新3G系統(tǒng)---移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)

2019-11-03 09:32:28

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供稿：網(wǎng)友

侯自強(qiáng)　　摘要 : 本文提出一種新3G寬帶移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。這種新3G系統(tǒng)立足于3G框架之內(nèi)，使用3G的工作頻率，采用現(xiàn)有的技術(shù)實(shí)現(xiàn)具有IMT-2000以后系統(tǒng)特征的寬帶無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。競(jìng)爭(zhēng)的運(yùn)營(yíng)商可以利用其已經(jīng)有的固定寬帶互聯(lián)網(wǎng)資源建設(shè)發(fā)展寬帶無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，并且可以以極低成本在其上提供新話音和多媒體業(yè)務(wù)。我國(guó)發(fā)展新3G系統(tǒng)將引領(lǐng)世界寬帶移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展潮流。

　關(guān)鍵詞：第三代移動(dòng)電話，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，寬帶移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)，無線局域網(wǎng)，TD-LAS，PDMA, 移動(dòng)ip， IPv6，IP核心網(wǎng)

　　一、概述

　　隨著IP網(wǎng)成為基礎(chǔ)網(wǎng)以及三網(wǎng)融合的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)在向?qū)拵Оl(fā)展的同時(shí)開始向無線移動(dòng)方向發(fā)展。目前發(fā)展移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)主要是從蜂窩移動(dòng)電話向移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)演化，從第二代（2G）的GSM(CDMA)移動(dòng)通信經(jīng)過2.5G的GPRS(CDMA 1X)向第三代（3G）的WCDMA(CDMA2000)演化。但是現(xiàn)在的3G系統(tǒng)并不能完全滿足移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)的要求，再加上其自身存在的一些問題商業(yè)化進(jìn)程一再推遲。一些運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商強(qiáng)調(diào)上述逐步演化過程保護(hù)了他們的利益，可能會(huì)延緩移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對(duì)用戶不利。現(xiàn)在又出現(xiàn)了另外一種可能，從固定互聯(lián)網(wǎng)向移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)演化。從發(fā)展看，移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)和固定互聯(lián)網(wǎng)將擁有統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)（廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)）、接入服務(wù)器，管理和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。采用不同空中接口以滿足不同要求，由于接入網(wǎng)的IP化，采用不同空中接口的無線接入網(wǎng)可以無縫連接到統(tǒng)一的IP 核心網(wǎng)。本文提出一種新3G寬帶移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。這種新3G系統(tǒng)立足于3G框架之內(nèi)，使用3G的工作頻率，采用現(xiàn)有的技術(shù)實(shí)現(xiàn)具有IMT-2000以后系統(tǒng)特征的寬帶無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。競(jìng)爭(zhēng)的運(yùn)營(yíng)商可以利用其已經(jīng)有的固定寬帶互聯(lián)網(wǎng)資源建設(shè)發(fā)展寬帶無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，并且可以以極低成本在其上提供新話音和多媒體業(yè)務(wù)。我國(guó)發(fā)展新3G系統(tǒng)將引領(lǐng)世界寬帶移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展潮流。

　　二、移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)需求

　　無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的終端可以分為兩大類：一類是移動(dòng)電話手機(jī)類，裝有小屏幕。另一類是PDA和筆記本計(jì)算機(jī)。這兩類終端的使用目的，方法和對(duì)接入速率的要求不同，屬于不同的市場(chǎng)段。可以考慮用不同的方法來實(shí)現(xiàn)。

　　移動(dòng)電話手機(jī)用戶而言，只"聽"不"看"是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，為通話者保留一定隱私又能夠通信交流。多數(shù)用戶?quot;看"的需求并不強(qiáng)烈，在行走、乘車、公共場(chǎng)合活動(dòng)的用戶以話音業(yè)務(wù)為主。3G最初的目標(biāo)也提供一般多媒體業(yè)務(wù)為主，未必能被市場(chǎng)接受形成新的消費(fèi)熱點(diǎn)。移動(dòng)電話手機(jī)上網(wǎng)用戶的主要要求是：任何時(shí)間、任何地點(diǎn)移動(dòng)是網(wǎng)，一直在線，可靠連接和按使用量計(jì)費(fèi)。對(duì)速率要求并不高。由于屏幕很小且以文字靜止圖象為主，要求的數(shù)據(jù)率并不高。

