宽带移动互联网.docx

1、新 一 代 信 息 通 信 技 术 书 系 无 线 通 信 专 辑宽 带 移 动 互 联 网陈 灿 峰 编北 京 邮 电 大 学 出 版 社北 京 内 容 简 介基 于 I P 的 无 线 移 动 网 络 将 为 移 动 宽 带 多 媒 体 业 务 提 供 统 一 的 技 术 平 台 。 本 书 详 细 介 绍 了 移 动 通 信 网 的 技 术 演 进、 移 动 互 联网 的 架 构 、 移动 互 联 网 中 的 移 动 性 管 理、 无 线 资 源 管 理 、 无 线 服 务 质 量 、 无 线 网 络 的 规 划 与 优 化 , 以 及 无 线 应用 与 网 络 安 全 协 议 等 内

2、容 。全 书 概 念 清 晰 、 深 入 浅 出 、 易 于 理 解 , 其 选 材 既 有 一 定 的 广 泛 性 , 又 具 有 鲜 明 的 前 瞻 性 , 为 读 者 提 供 了 宽 带 移 动 通 信 与 互 联 网 知 识 的 全 面 概 览 。本 书 的 读 者 对 象 包括 通 信 领 域 的 系 统 设 计 人 员、 蜂 窝 网 络 运 营 商 、 业 务 提 供 商 等 工 程 技 术 人 员 , 本书 也 可 作 为 高 等 院 校 通 信 工 程 和 计 算 机 网 络 专 业 的 师 生 的 教 学 参 考 书 。图 书 在 版 编 目 (CI P ) 数 据宽 带 移

3、 动 互 联 网 / 陈 灿 峰 编 .北 京 : 北 京 邮 电 大 学 出 版 社 , 2005 ISBN 7-5635-1054-0 . 宽 . . . . 陈 . . . . 移 动 通 信 通 信 网 . TN929 .5中 国 版 本 图 书 馆 CIP 数 据 核 字 (2005 )第 024471 号书 名 : 宽 带 移 动 互 联 网 主 编 : 陈 灿 峰 责 任 编 辑 : 刘 洋出 版 发 行 : 北 京 邮 电 大 学 出 版 社社 址 : 北 京 市 海 淀 区 西 土 城 路 10 号 (100876)电 话 传 真 : 010-62282185(发 行 部 )

4、 010-62283578( FAX)E- ma il: publish bup t .edu .cn经 销 : 各 地 新 华 书 店印 刷 :开 本 : 787 mm1 092 mm 1/ 16印 张 : 20 .75字 数 : 446 千 字印 数 : 13 000 册版 次 : 2005 年 10 月 第 1 版 2005 年 10 月 第 1 次 印 刷ISBN 7-5635-1054-0/ TN372 定 价 : 35 . 00 元 如 有 印 装 质 量 问 题 , 请 与 北 京 邮 电 大 学 出 版 社 发 行 部 联 系 1 前 言陆 地 无 线 移 动 通 信 目 前

5、正 处 于 从 第 二 代 移 动 通 信 系 统 ( 2G , 如 GSM、 IS-95 等 ) 向 第 三 代 移 动 通 信 系 统 ( 3G, 如 WCDMA、 cdma2000、 TD-SCDMA 等 ) 和 超 三 代 ( B3G ) 系 统 的 演 进 过 程 之 中 , 其 发 展 趋 势 是 采 用 支 持 更 高 系 统 容 量 的 空 中 接 口 、 基 于 全 I P 的 网 络 和 对 宽 带 多 媒 体 业 务 的 支 持 ; 与 此 同 时 , 全 球 互 联 网 也 正 朝 着 为 用 户 提 供 移 动 性 支 持 、 个 性 化 和 定 位 功 能 等 需

6、要 的 方 向 发 展 , 移 动 计 算 、 普 适 网 络 和 上 下 文 知 晓 计 算 正 成 为 未 来 互 联 网 的 新 功 能 。 移 动 通 信 与 互 联 网 的 发 展 趋 势 是 融 合 于 下 一 代 的 宽 带 移 动 互 联 网 。本 书 系 统 地 介 绍 了 面 向 IP 的 宽 带 移 动 互 联 网 中 各 种 无 线 接 入 网 技 术 与 核 心 网 络 技 术 的 发 展 , 以 及 移 动 互 联 网 中 的 若 干 关 键 技 术 , 如 移 动 性 管 理 、 无 线 资 源 管 理 等 。 全 书 内 容 主 要 分 为 上 、 下 两 篇

