位置的高增益天線相連，這種高速的無線連接可延續(xù)40km左右，而需要的無線適配器、高增益天線以及兩者間需要的線纜加起來的造價僅需幾千塊錢人民幣，這種構網(wǎng)方便且造價低的特性使得無線局域網(wǎng)得到了廣泛的應用。又因為其數(shù)據(jù)率高的特點，比較容易接入Internet，所以它成為無線接入Internet極具前途的一種方式。

有三種通過插入無線局域網(wǎng)卡接入Internet的情況。其一是移動計算設備如筆記本、PDA等通過無線接入點接入的情況；其二是在臺式機插槽中插入無線局域網(wǎng)卡通過接入點接入Internet的情況，這樣可免去常規(guī)網(wǎng)線的連接；第三種是有線局域網(wǎng)通過無線鏈路接入互聯(lián)網(wǎng)的情況，這種情況適合于不存在有限接入網(wǎng)絡設施和不方便連接的情況。移動計算設備和臺式機及所有的路由器都配備了一套相應的無線局域網(wǎng)中斷和接入點設備包括無線局域網(wǎng)卡、天線和電纜。路由器負責進行有限與無線通信的各層協(xié)議以及地址的轉換并實現(xiàn)尋址功能，上層都是基于TCP/IP的。

數(shù)字蜂窩電話接入的特點是低速率、終端處理能力弱、存儲空間小等，但該接入方式具備既有的無線鏈路以及移動性管理、越區(qū)切換等通信機制，即通過這種方式接入Internet已經(jīng)有下層網(wǎng)絡支持，關鍵問題是如何在有限的資源上進行有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。另一種解決接入Internet問題的途徑是對現(xiàn)有的窄帶數(shù)字蜂窩網(wǎng)進行改造和升級，目前我國已經(jīng)在一些地方采用GPRS、EGDE等技術對現(xiàn)網(wǎng)進行改造。

◎基于Internet的移動計算網(wǎng)絡除了主機，無線接入站及漫游管理路由器外，其他功能均為現(xiàn)有的Internet上的設備，也可以說移動計算機網(wǎng)絡是在Internet上又追加了“主機可移動性”功能。主機MH在同一IP子網(wǎng)間的移動稱為散步，在不同子網(wǎng)間的移動稱為漫游，移動計算網(wǎng)絡必須支持散步和漫游。移動計算網(wǎng)絡對散步的處理是由AP負責完成的，主要涉及鏈路層的功能，IEEE802.11MAC協(xié)議處理這一問題。實現(xiàn)移動計算網(wǎng)絡的關鍵是如何實現(xiàn)對漫游的處理，這一工作由網(wǎng)絡層來實現(xiàn)。實現(xiàn)漫游的方法很多，例如：Internet學會IETE(InternetEngineeringTaskForce)的SONY公司的Terqoka等人提出的基于TCP/IP協(xié)議的VIP（虛擬IP）協(xié)議。其中MobileIP協(xié)議由于是基于Internet的，并且由于其協(xié)議草案的合理性，1996年公布為建議標準。該標準包括下面的RFC文件：

RFC2002：定義了MobileIP協(xié)議；RFC2003，2004和1701：定義了MobileIP中用到的三種隧道技術；RFC2005：敘述了MobileIP的應用；RFC2006：定義了MobileIP的管理信息庫MIB?！騇obileIPMobileIP是一種在全球Internet上提供移動功能的方案，使節(jié)點在切換鏈路時仍可保持正在進行的通信。它提供了一種IP路由機制，使節(jié)點以一個永久的IP地址連接到任何鏈路上。與特定主機路由技術和數(shù)據(jù)鏈路方案不同，MobileIP還要解決安全性和可靠性問題，并與傳輸媒介無關。MobileIP的可擴展性使其可以在整個Internet上應用。MobileIP的工作原理同正常的IP路由機制比較，移動IP路由機制帶來了許多額外開銷（Overhead），如隧道開銷、三角路由開銷和分片開銷等，以及切換延遲問題，它們在一起將大大降低吞吐性能。

