移動(dòng)通信后3G或4G技術(shù)前景探索

2019-11-03 09:22:30

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供稿：網(wǎng)友

　　摘　要對(duì)移動(dòng)通信前20余年的發(fā)展略予回顧，指出其現(xiàn)狀差強(qiáng)人意之處。闡述了當(dāng)前世界各國(guó)相關(guān)業(yè)界對(duì)于新一代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的一些要求、設(shè)想和探討。　　

　　關(guān)鍵詞移動(dòng)寬帶系統(tǒng) 無線局域網(wǎng) 高速無需核準(zhǔn)的城域網(wǎng) 多點(diǎn)多信道分配系統(tǒng) 移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)系統(tǒng)

　　移動(dòng)通信自1980年面市以來，已經(jīng)走過20幾年，經(jīng)歷了第一代（1G）和第二代（2G），現(xiàn)正向第三代（3G）平滑演進(jìn)，并在探索后3G 或4G的前景。

　　1 移動(dòng)通信的前20年　　

　　第一代移動(dòng)通信從開始商用到完成使命，大約由1980年持續(xù)到1994年，以頻分多址（FDMA）制式提供普通模擬電話，實(shí)際數(shù)據(jù)速率為2．4 KBit/S。　　

　　第二代移動(dòng)通信，大約由1995年持續(xù)到本世紀(jì)初，采用時(shí)分多址（TDMA）制，支持?jǐn)?shù)據(jù)電路交換，提供優(yōu)質(zhì)數(shù)字電話和簡(jiǎn)短文本的傳輸，數(shù)據(jù)速率為14．4 KBit/S（實(shí)際僅達(dá)9．6 KBit/S）。　　

　　近年發(fā)展的二代半（2．5G）移動(dòng)通信支持分組交換，數(shù)據(jù)速率目標(biāo)為115 KBit/S（實(shí)際僅為40 KBit/S）。　　

　　2G和2．5G移動(dòng)通信技術(shù)，雖較1G有所提高，但隨著用戶數(shù)量的增加以及用戶對(duì)多媒體業(yè)務(wù)的需求，其在使用頻段、頻譜利用率、接入速率以及網(wǎng)絡(luò)能力等方面都顯現(xiàn)不足。　　

　　ITU早在20世紀(jì)80年代中期就盤算在2000年前后搞出一個(gè)工作在2 000 MHｚ頻段的未來陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)（FPＬMTS）。這個(gè)系統(tǒng)1996年正式以IMT－2000命名，通稱為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）。　　

　　3G的目標(biāo)概括起來如下：　　

　　A）全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使用統(tǒng)一頻段，提高頻譜效率；　　

　　B）提供高質(zhì)量的多媒體服務(wù)；　　

　　C）加強(qiáng)安全保密功能；　　

　　D）要求數(shù)據(jù)傳輸速率在室內(nèi)環(huán)境下達(dá)到2 MBIT/S（步行384 KBit/S，車行144 KBit/S）。當(dāng)然，還須容易從2G系統(tǒng)平滑過渡。　　

　　3G系統(tǒng)采用碼分多址（CDMA）和分組交換技術(shù)。與2G相比，3G系統(tǒng)容量增加，通信質(zhì)量提高，并能實(shí)現(xiàn)全球性的無縫隙漫游，可為用戶提供話音、數(shù)據(jù)、圖像、電視等多媒體優(yōu)質(zhì)服務(wù)。　　

　　目前，移動(dòng)通信正處于由2G向3G平滑過渡之中，但原來希望統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一頻率的目標(biāo)并沒有達(dá)到。現(xiàn)在有5個(gè)不同的3G標(biāo)準(zhǔn)，其中主要是ETSI的以GSM MAP為核心網(wǎng)、FDD WCDMA 為無線接口的標(biāo)準(zhǔn)，ANSI的以IS－41為核心網(wǎng)、FDD CDMA2000為無線接口的標(biāo)準(zhǔn)，以及我國(guó)提出的核心網(wǎng)與WCDMA相同的TDD TD－SCDMA為無線接口的標(biāo)準(zhǔn)。　　