　　PDA和筆記本計(jì)算機(jī)作為無線移動(dòng)終端，在使用時(shí)一般是靜止的。使用環(huán)境主要是機(jī)場(chǎng)、火車站、會(huì)議中心、賓館酒店和寫字樓等公共場(chǎng)所等。這種移動(dòng)業(yè)務(wù)被稱為慢移動(dòng)業(yè)務(wù)，慢移動(dòng)業(yè)務(wù)有寬帶接入的需求，要求接入速率達(dá)10Mb/s甚至更高。

　　這種使用要求可以用"葡萄干面包"模型來表示，在廣大的"面包"區(qū)用無線廣域網(wǎng)大蜂窩（Macro cell）移動(dòng)通信實(shí)現(xiàn)大面積覆蓋，要求速率不高，允許用戶在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)使用。在"葡萄干"的一些熱點(diǎn)地區(qū)，用戶用PDA和筆記本計(jì)算機(jī)上網(wǎng)，要求寬帶高速接入，用戶在使用時(shí)基本處于靜止?fàn)顟B(tài)。可以采用中、小蜂窩（Micro cell、Pico cell）無線局域網(wǎng)WLAN來覆蓋。

　　采用多種無線空中接口將同時(shí)存在多種不同的無線電基站系統(tǒng)，必須解決用戶在穿過不同系統(tǒng)時(shí)的漫游問題。

　　三、3G蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)的局限性及其演化

　　對(duì)3G移動(dòng)通信最初是被設(shè)計(jì)用于移動(dòng)高速數(shù)據(jù)通信，以提供移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)，如可視電話和下載視頻節(jié)目等。3G是按照移動(dòng)B-ISDN的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，采用ATM交換機(jī)。十年前3G設(shè)想的移動(dòng)多媒體并不是今天市場(chǎng)所需要的，而目前市場(chǎng)所需要的是對(duì)寬帶無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的需求，對(duì)此3G并不能很好地滿足。W-CDMA的3GPP R99中核心網(wǎng)采用ATM。為了適應(yīng)用做無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的需求，W-CDMA必須改造成為全I(xiàn)P網(wǎng)。電信運(yùn)營(yíng)商為保護(hù)其已有的投資，強(qiáng)調(diào)這應(yīng)該是一個(gè)逐步演化的過程。3GPP R00(R4)的核心網(wǎng)將是全I(xiàn)P網(wǎng)。但是其話音部分仍然采用電路交換，在核心網(wǎng)中仍保持ATM交換機(jī)。3GPP R5將采用IP核心網(wǎng)、支持采用SIP協(xié)議的IP電話，但是其無線接入網(wǎng)RAN仍然不是全I(xiàn)P的。到R6才能過渡到全I(xiàn)P。CDMA2000的3GPP2也有同樣的演化過程。這個(gè)過渡過程可能需要5年以上的時(shí)間。

　　目前3G系統(tǒng)的全I(xiàn)P方案距離移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)還有較大的差距。仍然保留2G移動(dòng)電話較多的特征，需要自己專門的核心網(wǎng)，不能滿足發(fā)展移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一IP核心網(wǎng)的戰(zhàn)略要求，將會(huì)產(chǎn)生以下問題：

　　獨(dú)立的IP 核心網(wǎng)導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施的成本上升。由于沒有和已經(jīng)有的固網(wǎng)IP基礎(chǔ)設(shè)施和它的成本曲線相結(jié)合，以及缺乏快速產(chǎn)生/推廣創(chuàng)新服務(wù)的支持（快速到市場(chǎng)），將導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施成本上升。此外它與因特網(wǎng)和相關(guān)服務(wù)只有有限結(jié)合，這些都將造成延遲采用移動(dòng)無線因特網(wǎng)。

　　標(biāo)準(zhǔn)問題將推遲移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)的采用。目前的3G還沒有單一，統(tǒng)一的全I(xiàn)P接入網(wǎng)為各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織接受，這樣才能夠適合各種接入技術(shù)，使其能夠無縫連接到IP核心網(wǎng)。

　　目前建議的3G體系結(jié)構(gòu)不能允許服務(wù)是全球無縫的也不能提供足夠豐富的服務(wù)來滿足各種終端用戶的需要。此外它也不能使運(yùn)營(yíng)商/服務(wù)商快速獨(dú)立地產(chǎn)生/推廣各種服務(wù)。

