移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

1、第講移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第1頁(yè)，共31頁(yè)。本講內(nèi)容第六章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)6.3 移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)6.3.1 移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)6.3.2 CDPD6.3.3 GPRS6.3.4 3G技術(shù)6.3.5 移動(dòng)應(yīng)用協(xié)議* *是要求同學(xué)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(xué)自己閱讀教材。 第2頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.1 移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi) 根據(jù)移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與蜂窩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，可將移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分為四類(lèi)。第3頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.1 移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi) 獨(dú)立移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 擁有自己的頻段，該頻段不被其它的服務(wù)所使用，且有不與別的服務(wù)所共享的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(dòng)數(shù)

2、據(jù)網(wǎng)絡(luò) 與現(xiàn)有的面向語(yǔ)音的模擬服務(wù)共享頻譜和部分基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。 在模擬語(yǔ)音所使用的、相同的無(wú)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(wù)除了使用專(zhuān)用的數(shù)據(jù)信道外，還可占用空閑的語(yǔ)音信道。第4頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.1 移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi) 重疊移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)重疊。 數(shù)據(jù)服務(wù)不但利用分配給其它服務(wù)的頻譜，還利用現(xiàn)有的面向語(yǔ)音的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的MAC層和空中接口。 一體移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 在設(shè)計(jì)和系統(tǒng)實(shí)施之初，就將話音、數(shù)據(jù)和綜合多媒體服務(wù)等進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。 本身就潛在支持語(yǔ)音和數(shù)據(jù)等服務(wù)，不存在誰(shuí)先實(shí)現(xiàn)，誰(shuí)后加載的問(wèn)題。第5頁(yè)，共31頁(yè)。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(luò)的CDPD原型體系結(jié)構(gòu)。 CDPD使用原始的RF技術(shù)，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(guò)RS編碼后，不包括控制開(kāi)銷(xiāo)，在雙工模式下實(shí)際的數(shù)據(jù)速率為14.4kbps。 CDPD提供的最基本的服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 第6頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.2 CDPD 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 三個(gè)主要的接口：A接口、E接口、I接口。第7頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.2 CDPD 主要的邏輯部件： 移動(dòng)終端系統(tǒng)（M-ES） 移動(dòng)數(shù)據(jù)基站（MDBS） 移動(dòng)數(shù)據(jù)中間系統(tǒng)（MD-IS） 固定終端系統(tǒng)（F-ES）第8頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.2 CDPD 工作過(guò)程 注冊(cè) 數(shù)據(jù)傳輸

4、和移動(dòng)管理第9頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.2 CDPD 越區(qū)切換 信道跳變第10頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.2 CDPD 協(xié)議棧結(jié)構(gòu)第11頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.2 CDPD 協(xié)議棧分為四層 物理（PHY）層：定義了兩個(gè)不同的單向RF信道。 MAC層：接入機(jī)制類(lèi)似以太網(wǎng)中的CSMA/CD機(jī)制。 移動(dòng)數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議（MDLP）層：在LLC層等價(jià)于802.3協(xié)議。 子網(wǎng)相關(guān)融合協(xié)議（SNDCP）層：映射MDLP為IP或CLNP提供服務(wù)。 第12頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.2 CDPD 安全性 CDPD的安全性只是可以對(duì)鏈路進(jìn)行加密和對(duì)M-ES進(jìn)行鑒權(quán)。 CDPD的鑒權(quán)由移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)登記協(xié)議管理實(shí)體（MME）完成，MME同時(shí)

5、位于MD-IS和M-ES中。 CDPD的加密性是通過(guò)采用私鑰對(duì)所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不同的會(huì)話私鑰也不同。 第13頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.2 CDPD CDPD作為一種寄生網(wǎng)絡(luò)而存在，其特點(diǎn)： 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(dòng)臺(tái)，全雙工實(shí)時(shí)無(wú)線數(shù)據(jù)通信； 高質(zhì)量、無(wú)差錯(cuò)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳送； 采用先進(jìn)的動(dòng)態(tài)密鑰管理、正反信道密鑰不同、以每呼叫為基礎(chǔ)進(jìn)行動(dòng)態(tài)密鑰更換，保護(hù)用戶(hù)數(shù)據(jù)不被竊聽(tīng)； 無(wú)連接方式的分組通信，可以TCP/IP為基礎(chǔ)。由于協(xié)議的開(kāi)放性，任何以TCP/IP為基礎(chǔ)的軟件產(chǎn)品，使CDPD有很好的應(yīng)用基礎(chǔ)； 適用于信息量較小但實(shí)時(shí)性要求較高的