　　3G移動(dòng)通信系統(tǒng)比起2G會(huì)有很大的改進(jìn)，但仍然不能滿足用戶要求。主要問題在于：　　

　　A）沒有一個(gè)統(tǒng)一的世界標(biāo)準(zhǔn)，難以做到全球無縫隙漫游；　　

　　B）語音是在由2G繼承下來的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上傳輸，而不是在ip網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上；　　

　　C）視頻傳輸不會(huì)達(dá)到高清晰度的要求；　　

　　D）數(shù)據(jù)速率雖然有所提高，可難以快速傳遞大文本和大的E－Mail附件。

　　2 ITU對(duì)后3G的設(shè)想　　

　　考慮到3G系統(tǒng)的不足，ITU已對(duì)當(dāng)前的3G系統(tǒng)提出了一些增強(qiáng)要求和措施（可以說是3G的改進(jìn)型或稱為3．5G）：如引入高速下行鏈路分組接入（HSDPA）技術(shù)，采用比較好的調(diào)制技術(shù)，從而達(dá)到10 MBIT/S下行速率，蜂窩內(nèi)的所有用戶共享這一容量，對(duì)處于無干擾區(qū)域的用戶給以較寬的帶寬。又如把IP由核心網(wǎng)絡(luò)（CN）擴(kuò)展到無線接入網(wǎng)（RAN）、使CN與無線局域網(wǎng)（WLAN）互聯(lián)、支持多媒體廣播和組播等。　　

　　ITU也開始考慮3G以后（BEyOND IMT－2000）移動(dòng)通信系統(tǒng)的遠(yuǎn)景，提出了后3G 移動(dòng)通信系統(tǒng)的概念、框架、研究工作目標(biāo)涉及主要內(nèi)容、關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)速率要求以及研究發(fā)展的進(jìn)程。圖1示出3G和設(shè)想中的后3G的主要性能。

　　

　　后3G或4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的具體情況現(xiàn)在很難想象，但是后3G或4G時(shí)代的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)肯定不會(huì)像前幾代那樣只是蜂窩產(chǎn)業(yè)獨(dú)家的天下。后3G 或4G系統(tǒng)將匯集無線接入、無線移動(dòng)、無線LAN等先進(jìn)技術(shù)，并結(jié)合全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供一個(gè)安全可靠、使用方便的無線移動(dòng)INTErNET系統(tǒng)，能滿足人類社會(huì)在未來若干年內(nèi)對(duì)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的要求。

　　3 當(dāng)前的一些研究動(dòng)向　　

　　ITU計(jì)劃在2004年征集有關(guān)后3G或4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的方案。世界上一些有關(guān)部門、機(jī)構(gòu)和學(xué)校已經(jīng)在積極組織力量進(jìn)行探索，并進(jìn)行著大量的研究工作。

　　3．1 移動(dòng)寬帶系統(tǒng)（MBS）　　

　　移動(dòng)寬帶系統(tǒng)（MBS）是由歐洲委員會(huì)組織一些公司和學(xué)校合作完成的移動(dòng)寬帶設(shè)計(jì)方案。其物理層是基于大多數(shù)2G電話的TDMA變種，較高層則基于ATM。前面各代移動(dòng)通信主要用于通話，間或兼容一些諸如短信之類的業(yè)務(wù)，而MBS則要使各種形式的服務(wù)分開。它是一個(gè)大的數(shù)據(jù)信道設(shè)施，可供各種形式的服務(wù)單獨(dú)應(yīng)用。　　

　　估計(jì)此系統(tǒng)要商業(yè)化還得15年時(shí)間，開始使用可能在2010年，大量展開服務(wù)估計(jì)要到2020年。在這段時(shí)間，技術(shù)指標(biāo)要改變，物理層將以為克服無線信號(hào)多徑傳輸干擾而設(shè)計(jì)的正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)為基礎(chǔ)，同時(shí)放棄ATM改為面對(duì)IPｖ6，要用以前不用的40 GHｚ或60 GHｚ頻譜來滿足極其寬闊的帶寬要求。