7、, 上 篇 介 绍 移 动 互 联 网 的 架 构 , 主 要 包 括 各 种 陆 地 无 线 接 入 网 与 核 心 网 技 术 的 发 展 , 以 及 宽 带 移 动 互 联 网 的 架 构 等 。 其 中 , 第 1 章 回 顾 了 各 种 陆 地 移 动 无 线 通 信 技 术 的 发 展 历 程 , 重 点 介 绍 了 前 三 代 移 动 通 信 技 术 的 演 进 , 并 指 出 In ternet 与 移 动 通 信 网 的 融 合 趋 势 ; 第 2 章 主 要 介 绍 无 线 接 入 网 络 的 发 展 情 况 , 首 先 沿 着 3 GPP 和 3 GPP2 两 大 标 准

8、 化 组 织 的 标 准 演 进 路 线 , 分 别 介 绍 了 WCDMA 和 cdma2000 两 大 3G 标 准 的 技 术 演 进 过 程 以 及 4 G 的 相 关 研 发 情 况 , 接 着 分 别 介 绍 了 I EE E 无 线 城 域 网 ( WMAN ) 、 无 线 局 域 网 ( WLAN ) 、 无 线 个 域 网 ( W PAN ) 的 相 关 标 准 与 标 准 化 情 况 , 然 后 介 绍 了 Ad Hoc 网 络 的 特 点 及 其 与 蜂 窝 网 络 的 结 合 , 以 及 作 为 一 种 Ad Hoc 网 络 应 用 的 无 线 传 感 器 网 络 (W

9、SN ) , 最 后 介 绍 了 下 一 代 网 络 拓 扑 的 研 究 方 向 及 若 干 网 络 信 息 论 的 初 步 结 果 ; 第 3 章 主 要 介 绍 无 线 核 心 网 络 的 发 展 情 况 , 首 先 沿 着 3GPP 和 3 GPP2 两 大 标 准 化 组 织 的 标 准 演 进 路 线 , 介 绍 基 于 MAP 和 ANSI-41 的 两 大 3 G 标 准 的 核 心 网 演 进 情 况 , 接 着 介 绍 下 一 代 网 络 和 软 交 换 相 关 技 术 及 其 在 移 动 核 心 网 中 的 应 用 , 然 后 介 绍 了 7 号 信 令 网 及 其 与 I

10、 P 网 络 的 互 通 问 题 , 最 后 介 绍 了 网 格 计 算 概 念 和 P2 P 技 术 研 究 状 况 。 下 篇 介 绍 移 动 互 联 网 中 的 若 干 关 键 技 术 , 主 要 是 移 动 互 联 网 中 采 用 的 网 络 层 关 键 技 术 。 其 中 , 第 4 章 主 要 介 绍 移 动 性 管 理 技 术 , 包 括 位 置 管 理 、 切 换 管 理 、 移 动 I P、 无 线 定 位 技 术 等 ; 第 5 章 主 要 介 绍 无 线 资 源 管 理 技 术 , 包 括 接 纳 控 制 、 负 载 控 制 、 分 组 调 度 、 功 率 控 制 、 速

11、 率 控 制 等 ; 第 6 章 主 要 介 2 绍 无 线 服 务 质 量 , 包 括 IntServ、 DiffServ 及 跨 层 优 化 等 ; 第 7 章 简 要 介 绍 了 无 线 网 络 规 划 与 优 化 及 网 络 仿 真 技 术 ; 第 8 章 简 要 介 绍 了 无 线 网 络 的 应 用 与 信 息 安 全 。本 书 的 编 写 得 到 了 国 家 自 然 科 学 基 金 重 大 项 目 ( 项 目 编 号 : 90204001 ) 的 支 持 , 北 京 邮 电 大 学 吴 伟 陵 教 授 审 阅 了 书 稿 并 提 出 许 多 修 改 意 见 , 特 此 表 示 感