　　3G不能滿足熱點(diǎn)地區(qū)寬帶無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的需求。

　　3G被設(shè)計(jì)成可以在移動(dòng)狀態(tài)下提供高達(dá)384Kb/s的通信速率，而對(duì)于移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而言并沒有這種移動(dòng)狀態(tài)下高數(shù)據(jù)速率的要求。實(shí)際上在在使用高速接入時(shí)，一般情況下用戶是靜止的。為此，在原有的空中無線接口之外，GSM、3GPP（WCDMA）和3GPP2(CDMA2000)分別發(fā)展了EDGE、HSDPA和1EVxDO(HDR)數(shù)據(jù)專用空中無線接口。可以滿足用戶需求，又可提高效率降低成本。

　　3G用于熱點(diǎn)地區(qū)的問題是傳輸容量問題，3G系統(tǒng)的帶寬只有幾兆赫，總的容量有限。而3G的蜂窩尺度較大，半徑在1公里以上。當(dāng)蜂窩內(nèi)有成百用戶同時(shí)使用寬帶業(yè)務(wù)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生擁塞。

　　實(shí)際上，目前越來越多的人認(rèn)為今后3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)仍然是話音電話，提高頻譜利用效率解決在人口密集區(qū)出現(xiàn)的由于頻譜資源不足導(dǎo)致的擁塞問題。一種方案是采用2G/3G雙模手機(jī)在人口密集區(qū)用3G系統(tǒng)而在廣大覆蓋區(qū)仍然使用2G系統(tǒng)以降低成本。

　　全I(xiàn)P的3G系統(tǒng)將支持基于SIP的IP電話，它將擁有比傳統(tǒng)電話更豐富的功能。但是由于3G的推遲布設(shè)和漫長(zhǎng)的演化過程，2G移動(dòng)電話系統(tǒng)將占有優(yōu)點(diǎn)話音電話的主要市場(chǎng)，留給3G的發(fā)展空間將非常有限。

　　四、ITU的IMT-2000以后系統(tǒng)

　　目前ITU開始研究3G以后的系統(tǒng)，為了避免沖擊3G不采用4G的名稱而代之以"IMT-2000以后系統(tǒng)"的名稱。此外ITU還在開展下一代網(wǎng)絡(luò)NGN的研究。NGN將是現(xiàn)有固定電話網(wǎng)、移動(dòng)電話網(wǎng)和因特網(wǎng)在IP基礎(chǔ)上的融合。按照這一發(fā)展趨勢(shì)IMT-2000以后系統(tǒng)將有以下特征：

　　1.和固網(wǎng)使用統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)。

　　2.為了適應(yīng)不同用戶對(duì)接入速率和移動(dòng)速度的要求，將采用優(yōu)化的多種使用不同技術(shù)的空中無線接口，速率可以達(dá)到100Mbps以上。

　　3.接入網(wǎng)的全I(xiàn)P化可以將不同的空中無線接口無縫連接到IP核心網(wǎng)。

　　4.移動(dòng)電話和固定電話都是IP電話，使用統(tǒng)一的軟交換和管理計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。

　　5.使用移動(dòng)IP解決越區(qū)切換和漫游問題。

　　采用IPv6 IMT-2000以后系統(tǒng)將使用新的工作頻率，由于受使用新的頻率的限制，IMT-2000以后系統(tǒng)要到10年后才能夠使用。但這一新系統(tǒng)的性能要求和體制結(jié)構(gòu)已經(jīng)明確。實(shí)際上3GPP最近討論未來演化，也認(rèn)為應(yīng)該向這個(gè)方向演化。問題是移動(dòng)電信運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商為了維護(hù)他們?cè)?G和3G方面已經(jīng)有的投資，強(qiáng)調(diào)這是一個(gè)逐步演化的過程，這實(shí)際上推遲了寬帶移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對(duì)用戶是不利的。