　　3．2 IEEE 802．11系列　　

　　目前，在移動(dòng)中接入INTErNET的最快方法是通過無線LAN。美國(guó)IEEE于上世紀(jì)末開發(fā)了IEEE 802．11標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品，其中有802．11、802．11A和802．11B，以及還在研發(fā)中的802．11G。802．11技術(shù)不太成熟，未見商用產(chǎn)品；802．11A有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但難度大，商品化較晚，當(dāng)前市場(chǎng)上大量使用的是802．11B。　　

　　802．11B（常稱為WI－FI）工作于無需發(fā)證的2．4 GHｚ頻段，采用直接序列擴(kuò)譜（DSSS）技術(shù)，最大物理速率達(dá)11 MBIT/S，實(shí)際通過量（第三層）最高可達(dá)6 MBIT/S，如果用作蜂窩，認(rèn)為可以達(dá)到3．5G的要求。　　

　　802．11A工作于無需發(fā)證的5 GHｚ頻段，采用比DSSS相對(duì)復(fù)雜的正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)，最高物理速率達(dá)54 MBIT/S，實(shí)際通過量最高可達(dá)31 MBIT/S。除數(shù)據(jù)速率比較高、頻帶比較寬、干擾比較少外，5 GHｚ波段的信道數(shù)量總是比較多也是802．11A的優(yōu)點(diǎn)。802．11A存在的問題是與802．11B產(chǎn)品的兼容性和互操作性問題。　　

　　為了解決互操作性，IEEE發(fā)展了802．11G，用以擴(kuò)展802．11B的數(shù)據(jù)速率和覆蓋范圍并與其兼容。802．11B和802．11A的覆蓋范圍分別為100 M和80 M。802．11G使用2．4 GHｚ頻段，采用了OFDA技術(shù)，覆蓋范圍可望達(dá)到150 M，但速率沒有802．11A快，物理層速率可達(dá)54 MBIT/S，而實(shí)際通過量只有12 MBIT/S。　　

　　為了提高802．11系列的工作能力，IEEE正在研究發(fā)展一些新標(biāo)準(zhǔn)：　　

　　A） 802．11E旨在使802．11網(wǎng)絡(luò)的ＱOS性能有所提高，用等同的TDMA模式取代以太網(wǎng)類似的MAC層，并對(duì)重要業(yè)務(wù)添加特殊糾錯(cuò)；　　

　　B） 802．11F打算改進(jìn)802．11中的交接（HANDOｖEr）機(jī)制，使用戶在2個(gè)不同的無線信道切換段或在2個(gè)附屬于不同網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)（AP）之間漫游時(shí)保持連接，這對(duì)于無線LAN的移動(dòng)性非常重要；　　

　　C） 802．11H要使802．11A的無線電發(fā)射功率和信道選擇得到較好的控制；　　

　　D） 802．11I著力提高802．11系統(tǒng)的安全保密問題。　　

　　與60 GHｚ的MBS一樣，以無線LAN為基礎(chǔ)進(jìn)行接入的問題也是每個(gè)接入點(diǎn)或基站能達(dá)到的距離很小，戶內(nèi)大約100 M，戶外環(huán)境好的情況下也僅有幾百米。這就是說，無線LAN在公眾應(yīng)用方面目前只能局限于少數(shù)熱點(diǎn)，如空港旅客休息廳、會(huì)議中心、大旅館以及商業(yè)區(qū)等。要想擴(kuò)大服務(wù)范圍，有些服務(wù)商寄希望于與現(xiàn)有的專用無線LAN協(xié)作，讓他們來填補(bǔ)空隙。　　

　　有些蜂窩運(yùn)營(yíng)商打算投入無線LAN產(chǎn)業(yè)，利用他們現(xiàn)有的計(jì)費(fèi)基礎(chǔ)設(shè)施和客戶關(guān)系，提供蜂窩電話和802．11相結(jié)合的組件。　　

　　IEEE正在搞一個(gè)稱為高速無需核準(zhǔn)的城域網(wǎng)（HUMAN）計(jì)劃。它是一個(gè)使用802．11A做點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路的無線本地回路系統(tǒng)。筆記本電腦和蜂窩電話的用戶可以在建筑物內(nèi)，由802．11A LAN通過屋頂上的定向收發(fā)設(shè)備與外界聯(lián)通。