12、 谢 。 参 加 本 书 编 写 的 其 他 人 员 还 有 牛 凯 、 禹 可 、 杜 鹃 等 , 北 京 大 学 的 赵 丽 君 整 理 了 本 书 的 资 料 , 在 此 一 并 表 示 感 谢 。鉴 于 时 间 仓 促 , 笔 者 水 平 有 限 , 加 之 当 前 移 动 通 信 技 术 的 发 展 日 新 月 异 , 书 中 难 免 有 不 当 及 错 误 之 处 , 恳 请 读 者 批 评 指 正 。陈 灿 峰2005 年 2 月木新 一 代 信 息 通 信 技 术 书 系编 委 会名 誉 主 编 : 周 炯 般执 行 主 编 : 乐 光 新编 委 ( 专 辑 主 编 / 副 主

13、 编 ) :吴 伟 陵 张 平 刘 元 安 李 道 本 杨 义 先 顾 畹 仪 纪 越 峰 张 杰 程 时 端 王 文 东 朱 其 亮 舒 华 英 ( 排 名 不 分 先 后 )序信 息 通 信 日 新 月 异 , 无 线 技 术 前 景 无 限 。为 了 尽 快 适 应 飞 速 发 展 的 无 线 通 信 的 需 求 , 北 京 邮 电 大 学 出 版 社 在 2004 年 特 别 组 织 有 关 专 家 撰 写 了 “新 一 代 信 息 通 信 技 术 书 系 无 线 通 信 专 辑 ”, 在 这 一 专 辑 中 为 广 大 专 业 读 者 提 供 了 近 10 本 图 书 。 在 内 容

14、 上 , 这 些 书 大 致 可 以 分 为 两 大 类 型 : 物 理 层 技 术 与 网 络 层 技 术 。 其 中 :在 物 理 层 技 术 中 , 本 专 辑 汇 集 了 “ 移 动 通 信 中 多 媒 体 业 务 基 础 ”、 “ 无 线 通信 中 的 先 进 DSP 技 术 ”等 内 容 , 同 时 还 涉 及 以 空 域 为 主 体 的 比 较 前 沿 的 新 技 术 “智 能 天 线 技 术 ”“无 线 通 信 中 的 多 天 线 技 术” 。在 网 络 层 技 术 中 , 则 除 了 包 含 “移 动 通 信 中 的 资 源 管 理 ”“宽 带 移 动 互 联 网 ”等 内

15、容 外 , 本 专 辑 还 包 含 更 为 前 沿 的 新 技 术“ 无 线 网 络 中 的 信 息 安 全 ”、 “无 线 重 构 技 术 ”和 “异 构 网 的 业 务 综 合 ”等 。以 上 内 容 将 分 别 成 书 , 陆 续 出 版 提 供 给 广 大 的 读 者 , 同 时 , 也 殷 切 希 望 广大 读 者 对 本 专 辑 的 编 写 提 出 宝 贵 的 意 见 , 并 提 出 新 的 需 求 , 以 便 我 们 能 进 一 步 充 实 和 改 进 , 为 读 者 提 供 更 好 的 服 务 。2005 年 3 月 于 北 京 邮 电 大 学 信 息 学 院 1 总 序21

16、世 纪 是 经 济 全 球 化 、 全 球 信 息 化 的 崭 新 世 纪 。 信 息 化 要 靠 信 息 系 统 的 支 持 , 通 信 则 是 信 息 系 统 的 核 心 和 桥 梁 。 离 开 了通 信 来 谈 信 息 化 是 不 可 能 的 。 今 天 , 人 们 越 来 越 倾 向 于 以 更 为 广 义 的 信 息 通信 的 丰 富 内 涵 来 替 代 相 对 狭 义 的 通 信 的 概 念 。信 息 通 信 发 展 的 目 标 是 要 实 现 无 论 何 人 在 何 时 何 地 都 能 与 另 一 用 户 ( 包括 网 站 ) 进 行 用 各 种 媒 体 表 达 的 高 质 量