　　競(jìng)爭(zhēng)的運(yùn)營(yíng)商可以抓住這個(gè)歷史機(jī)會(huì)快速切入占有這一市場(chǎng)。在3G的框架內(nèi)使用3G的頻率,按照前述已經(jīng)明確的系統(tǒng)的要求和體系結(jié)構(gòu)，采用現(xiàn)有技術(shù)來發(fā)展寬帶無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。本文介紹的這種寬帶無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)BWMI可以稱為新3G系統(tǒng)，新3G系統(tǒng)完全有可能平行3G系統(tǒng)提供寬帶無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和新的話音業(yè)務(wù)。

　　五、目前已經(jīng)有的發(fā)展寬帶無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的努力

　　1、無線廣域網(wǎng)大蜂窩移動(dòng)無線互聯(lián)接入網(wǎng)

　　大蜂窩系統(tǒng)目前可以有兩種選擇：一是前述2G、3G系統(tǒng)中發(fā)展出來的數(shù)據(jù)專用空中接口。如CDMA1x系統(tǒng)中發(fā)展出來的CDMA 1xEv-DO(HDR)。在CDMAONE的基站處，另建用做無線數(shù)據(jù)專用的接入點(diǎn)AP。HDR和CDMAONE共用基站站位，但是擁有自己的接入點(diǎn)AP（基站和控制器）通過路由器連接互聯(lián)網(wǎng)，而不經(jīng)過CDMAONE的交換和傳輸系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可以根據(jù)無線信道的質(zhì)量自動(dòng)調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)速率。

　　另外一種方法是在3G標(biāo)準(zhǔn)之外發(fā)展專門的大蜂窩IP數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)。在我國(guó)有連宇公司的TD-LAS系統(tǒng)和武漢漢網(wǎng)公司的"寬帶無線IP通信系統(tǒng)"(PDMA)。再如Arraycom公司的I-Burst空中接口。它使用TDMA-TDD體制，采用智能天線提高頻譜利用效率。

　　2、小蜂窩移動(dòng)無線互聯(lián)接入網(wǎng)

　　對(duì)于使用于熱點(diǎn)用戶密集區(qū)的小蜂窩系統(tǒng)，最佳選擇是無線局域網(wǎng)WLAN。目前成熟的產(chǎn)品是支持IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)的WLAN。速率11Mb/s(可擴(kuò)展到22Mb/s),單接入點(diǎn)工作區(qū)半徑100-30米。2002年將推出支持IEEE 802.1a的WLAN（歐洲的HyperLan2），速率可以達(dá)到54Mb/s。WLAN是設(shè)計(jì)用于單位內(nèi)部的，要用于公共接入需要解決：安全、認(rèn)證、流量控制、計(jì)費(fèi)和漫游等一系列問題。解決的方法基本上可以分為兩類：一是利用現(xiàn)有移動(dòng)電話的認(rèn)證，漫游和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，二是采用移動(dòng)IP技術(shù)建立專門系統(tǒng)。

　　前者如Nokia的運(yùn)營(yíng)商無線局域網(wǎng)OWLAN采用GSM系統(tǒng)的認(rèn)證、漫游和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。

　　Mobil IP最初是為解決異地接入時(shí)的IP地址漫游問題。隨著無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，移動(dòng)IP技術(shù)正在發(fā)展用于解決越區(qū)切換等移動(dòng)性管理問題。為此IETF提出了多種RFC和建議。也已經(jīng)開始有產(chǎn)品，如可以在GPRS和WLAN之間漫游的系統(tǒng)和在會(huì)晤層實(shí)現(xiàn)漫游的系統(tǒng)。

　　六、新3G寬帶無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

　　以上發(fā)展高速無線數(shù)據(jù)專用無線接口的能力是分散進(jìn)行的局部改進(jìn)，沒有形成系統(tǒng)。本文建議的新3G系統(tǒng)則是立足于3G框架之內(nèi)，使用3G的工作頻率，采用現(xiàn)有的技術(shù)實(shí)現(xiàn)具有IMT-2000以后系統(tǒng)特征的寬帶無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。競(jìng)爭(zhēng)的運(yùn)營(yíng)商可以利用其已經(jīng)有的固定寬帶互聯(lián)網(wǎng)資源建設(shè)發(fā)展寬帶無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，并且可以以低成本在其上提供新話音和多媒體業(yè)務(wù)。我國(guó)發(fā)展新3G系統(tǒng)將引領(lǐng)世界寬帶移動(dòng)無線互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展潮流。