　　3．3 HIPErLAN2　　

　　HIPErLAN2是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）于上世紀(jì)末開始組織研究發(fā)展的。　　

　　HIPErLAN2與IEEE 802．11A在物理層差不多，即都工作在5 GHｚ，也采用OFDM技術(shù)，給出同樣的數(shù)據(jù)速率，即最大物理速率高達(dá)54 MBIT/S，實(shí)際通過量達(dá)31 MBIT/S。二者的差別主要在MAC層，802．11A是沿用以前的無線以太網(wǎng)功能，而HIPErLAN2的MAC協(xié)議既支持對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的業(yè)務(wù)，也支持異步數(shù)據(jù)，這樣分組語音和視頻可以得到較好的ＱOS。HIPErLAN2與有線側(cè)的接口連接，適應(yīng)ATM、3G移動(dòng)系統(tǒng)、1394網(wǎng)絡(luò)以及IP網(wǎng)絡(luò)。　　

　　HIPErLAN2設(shè)計(jì)得既是LAN也是WAN，并有較好的漫游性能。它的數(shù)據(jù)鏈路控制/無線鏈路控制子層具有發(fā)射功率控制和動(dòng)態(tài)頻率選擇功能，從而提高頻譜效率并降低其他同頻系統(tǒng)干擾的可能性。HIPErLAN2支持認(rèn)證、加密，具有較好的安全保密功能。　　

　　HIPErLAN2接入點(diǎn)覆蓋范圍也很小，戶內(nèi)約100 M，戶外幾百米，與802．11A基本相同。

　　3．4 5－UP　　

　　IEEE和ETSI有一個(gè)名為5 GHｚ伙伴計(jì)劃（5GPP）的合作項(xiàng)目，打算把802．11A和HIPErLAN2合成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，暫時(shí)命名為5 GHｚ統(tǒng)一協(xié)議（5－UP）。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試圖把2個(gè)甚至3個(gè)信道結(jié)合起來，提供比現(xiàn)有的系統(tǒng)高得多的數(shù)據(jù)速率。　　

　　5－UP將2個(gè)信道結(jié)合時(shí)，物理層速率可提高為108 MBIT/S，實(shí)際最大通過量為72 MBIT/S，信道間隔50 MHｚ。如果采取3個(gè)信道結(jié)合，提供的實(shí)際通過量大約可達(dá)100 MBIT/S，這顯然高過大多數(shù)筆記本電腦能有的速率。

　　3．5 多點(diǎn)多信道分配系統(tǒng)（MMDS）　　

　　固定系統(tǒng)已經(jīng)具備可與DSＬ、電纜調(diào)制解調(diào)器甚至光纖相競(jìng)爭(zhēng)的多兆比（MUｌTIMEGABIT）速度。有些服務(wù)商打算給現(xiàn)有的寬帶系統(tǒng)加上移動(dòng)性能。當(dāng)用戶移動(dòng)時(shí)，ISP上行鏈路的固定天線旋轉(zhuǎn)，其波束跟蹤對(duì)準(zhǔn)用戶。　　

　　較有可能成為下一代移動(dòng)通信候選者的多點(diǎn)多信道分配系統(tǒng)（MMDS）使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)那樣的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)式結(jié)構(gòu)和與3G相同的頻譜，覆蓋也大約與3G相同（35哩），其最大數(shù)據(jù)速率小于10 MBIT/S（準(zhǔn)確數(shù)字隨供應(yīng)商而變），相當(dāng)于3．5G 的速率。　　

　　固定無線增加移動(dòng)性的困難是要求鏈路兩端之間視距無阻擋，且設(shè)備相當(dāng)大，要有專業(yè)技術(shù)人員來安裝。由于這類設(shè)備大多屬專賣，即使客戶可以挪動(dòng)但也不能漫游進(jìn)入以另一賣方技術(shù)建成的蜂窩。　　