17、的 信 息 传 输 , 实 现 各 种 信 息 服 务 。 信 息 通 信 是 一 个 巨 系 统 , 凡 是 人 类 活 动 之 所 及 都 能 找 到 它 的 踪 迹 。 信 息 通 信 同 时又 是 一 个 整 体 , 任 何 一 种 通 信 方 式 和 通 信 技 术 都 不 可 能 孤 立 地 存 在 、 单 独 地 发 挥 作 用 , 各 种 通 信 方 式 和 技 术 只 有 互 相 协 同 、 配 合 和 支 撑 才 能 构 成 一 个 完 整 的 通 信 过 程 。 当 代 信 息 通 信 系 统 还 有 一 个 特 点 是 与 计 算 机 相 互 交 融 、 相 伴 相 随

18、 、 密 不 可 分 。 自 20 世 纪 以 来 , 计 算 机 与 集 成 电 子 技 术 得 到 了 飞 速 发 展 , 与 此 相应 , 信 息 通 信 技 术 也 呈 现 日 新 月 异 的 发 展 态 势 。 摩 尔 定 律 在 信 息 通 信 领 域 同样 显 示 出 它 的 规 律 。信息 通 信 既 是 一 个 巨 大 的 概 念 , 又 是 一 个 巨 大 的 系 统 , 同 时 还 是 发 展 迅 速 、 变 幻 莫 测 的 领 域 。 我 们 不 敢 奢 望 用 一 两 本 书 的 有 限 容 量 来 展 示 它 的 全 貌 和 魅 力 。 显 然 , 在 世 纪 之

19、初 全 面 地 回 顾 、 盘 点 信 息 通 信 技 术 在 近 年 的 发 展 和 现 状 , 展 望 和 评 述 它 的 趋 势 和 变 化 , 无 疑 是 有 意 义 的 和 必 要 的 。 基 于 此 , 北 京 邮电 大 学 出 版 社 聘 请 业 界 的 著 名 专 家 、 学 者 组 成 阵 容 强 大 的 编 委 会 , 全 面 、 深 入 、 系 统 地 分 析 并 探 讨 当 今 信 息 通 信 最 新 技 术 的 发 展 和 未 来 发 展 的 走 向 , 条 分 缕析 , 精 挑 细 选 , 决 定 策 划 出 版 一 套 反 映 信 息 通 信 技 术 最 新 发

20、展 及 其 热 点 的 图 书 , 并 向 信 息 通 信 领 域 的 知 名 专 家 组 稿 。 在 经 过 周 密 而 细 致 地 论 证 、 研 讨 , 并 得 到 方 方 面 面 的 热 情 支 持 和 鼎 立 相 助 之 后 , 初 步 形 成 了 现 在 由 4 5 个 专 辑 组 成 的 “新 一 代 信 息 通 信 技 术 书 系” 。由 于 覆 盖 面 宽 、 内 容 庞 大 , 该 书 系 按 技 术 基 础 和 应 用 相 近 的 原 则 划 分 为 不 2 同 的 专 辑 , 基 本 涵 盖 了 当 今 信 息 通 信 技 术 发 展 的 大 部 分 前 沿 领 域 。

21、 每 一 专 辑只 介 绍 信 息 通 信 领 域 中 的 一 种 技 术 门 类 , 包 括 原 理 综 述 , 技 术 进 展 的 评 介 和 作 者 自 己 的 工 作 成 果 。 由 于 该 书 系 的 作 者 都 是 信 息 通 信 领 域 的 知 名 学 者 和 领 军 人 物 , 他 们 撰 写 的 内 容 无 疑 具 有 权 威 性 和 前 瞻 性 , 相 信 会 得 到 广 大 读 者 的 欢 迎 , 并 产 生 积 极 意 义 和 影 响 。在 写 作 方 式 和 篇 幅 上 , 书 系 不 追 求 系 统 、 严 格 和 完 善 的 理 论 分 析 , 不 追 求 大 而

22、 无 当 的 鸿 篇 巨 制 , 而 坚 持 立 足 于 对 相 关 技 术 的 原 理 阐 述 、 应 用 开 发 、 趋 势 评 介 和 引 导 等 原 则 , 尽 可 能 做 到 深 入 浅 出 、 规 模 适 当 , 因 此 特 别 适 合 大 多 数 信 息 通 信 和 相 关 领 域 工 程 师 及 高 等 院 校 的 教 师 学 生 以 及 从 业 人 员 阅 读 和 参 考 。 本 书 系 从 一 开 始 就 得 到 许 多 领 导 和 专 家 学 者 的 热 情 支 持 和 帮 助 , 在 此 一并 表 示 深 切 的 感 谢 !信 息 通 信 技 术 的 发 展 变 化 极