　　新3G系統(tǒng)由以下幾部分組成：

　　1)多種空中無線接口基站

　　a.大蜂窩系統(tǒng)：TD-LAS 或PDMA

　　b.小蜂窩系統(tǒng)：WLAN

　　2)全I(xiàn)P無線接入網(wǎng)。

　　3)統(tǒng)一的寬帶IP核心網(wǎng)。

　　4)與固定IP電話合一的軟交換機(jī)和網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。

　　5)漫游和移動(dòng)管理系統(tǒng)。

　　6)IP v6。

　　1、多種空中無線接口基站

　　1）TD-LAS大蜂窩無線接入系統(tǒng)。

　　目前的2G 的CDMAone和3G的WCDMA及CDMA2000等各種CDMA系統(tǒng)都涉及Qualcom的專利。由于使用的碼分多址的碼的相關(guān)函數(shù)存在有旁瓣，導(dǎo)致存在信號(hào)的ISI（碼間干擾）、MAI（多址干擾）和ACI（相鄰蜂窩區(qū)干擾）。由于存在這些干擾可能出現(xiàn)強(qiáng)目標(biāo)壓弱目標(biāo)的現(xiàn)象，為了解決這一問題Qualcomm 提出了一系列功率控制等專利。

　　我國(guó)李道本教授提出一種LAS-CDMA智能碼，其相關(guān)函數(shù)旁瓣為零，可以大大改善CDMA系統(tǒng)的性能。。LINKAIR公司在此基礎(chǔ)上發(fā)展了一種新型的CDMA系統(tǒng)稱為L(zhǎng)AS-CDMA。在LAS-CDMA系統(tǒng)中，所有信號(hào)的ISI（碼間干擾）和MAI（多址干擾）都可在"無干擾"時(shí)間窗口內(nèi)降為零，ACI（相鄰蜂窩區(qū)干擾）也可降低到邊際水平。因此，LAS-CDMA不僅提高了系統(tǒng)性能和容量，而且也不會(huì)在其它CDMA系統(tǒng)上增加任何復(fù)雜性。由于它解決了大面積同步問題，稱為L(zhǎng)AS，可以適用于大面積蜂窩。目前LAS-CDMA 已經(jīng)被3GPP組織接受做為FDD的CDEMA2000系列進(jìn)一步發(fā)展提高數(shù)據(jù)率的一種方案。

　　目前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶多數(shù)應(yīng)用是上下行非對(duì)稱的，采用頻分雙工FDD將造成資源浪費(fèi)。如圖1所示。

圖1 TDD匹配不對(duì)稱應(yīng)用

　　但是傳統(tǒng)的TDD系統(tǒng)不能適應(yīng)大面積蜂窩應(yīng)用，將LAS-CDMA用于TDD系統(tǒng)構(gòu)成TD-LAS系統(tǒng)，可以解決適宜大面積應(yīng)用的問題。這實(shí)際上是一種碼分多址FDD系統(tǒng)。TD-LAS模式具有以下特點(diǎn)：

　　a)高頻譜效率。LAS-CDMA的專利擴(kuò)頻技術(shù)可將所有信號(hào)的ISI和MAI在"無干擾"時(shí)間窗口內(nèi)降為零并將ACI降低到邊際水平。

　　因此，LAS-CDMA能取得高頻譜效率。表1給出各種方法的頻譜應(yīng)用效率的比較。

表1 TD-LAS與其他方法的頻譜使用效率比較

　　由圖中可以看出TD-LAS的頻譜使用效率是GSM的20倍，，WCDMA的七倍，Cdma2000的五倍。

　　b)高速移動(dòng)性。在傳統(tǒng)的CDMA TDD系統(tǒng)中，功率控制速率受幀長(zhǎng)度限定。因此，系統(tǒng)不能取得快速的閉環(huán)功率控制。因?yàn)椋a(bǔ)償高速信道衰落需要這一控制，并以此提供速度較高的移動(dòng)性，所以，傳統(tǒng)的CDMA TDD系統(tǒng)不能支持高速移動(dòng)。但是，在TD-LAS系統(tǒng)中，所有信號(hào)均將通過雙同步而被保持在一個(gè)"無干擾"的時(shí)間窗口內(nèi)。所以LAS-CDMA系統(tǒng)不需要高速功率控制，它只采用低速功率控制節(jié)省移動(dòng)站的電力。