　　IEEE正在制訂關(guān)于MMDS的標(biāo)準(zhǔn)——802．16A，以促進(jìn)互操作性（現(xiàn)有的 802．16標(biāo)準(zhǔn)只涉及較高頻率的固定鏈路，難以適應(yīng)移動(dòng)性）。IEEE 802．16A也以O(shè)FDM為基礎(chǔ)，像新一代蜂窩打算用的多徑技術(shù)那樣降低對(duì)視距的要求。

　　3．6 移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)（MSS）系統(tǒng)　　

　　要做到全球無縫隙覆蓋必須借助移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)。2001年7月，美國(guó)FCC批準(zhǔn)了8個(gè)移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)系統(tǒng)，要求在2007年建成投產(chǎn)，速率大致達(dá)到ISDN的速率，話音達(dá)到長(zhǎng)話的質(zhì)量，能夠傳送視頻和多媒體信息。其中2個(gè)MSS系統(tǒng)都是各用1個(gè)GEO衛(wèi)星只覆蓋美洲，另外幾個(gè)分別用ＬEO和MEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)覆蓋全球。　　

　　這些新系統(tǒng)使用2 GHｚ頻率，非常接近目前大多數(shù)國(guó)家核發(fā)給3G使用的頻率，從而可以使用較輕、較便宜的雙模終端，并且可在地面和衛(wèi)星接入點(diǎn)使用類似的無線部件。　　

　　幾個(gè)MSS系統(tǒng)中目前比較有希望的是新IrIDIUM、GｌOBAｌSTAr和ICO。新IrIDIUM和GｌOBAｌSTAr工作在ＬEO，ICO工作在MEO。不過新IrIDIUM和GｌOBAｌSTAr也在計(jì)劃把MSS網(wǎng)絡(luò)建立在MEO之上。各MSS系統(tǒng)都要在地面上設(shè)置中繼站，以增強(qiáng)衛(wèi)星通信能力，提供室內(nèi)服務(wù)。技術(shù)上的進(jìn)步，使它們有可能開發(fā)SUPEr GEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，用比蜂窩手機(jī)大不了多少的設(shè)備來接收。　　

　　ＬEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資太高，運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用又大，從而MSS有向先進(jìn)的GEO寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。對(duì)于GEO衛(wèi)星通信等待時(shí)間長(zhǎng)的問題，需要改變TCP和HTTP，標(biāo)準(zhǔn)辦法是采用TCPSAT增大窗口尺寸。有的公司采用虛假確認(rèn)（SPOOFING）方法，通過UDP發(fā)送數(shù)據(jù)。　　

　　ITU早在1992年推薦IMT－2000蜂窩網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，也推薦了IMT－2000衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，希望它能延伸地面移動(dòng)通信系統(tǒng)的覆蓋范圍。上世紀(jì)90年代，大約有20個(gè)稱為全球衛(wèi)星移動(dòng)個(gè)人通信（GMPCS）的系統(tǒng)著手開發(fā)。這種系統(tǒng)與MSS不同的是使用的頻率比3G蜂窩電話的高，不能提供類似3G的服務(wù)水平。

　　3．7 全I(xiàn)P　　

　　新一代移動(dòng)通信需要充分利用IP網(wǎng)絡(luò)作為所有業(yè)務(wù)的承載，實(shí)現(xiàn)端到端的IP多媒體移動(dòng)業(yè)務(wù)。3GPP r5版本已提到將IP從核心網(wǎng)擴(kuò)展到無線接入網(wǎng)，形成全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使控制和業(yè)務(wù)分離。隨著移動(dòng)通信技術(shù)和INTErNET技術(shù)的不斷發(fā)展和結(jié)合，新一代移動(dòng)通信網(wǎng)和INTErNET網(wǎng)將會(huì)逐漸融合為一體。　　

　　近若干年來，INTErNET急劇發(fā)展，現(xiàn)用的IP協(xié)議版本——IPｖ4的32位長(zhǎng)的地址空間已逐漸顯現(xiàn)不足，其他一些性能也不如人意。新一代IP協(xié)議——IPｖ6于1994年開始開發(fā)至今，其好處不只是地址空間大（128位長(zhǎng)的地址空間），而且針對(duì)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的需求，增加了有關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全、自動(dòng)配置、資源預(yù)留、優(yōu)先級(jí)別以及多播（MUｌTICAST）等功能。特別是在移動(dòng)IP 方面，IPｖ6的功能遠(yuǎn)優(yōu)于IPｖ4。　　