6、數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)終端可一直處于在線模式。第14頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.3 GPRS GPRS架構(gòu)在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上，是GSM網(wǎng)絡(luò)提供的無(wú)線點(diǎn)對(duì)點(diǎn)分組交換服務(wù)。 GSRS使用的物理無(wú)線信道與GSM完全相同，但是定義了新的邏輯GPRS無(wú)線信道。 GPRS可提供以下兩類(lèi)服務(wù)：點(diǎn)-點(diǎn)（PTP）服務(wù)和點(diǎn)-多點(diǎn)（PTM）服務(wù)。 GPRS的標(biāo)準(zhǔn)化工作分3個(gè)階段。目前的標(biāo)準(zhǔn)是1999年底完成的GPRS Phase2。 第15頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.3 GPRS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)ADGbGn/GpUmGPRS/GSM訪問(wèn)網(wǎng)GSM核心網(wǎng)GPRS網(wǎng)絡(luò)IP主干網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（IP）語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)（ISDN）PDNGi第16頁(yè)，共3

7、1頁(yè)。6.3.3 GPRS GPRS支持節(jié)點(diǎn)GSN（GPRS Support ） GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN（Serving GSN） GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)GGSN（Gateway GSN） GPRS寄存器 8個(gè)接口：Um 、Gb 、Gs 、Gr 、Gc 、Gn 、Gp 、Gi第17頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.3 GPRS 工作過(guò)程 附著 數(shù)據(jù)傳輸和位置管理計(jì)時(shí)器到或強(qiáng)制T2分組GPRS分離GPRS附著準(zhǔn)備備用空閑第18頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.3 GPRS 越區(qū)切換第19頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.3 GPRS 協(xié)議棧結(jié)構(gòu)第20頁(yè)，共31頁(yè)。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(guān)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(luò)服務(wù)）8. RLC（無(wú)線鏈路控制）/MAC（介質(zhì)訪問(wèn)控制）9. GSM RF10. Relay（中繼轉(zhuǎn)發(fā)）第21頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.3 GPRS GPRS特點(diǎn) 資源利用率高 傳輸速率高 接入時(shí)間短 支持IP協(xié)議和X.25協(xié)議 會(huì)發(fā)生包丟失現(xiàn)象 實(shí)際速率比理論值低 終端不支持無(wú)線終止功能 調(diào)制方式不是最優(yōu)第22頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.3 GPRS GPRS的發(fā)展?fàn)顩r 第一階段 第二階段（EDGE） 中國(guó)的GPRS應(yīng)用第23頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.4 3G技

9、術(shù) 3G（第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)）是能支持話音數(shù)據(jù)綜合和移動(dòng)多媒體的寬帶數(shù)字移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。 它主要由接入部分、寬帶通信網(wǎng)和智能化網(wǎng)絡(luò)管理組成。 接入部分包括無(wú)線和有線接入。 寬帶通信網(wǎng)提供對(duì)各種業(yè)務(wù)的傳輸與交換功能，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)應(yīng)該是寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）。 智能化網(wǎng)絡(luò)管理和數(shù)據(jù)庫(kù)是第三代通信網(wǎng)的核心，它擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)庫(kù)管理、用戶(hù)移動(dòng)性管理、網(wǎng)絡(luò)安全管理等。 第24頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.4 3G技術(shù) 很多機(jī)構(gòu)和組織都在研究3G，提出了不同的3G標(biāo)準(zhǔn)。 這些標(biāo)準(zhǔn)中，最主要的是ITU1994年提出的IMT-2000。 IMT-2000的目標(biāo)是支持更高速率的數(shù)據(jù)，從而支持多媒體的應(yīng)用，提供高頻段效

10、率、更多接口的標(biāo)準(zhǔn)化及服務(wù)的兼容性。 IMT-2000并存兩個(gè)主要的競(jìng)爭(zhēng)方案 W-CDMA，重點(diǎn)考慮與GSM的兼容性。 CDMA2000，重點(diǎn)考慮與CDMA的兼容性。第25頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.4 3G技術(shù) W-CDMA和CDMA2000兩個(gè)方案的主要不同點(diǎn) 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(yán)格同步，W-CDMA則采用異步方式，在GPS無(wú)法覆蓋的建筑群內(nèi)也可采用微微小區(qū)。 W-CDMA的幀長(zhǎng)為10ms，保證端-端延遲小，而CDMA2000的幀長(zhǎng)為20

11、ms。第26頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.4 3G技術(shù) 3G的發(fā)展 3GPP組織 由工業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)組的成員發(fā)起 著力制定系統(tǒng)在以下幾個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)：核心網(wǎng)、無(wú)線接入網(wǎng)、服務(wù)和系統(tǒng)各個(gè)方面以及移動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 3GPP和3GPP2協(xié)同合作，成立OHG進(jìn)一步協(xié)調(diào)全球3G（G3G）標(biāo)準(zhǔn)，G3G提出了全球3G建議。第27頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.4 3G技術(shù) G3G融合建議第28頁(yè)，共31頁(yè)。6.3.4 3G技術(shù) G3G建議包括以下幾個(gè)部分： 3個(gè)空中接口標(biāo)準(zhǔn) 2個(gè)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(gè)時(shí)分雙工（TDD）模式，碼片速率為3.84Mcps。 在所有