　　c)不對(duì)稱業(yè)務(wù)。TD-LAS系統(tǒng)采用FDMA/TDMA/CDMA組合多址聯(lián)結(jié)方案。在這一方案中，發(fā)射/接收基于的單元為"子幀（或時(shí)隙）- 碼-頻率"。待數(shù)據(jù)單元模塊化后，該方案可經(jīng)過修改用來支持可變數(shù)據(jù)速率，特別是分組數(shù)據(jù)。由于上行鏈路和下行鏈路的交換點(diǎn)可在一個(gè) 內(nèi)靈活地分配，而且所有子幀（時(shí)隙）亦可靈活地分配到上行鏈路或下行鏈路，所以在支持IP不對(duì)稱業(yè)務(wù)方面這是一個(gè)理想的方案。

　　d)兼容性。TD-LAS擴(kuò)頻技術(shù)與所有其他TDD系統(tǒng)兼容，其中包括UTRA TDD、TD-SCDMA等。LAS-CDMA只需在物理層上做很小的修改便可結(jié)合到現(xiàn)用的TDD系統(tǒng)，用以取得較高的系統(tǒng)性能和容量。

　　由于TD-LAS具有上述優(yōu)點(diǎn)，在新3G系統(tǒng)中選擇TD-LAS為大面積蜂窩基站的首選方案。

　　當(dāng)然由于采用采用全I(xiàn)P無線接入網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)各種空中無線接口的無縫連接，如果需要也可以采用前面介紹的其他方案。如漢網(wǎng)公司的PDMA系統(tǒng)，可以上行鏈路實(shí)現(xiàn)分組數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)復(fù)用，是真正的IP系統(tǒng)，很有發(fā)展前途。

　　2）WLAN小蜂窩系統(tǒng)。

　　應(yīng)用于熱點(diǎn)地區(qū)的小蜂窩系統(tǒng)的首選方案是無線局域網(wǎng) 802.11 WLAN。也在考慮用TD-LAS無線電實(shí)現(xiàn)802.11WLAN。采用分層的Mobile IP,用戶在任何地方通過WLAN接入時(shí)可以使用和他家中一樣的IP地址，這種方法有助于實(shí)現(xiàn)一人一個(gè)統(tǒng)一的IP地址的理想。這種系統(tǒng)與固網(wǎng)使用同一套認(rèn)證、授權(quán)、漫游、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，和VoIP系統(tǒng)。

　　2、全I(xiàn)P無線接入網(wǎng)

　　無線接入網(wǎng)的作用是連接多個(gè)基站和基站控制器、無線資源管理器，解決用戶終端在各基站子網(wǎng)之間移動(dòng)時(shí)的越區(qū)切換問題。其輸出連接核心網(wǎng)。目前2G和3G移動(dòng)電話的無線接入網(wǎng)是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商租用專線路建立ATM專網(wǎng)來構(gòu)成的。這種無線接入網(wǎng)不不僅成本高，而且不同的空中無線接口、不同的無線接入網(wǎng)要和統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無縫連接是非常困難的。

　　目前3G的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP和3GPP2都開始著手無線接入網(wǎng)向全I(xiàn)P化演化的工作。在無線接入網(wǎng)中采用IP的主要理由是可以降低成本，提高布設(shè)的靈活性和可擴(kuò)展性。他使用現(xiàn)有的和演化的因特網(wǎng)協(xié)議以支持和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的兼容性以及和未來下一代網(wǎng)絡(luò)的互操作性。

　　新3G系統(tǒng)各個(gè)基站直接連接統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)、邊緣網(wǎng)，不再建立專門的無線接入網(wǎng)。有兩種方案，第一種方法在統(tǒng)一的IP網(wǎng)上通過隧道建立虛擬專網(wǎng)，仍然采用現(xiàn)在3G系統(tǒng)的第二層的越區(qū)切換技術(shù)和設(shè)備。這種方法可以利用現(xiàn)有第二種方法采用分層移動(dòng)IP技術(shù)統(tǒng)一解決越區(qū)切換和IP漫游問題，即可以解決同一種無線系統(tǒng)基站子網(wǎng)之間水平漫游也可以解決不同無線系統(tǒng)之間的垂直漫游問題。

圖2 多種無線基站直接連接到IP 核心網(wǎng)

3、統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)