　　有人預(yù)測(cè)，到2005年，幾乎一切都將以IPｖ6為基礎(chǔ)（與現(xiàn)有的INTErNET保持兼容）。日本政府要求2006年所有日本的ISP都支持IPｖ6，和后3G的發(fā)展保持一致。歐洲和亞洲其他一些國(guó)家也在考慮做出類似的規(guī)定。　　

　　應(yīng)該指出，IPｖ6在安全性、服務(wù)質(zhì)量、移動(dòng)應(yīng)用、路由選擇、MUｌTIHOMING等方面還不是無懈可擊。為了更好地支持聯(lián)網(wǎng)，與移動(dòng)通信系統(tǒng)融合，世界各國(guó)許多相關(guān)機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行著研究工作。　　

　　IETF是IPｖ6標(biāo)準(zhǔn)制定工作的主體，目前ITU－T成立了相應(yīng)的工作組來制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。鑒于IPｖ6的重要作用，特別是對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)的巨大影響，必將有更多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和機(jī)構(gòu)參與IPｖ6標(biāo)準(zhǔn)的完善工作。

　　3．8 移動(dòng)IP　　

　　在IPｖ4中，所有要發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的信息包都要經(jīng)由用戶的歸屬網(wǎng)絡(luò)通過隧道發(fā)送，歸屬網(wǎng)絡(luò)中的歸屬代理收到后，把它們發(fā)往轉(zhuǎn)交地址。但這樣會(huì)額外增加路由選擇的跳數(shù)，延長(zhǎng)等待時(shí)間，并耗費(fèi)帶寬。　　

　　1996年標(biāo)準(zhǔn)化的MIPｖ4 （MOBIｌE IPｖ4）原版，使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)直接對(duì)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)發(fā)出應(yīng)答。為了與較高等級(jí)協(xié)議一致，信息包中的源地址域必須是歸屬網(wǎng)絡(luò)上的永久地址。后來由于出現(xiàn)了偽造IP地址信息包，引出DOS問題，從而需要在輸入輸出端口增加濾波設(shè)施。2002年MIPｖ4更新，將三角形路徑改為雙向隧道，使所有雙向信息包都經(jīng)由歸屬網(wǎng)絡(luò)傳送。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)帶來的問題是耗費(fèi)更多的帶寬、路由選擇跳數(shù)更多、等待時(shí)間更長(zhǎng)，以至于影響到在無線網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)ＶOIP。　　

　　新的 MIPｖ6（MOBIｌE IPｖ6）盡可能地避免過多使用隧道，從而解除了帶寬和等待時(shí)間長(zhǎng)的問題。雖然每次會(huì)晤的頭幾個(gè)信息包仍然經(jīng)由歸屬代理走隧道，但是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)還給每個(gè)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)送出綁定更新，后面的信息包可以直接送，就像移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在訪問的網(wǎng)絡(luò)中一樣。對(duì)所有的移動(dòng)子網(wǎng)，如移動(dòng)車輛中的WLAN，道理同樣適用。這可以使用可擴(kuò)展的頭部來完成，使IPｖ6的信息包具有有關(guān)ＱOS和優(yōu)先性等問題的額外的協(xié)議信息。　　

　　在移動(dòng)IP中，使用擴(kuò)展頭部讓每個(gè)信息包中既有永久地址也有轉(zhuǎn)交地址，滿足較高等級(jí)協(xié)議和INTErNET路由器的要求。MIPｖ6的信息包傳輸情況如圖2所示。

　　

　　圖2中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)開始進(jìn)入受訪網(wǎng)絡(luò)時(shí)，申請(qǐng)轉(zhuǎn)交地址，并通知其歸屬網(wǎng)絡(luò)上的代理①；相應(yīng)節(jié)點(diǎn)開始時(shí)把信息包發(fā)往移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬地址②；隨后信息包通過隧道發(fā)往轉(zhuǎn)交地址③；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)隨即把轉(zhuǎn)交地址通知相應(yīng)節(jié)點(diǎn)④；此后，信息包直接互換交流⑤。　　