隧道開銷是指在MobileIP運作過程中，引入了家代理打包和外地代理解包的額外開銷；

三角路由開銷是指IP報文不是直接發(fā)向移動主機而是先發(fā)給家代理然后再轉交給外地代理，于是也引入了開銷；

分片開銷是指任何一條路徑可能包含多條鏈路，而每一條鏈路并不一定都采用相同的最大幀長，就不得不分為兩個或更多的報文，從而引起分片開銷。除了以上的開銷，還存在切換時延問題。在MobileIP機制下，當移動節(jié)點連續(xù)三次未收到注冊代理的代理公告時，才同新的代理發(fā)起網(wǎng)絡層切換。由此可見，當發(fā)生網(wǎng)絡切換時，必然在大約等于三次代理公告的時間段內沒有連續(xù)的網(wǎng)絡連接，即使移動主機可以收到新代理的公告也是一樣。

6．3無線應用協(xié)議--WAP

WAP（WirelessApplictationProtocol）是WAP論壇經(jīng)過不斷努力得到的成果，它提供了一個網(wǎng)絡協(xié)議的技術規(guī)范，以便開發(fā)出適用于各種無線通信網(wǎng)絡的應用程序和業(yè)務。WAP規(guī)定了適用于多種無線設備的網(wǎng)絡協(xié)議和應用程序框架，這些設備包括移動電話、尋呼機、個人數(shù)字助理（PDA）等。這個規(guī)范不但擴充了移動組網(wǎng)技術和Internet技術，而且還將推動他們的發(fā)展。◎

WAP模型

1、WAP編程模型給應用程序的開發(fā)人員帶來許多好處：2、為實現(xiàn)移動終端與網(wǎng)絡服務器之間的通信，WAP定義了一套標準組件，這套組件包括：

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標準命名模型。使用WWW模型的標準URL來標識源服務器上的WAP內容，并用WWW標準的URI來標識一個設備上的本地資源，如呼叫控制功能。

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內容分類。對于每個WAP內容，都定義了一個與WWW分類相一致的特定類型，這使得Web用戶代理能夠依據(jù)其類型對WAP內容進行正確的處理。

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標準內容格式。WAP內容格式是按照WWW技術定義的，其中包含顯示標記、日歷信息、電子商務卡片對象、圖像和腳本語言。

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標準通信協(xié)議。WAP通信協(xié)議將來自移動終端的瀏覽器請求傳送到Web服務器。3、WAP通過用戶代理技術把WWW和無線領域連接起來。WAP代理的典型功能如下：·

協(xié)議網(wǎng)關（Protocolgateway）。協(xié)議網(wǎng)關把來自WAP協(xié)議棧（包括無線會話協(xié)議WSP、無線事務協(xié)議WTP、無線傳輸層安全WTLS和無線數(shù)據(jù)報協(xié)議WDP）的請求轉化成WWW協(xié)議棧（包括超文本傳輸協(xié)議HTTP和TCP/IP）的請求。·

內容編譯碼器（Contentencodersanddecoders）。內容編譯碼器把WAP內容轉化成緊縮的編碼格式，以減少在網(wǎng)絡上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。

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WAP的組成◎

WAP與Internet的關系WAP使用了許多Internet標準，如XML、UDP和IP，但為適應無線環(huán)境的特殊限制進行了優(yōu)化。HTML、HTTP、TLS和TCP等Internet標準難以直接應用在移動網(wǎng)絡上。標準的HTMLWeb內容一般不能在便攜移動電話和尋呼機的小尺寸屏幕上實現(xiàn)，并且在單手持機的方式下，屏幕間的切換也不方便。HTTP和TCP沒有對無線網(wǎng)絡的非連續(xù)覆蓋、長延時和有限帶寬進行優(yōu)化。HTTP不是以壓縮二進制方式而是以效率不高的文本方式發(fā)送標題和命令的。TLS安全性標準需要在客戶機與服務器之間交換許多信息，由于無線傳輸?shù)臅r延使用戶感到響應非常緩慢。WAP為解決這些問題而進行優(yōu)化。利用二進制傳輸經(jīng)高度壓縮的數(shù)據(jù)，對長時延和中、低帶寬進行優(yōu)化。WAP會話可處理不連續(xù)覆蓋的問題，并可使IP或其他優(yōu)化協(xié)議在多種無線傳輸方式中運行，用于WAP內容的WML語言充分利用小屏幕，無需使用完整鍵盤就可實現(xiàn)單手操作。而且WML語言具有內置可伸縮性，可實現(xiàn)從兩行文本的顯示到智能電話和個人通信器上的全圖形屏幕顯示。