　　在新3G系統(tǒng)中將不再有自己專門的核心網(wǎng)，而是和固定互聯(lián)網(wǎng)共用統(tǒng)一的個(gè)光IP核心網(wǎng)和到小區(qū)大樓的邊緣接入網(wǎng)。這樣可以大大降低建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本。如圖3所示。在社區(qū)匯接點(diǎn)設(shè)置TD-LAS基站，在樓頭或樓內(nèi)光結(jié)點(diǎn)社WLAN 基站。

圖3 統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)

　　新3G系統(tǒng)采用和固定寬帶IP網(wǎng)統(tǒng)一的認(rèn)證、授權(quán)、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)（AAA）以及IP 電話的軟交換和網(wǎng)關(guān)設(shè)備。

　　4、與固定IP電話合一的軟交換機(jī)和網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)

　　新3G系統(tǒng)不再設(shè)置專門的電路交換電話系統(tǒng)，而代之以提供基于SIP的功能更強(qiáng)的移動(dòng)IP電話。移動(dòng)IP電話和固定IP 電話使用共同的IP核心網(wǎng)，共同的控制管理和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、共同的軟交換機(jī)和網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。如圖4所示。這樣可以大幅度降低建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本。

圖4 固定和移動(dòng)IP電話共用軟交換機(jī)和網(wǎng)關(guān)

　　5、移動(dòng)IP和越區(qū)切換

　　新3G系統(tǒng)依靠移動(dòng)IP(Mobile IP)協(xié)議來實(shí)現(xiàn)漫游和越區(qū)切換，每個(gè)用戶一個(gè) IP地址，用戶在任何地方都可以報(bào)到、注冊(cè)登記上網(wǎng)。由于新3G系統(tǒng)采用多種空中無線接口，用戶從一種基站轉(zhuǎn)到另外一種基站或慢速穿越相鄰蜂窩邊界時(shí)，用Mobile IP協(xié)議可以保持連接，會(huì)晤和通話的連續(xù)性。這種要求可以被稱為無縫漫游。對(duì)于3G系統(tǒng)大蜂窩系統(tǒng)，用戶高速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，還需要移動(dòng)性管理實(shí)現(xiàn)越區(qū)切換。目前正在發(fā)展用Mobile IP解決越區(qū)切換問題。移動(dòng)IP的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖5所示。

圖5 移動(dòng)IP的結(jié)構(gòu)和工作原理

　　移動(dòng)IP在IP層管理宏移動(dòng)性。它允許當(dāng)從一個(gè)IP子網(wǎng)運(yùn)動(dòng)到另外一個(gè)子網(wǎng)時(shí)保持通信不中斷以及在整個(gè) IP 網(wǎng)絡(luò)中在移動(dòng)時(shí)使用同一個(gè)IP地址。

　　如圖5所示，移動(dòng)IP結(jié)構(gòu)的3個(gè)主要組成部分：

　　在終端中的移動(dòng)功能完成對(duì)駐地代理HA或外地代理FA的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和注冊(cè)功能。

　　在連接移動(dòng)用戶和駐地子網(wǎng)的路由器中的HA功能負(fù)責(zé)修改移動(dòng)用戶位置信息數(shù)據(jù)庫(kù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送到現(xiàn)在位置。

　　連接移動(dòng)用戶和訪問子網(wǎng)的路由器中的FA功能注冊(cè)訪問的移動(dòng)用戶并提供服務(wù)，如為訪問的移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)選路。

　　圖中移動(dòng)終端MH在外地代理FA的子網(wǎng)中上網(wǎng)得到一個(gè)臨時(shí)IP地址，外地代理FA向用戶駐地代理HA申請(qǐng)注冊(cè)經(jīng)認(rèn)證、授權(quán)后以用戶固有的駐地IP地址上網(wǎng)瀏覽和進(jìn)行各種活動(dòng)。在HA和FA之間建立隧道，如瀏覽網(wǎng)站NC，來自NC的數(shù)據(jù)先送到HA再經(jīng)過FA送到MH。為提高傳輸效率發(fā)展優(yōu)化方法，第一個(gè)數(shù)據(jù)包走上述路徑以后走NC經(jīng)過FA 到MH的直接路徑。