　　另外由于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可能移動(dòng)很快，為了防止節(jié)點(diǎn)積累過多老的轉(zhuǎn)交地址，在MIPv6中對(duì)轉(zhuǎn)接地址給定了一個(gè)終止時(shí)間。　　

　　MIPv6可以說是IPv6的一種誘人的應(yīng)用。IETF正在進(jìn)一步改進(jìn)和補(bǔ)充MIPv6功能的工作，如分級(jí)移動(dòng)管理、AAA、安全性、FAST HANDOFF等。

　　3．9 系統(tǒng)框架　　

　　無線LAN或MBS的接入點(diǎn)（AP）或基站能達(dá)到的距離都很短，要想全部覆蓋一個(gè)不大的區(qū)域就可能需要設(shè)置成百上千個(gè)小蜂房（PICOCEll）。新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)單獨(dú)依靠無線LAN或MBS可能不現(xiàn)實(shí)。　　

　　ITU關(guān)于BEｙOND IMT2000研究工作的時(shí)間表給出，3G系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)工作要持續(xù)到2006年，其系統(tǒng)發(fā)展時(shí)期會(huì)持續(xù)到2010年。因此，新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)必須兼容3G甚至2G系統(tǒng)。　　

　　4GMF提到新一代寬帶無線移動(dòng)通信系統(tǒng)將包括無線接入、無線移動(dòng)、無線LAN、PDM等網(wǎng)絡(luò)，集成的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)將為無線用戶提供寬帶無線接入服務(wù)，通過應(yīng)用層直到MAC層都有相應(yīng)的ＱOS，保證無線移動(dòng)INTErNET業(yè)務(wù)應(yīng)用。　　

　　西門子公司對(duì)新一代系統(tǒng)提出了一個(gè)框架設(shè)想。這是為滿足不同環(huán)境條件和不同業(yè)務(wù)要求而設(shè)想的多層次、相互重疊的立體化網(wǎng)絡(luò)框架。這些層次包含無線個(gè)域網(wǎng)層（WPAN，如藍(lán)牙）、無線局域網(wǎng)層（WLAN，HIPErLAN，BRAN）、無線蜂窩層（CEｌｌUｌAr，如3G，甚至2．5G）以及分配層（如DAB或DVB）等。同一系統(tǒng)內(nèi)水平切換，不同系統(tǒng)間垂直切換。系統(tǒng)框架要求有一個(gè)IP核心網(wǎng)絡(luò)，有自組織功能、動(dòng)態(tài)規(guī)劃管理、動(dòng)態(tài)頻率分配、多種速率傳輸?shù)取！　?br>
　　歐洲另一新的研究項(xiàng)目BRAIN（BrOADBAND RADiO access FOr IP－BASED NETWOrk）是由西門子和其他一些公司合作進(jìn)行的。它的特點(diǎn)是BRAIN和RAN分別經(jīng)由各自的MIP網(wǎng)關(guān)接入IP骨干網(wǎng)，從而兼容UMTS、GPRS等多種體系。　　

　　一般看法，新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)將由無線局域網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)三者結(jié)合而成。衛(wèi)星部分與地面部分的結(jié)合目前有3種不同設(shè)想。　　

　　A）衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)自成系統(tǒng)，本身具備所有應(yīng)有的網(wǎng)絡(luò)功能；　　

　　B）衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)綜合為一體，網(wǎng)絡(luò)功能不重復(fù)；　　

　　C）衛(wèi)星部分簡(jiǎn)單地用于延伸地面部分（固定和/或蜂窩）。

　　4 結(jié)束語

　　上面提到的只是對(duì)新一代移動(dòng)通信的一些思路或概念化設(shè)想，這些思路或設(shè)想綜合起來似能展現(xiàn)出一個(gè)并不十分渺茫的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的前景。

　　
摘自《郵電設(shè)計(jì)技術(shù)》

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