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WAP的分層說明

1．無線控制消息協(xié)議（WCMP）

2．無線數(shù)據(jù)協(xié)議（WDP）

3．無線傳輸層安全協(xié)議（WTLS）

4．無線傳輸協(xié)議（WTP）

5、無線會話協(xié)議（WAP）6、無線可擴展標記語言（WBXML）

7、無線應用環(huán)境（WAE）◎

WAP網(wǎng)絡示例6.4移動計算中的移動數(shù)據(jù)庫

移動計算模式代表著網(wǎng)絡發(fā)展的一種必然趨勢，而其中占據(jù)數(shù)據(jù)管理核心地位的移動數(shù)據(jù)庫技術也將具有廣闊的市場前景和發(fā)展空間。移動數(shù)據(jù)庫技術是指支持移動計算環(huán)境的分布式數(shù)據(jù)庫技術，它涉及數(shù)據(jù)庫、分布式計算以及移動通訊等多個學科領域，已成為分布式數(shù)據(jù)庫一個新的研究方向。由于移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的終端設備通常不是傳統(tǒng)的臺式計算機，而是諸如掌上電腦、PDA、車載設備、移動電話等嵌入式設備，因此，它又被稱為嵌入式移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)?！蛞苿訑?shù)據(jù)庫的應用1.公共信息發(fā)布在移動計算環(huán)境中，大量的移動用戶將通過筆記本電腦、掌上電腦、PDA、車載平臺等移動設備的無線通訊接口獲取各種各樣的公共信息，如股票行情、天氣狀況和交通信息等。以交通信息發(fā)布為例，一個大城市的移動信息系統(tǒng)將同時為超過10萬個移動用戶提供服務。

2.實時數(shù)據(jù)采集

-以保險業(yè)務員為例，目前許多保險業(yè)務員都使用筆記本電腦或掌上電腦管理有關客戶和保單數(shù)據(jù)。在外出聯(lián)系業(yè)務的途中，業(yè)務員需要隨時從總部調出最新的數(shù)據(jù)資料，并隨時查詢某個客戶的信息；完成交易后，他又需要將最新輸入的保單信息即時反饋給總部。這種模式擺脫了時間、地點和場合的限制，克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式造成的延誤和混亂，提高了數(shù)據(jù)管理的效率。

3.位置相關查詢

位置相關查詢是移動數(shù)據(jù)庫應用中最具特色也是最吸引人之處。設想一個旅游者抵達一個陌生的城市，他可以通過隨身攜帶的移動設備查詢許多信息，如最近的餐廳在哪里，怎樣去最近的醫(yī)院等等。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫查詢不同的是，上述查詢的結果是與位置相關的，同樣一個問題在不同的地理位置得到的回答可能是不同的。

此外，移動數(shù)據(jù)庫技術配合GPS技術，可以用于智能交通管理、大宗貨物運輸管理和消防現(xiàn)場作業(yè)等。移動數(shù)據(jù)庫技術還在零售業(yè)、制造業(yè)、金融業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等領域展現(xiàn)了廣闊的應用前景。

◎部分移動數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品1.SybaseSQLAnywhereStudio

AdaptiveServerAnywhere：WirelessServer：一個基于http協(xié)議的Web應用服務器：集中的數(shù)據(jù)庫管理；數(shù)據(jù)庫模型和查詢/報表；UltraLite：

2.IBMDB2Satellite和Everyplace

-DB2Satel