　　IETF中發(fā)展Mobile IP協(xié)議的基礎(chǔ)是1996年提出的RFC 2002，目前正在升級(jí)為RFC 2002bis。它將解決IP鏈路在藍(lán)牙、WLAN和蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間的無縫漫游問題。進(jìn)一步發(fā)展解決蜂窩系統(tǒng)越區(qū)切換移動(dòng)性管理問題。這樣可以避免使用兩套協(xié)議來解決漫游和移動(dòng)性管理問題。

　　目前無線移動(dòng)系統(tǒng)的越區(qū)切換是指在同一系統(tǒng)不同基站子網(wǎng)之間，在物理層上，根據(jù)信號(hào)特征（強(qiáng)度、誤碼率和距離等）進(jìn)行越區(qū)切換。新3G系統(tǒng)的越區(qū)切換不僅發(fā)生在同一系統(tǒng)的不同子網(wǎng)之間，也發(fā)生在不同無線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)之間。進(jìn)行越區(qū)切換的準(zhǔn)則不再是信號(hào)特征，而是QoS要求和可使用的QoS能力、成本、頻譜的優(yōu)化使用等。例如當(dāng)移動(dòng)終端從WWAN進(jìn)入熱點(diǎn)地區(qū)WLAN時(shí)，盡管WWAN的信號(hào)還很強(qiáng)，出于省錢和得到更好的QoS考慮將切換進(jìn)入WLAN 。對(duì)于一些非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可以考慮非實(shí)時(shí)的越區(qū)切換在更高的層（會(huì)晤層、應(yīng)用層）上進(jìn)行。

　　在用Mobile IP解決越區(qū)切換問題時(shí)，由于移動(dòng)只發(fā)生在小范圍內(nèi)，可以局部解決不需要通過遠(yuǎn)方的駐地代理，這樣就發(fā)展了分層移動(dòng)IP、指針轉(zhuǎn)發(fā)法以及Cellular IP和HAWAII等方法。無縫越區(qū)切換要求平滑（少丟包）和快速（如少于30毫秒）。　　6、IPv6

　　在新3G系統(tǒng)中每個(gè)用戶將擁有一個(gè)唯一的IP地址。目前的IPv4不能滿足對(duì)IP地址的需求。發(fā)展IPv6已經(jīng)提到日程。如果條件成熟在新3G系統(tǒng)中將采用IPv6以滿足大規(guī)模布設(shè)的需求IPv6 除擴(kuò)大IP地址空間外還提供很多增強(qiáng)的特性，如：

　　任意播地址

　　更大的單播和多播地址

　　分層選路的集中選址

　　主機(jī)地址自動(dòng)配制

　　方便站位命號(hào)

　　為支持QoS進(jìn)行流識(shí)別

　　流線包格式用來改善轉(zhuǎn)發(fā)性能

　　支持多播

　　擴(kuò)展包頭用來擴(kuò)大能力

　　安全性提供包的授權(quán)和加擾

　　通過自動(dòng)配制、安全、任意播地址和目標(biāo)選件來改善移動(dòng)性

　　IPv6網(wǎng)與在公共網(wǎng)和專網(wǎng)中大量布設(shè)的IPv4 設(shè)備將長(zhǎng)期共存。在IPv6設(shè)計(jì)中有幾種傳輸機(jī)制有助于在混合期運(yùn)行。

　　7、通用移動(dòng)終端

　　新3G系統(tǒng)中采用多種空中無線接口以適應(yīng)不同速率和使用環(huán)境要求。要實(shí)現(xiàn)在不同空中無線接口之間無縫漫游，移動(dòng)終端要能夠支持多種工作頻段，多種空中無線接口。

　　目前集成電路設(shè)計(jì)的方法論是用CPU、DSP、ASIC和FPGA等集成。每種頻率，每種協(xié)議算法都用專門硬件實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)高速度但是復(fù)雜，功耗高。用軟件可編程器件實(shí)現(xiàn)速度又不夠快。用這種方法設(shè)計(jì)新3G系統(tǒng)使用的通用移動(dòng)終端是不能滿足要求的。

　　采用正在發(fā)展中的RF MEMS和軟件定義SDR無線電技術(shù)有可能實(shí)現(xiàn)能夠支持多工作頻率、多種空中接口的重量輕，功能強(qiáng)、低功耗的移動(dòng)通用終端。

摘自<<東方21世紀(jì)>>

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