23、 快 , 本 书 系 虽 尽 可 能 顾 及 方 方 面 面 , 但 仍 有 一 些 内 容 没 能 被 纳 入 , 我 们 会 不 断 地 充 实 , 在 今 后 的 一 段 时 间 内 努 力 完 善 这 一 书 系 。 另 外 , 书 系 中 的 每 一 本 书 也 会 受 种 种 条 件 的 限 制 , 在 内 容 和 行 文 中 可 能 存 在 欠 缺 , 对 技 术 发 展 的 评 价 也 会 因 人 而 异 , 我 们 也 并 不 追 求 一 致 。 本 书 系 虽 经 编 委 会 、 所 有 作 者 和 编 辑 出 版 者 的 努 力 , 但 疏 漏 和 错 误 在 所 难 免

24、 , 我 们 恳 请 读 者 的 批 评 和 建 议 , 希 望 能 把 这 一 有 意 义 的 工 作 做 得 更 好 !于 2005 年 新 春.1 无 线 广 域 网 522 .1 .1 3GPP : 从 GSM 到 WCDMA 522 .1 .2 3GPP2 : 从 IS-95 到 cdma2000 632 .1 .3 4G 的 研 究 进 展 68.2 无 线 城 域 网 722 .2 .1 IE EE 802 .16/ WiMAX 722 .2 .2 IE EE 802 .20/ MBWA 76.3 无 线 局 域 网 792 .3 .1 IE EE 802 .11 802 .3

25、.2 EST I Hiper LAN 872 .3 .3 Wireless AT M 902 .3 .4 WLAN 与 3G 的 互 联 91 目 录上 篇 移 动 无 线 互 联 网 的 架 构第 1 章 无 线 通 信 与 Int ernet 的 发 展1 .1 无 线 通 信 技 术 的 发 展 51 .1 .1 蜂 窝 无 线 通 信 系 统 51 .1 .2 其 他 无 线 通 信 系 统 181 .1 .3 蜂 窝 通 信 系 统 的 容 量 371 .2 移 动 互 联 网 的 架 构 421 .2 .1 互 联 网 的 发 展 431 .2 .2 移 动 互 联 网 的 发 展

26、 趋 势 451 .2 .3 移 动 互 联 网 的 参 考 模 型 461 .2 .4 移 动 互 联 网 的 展 望 49第 2 章 无 线 接 入 网 的 发 展222宽 带 移 动 互 联 网目 录2 .42无 线 个 域 网.4 .1 蓝 牙2 .4 .2 IE EE 802 .152 .5 Ad Hoc 网 络2 .5 .1 MAN E T2 .5 .2 与 蜂 窝 网 络 的 结2 .5 .3 无 线 网 状 网 ( 82 .6 无 线 传 感 器 网 络2 .6 .1 无 线 传 感 器 网 络2 .6 .2 传 感 器 网 络 的 应2 .6 .3 传 感 器 网 络 的 设

27、2 .6 .4 传 感 器 网 络 研 究9393959697合 9902 .11s) 103104的 概 念 和 体 系 结 构 105用 106计 考 虑 107中 的 热 点 问 题 1102 .6 .5 IE EE 802 .15 .4 1142 .7 无 线 网 络 发 展 的 预 测 1162 .7 .1 分 层 小 区 与 自 组 织 小 区 1162 .7 .2 网 络 社 区 1172 .7 .3 网 络 信 息 论 的 若 干 结 论 117第 3 章 无 线 核 心 网 的 发 展3 .1 无 线 核 心 网 : 从 电 路 交 换 到 分 组 交 换 1203 .1 .

28、1 3GPP 的 核 心 网 演 进 1203 .1 .2 3GPP2 的 核 心 网 演 进 1213 .2 下 一 代 无 线 核 心 网 络 : NGN 1233 .2 .1 NGN 与 软 交 换 1243 .2 .2 基 于 I MS 的 网 络 融 合 方 案 1313 .2 .3 IPv6 的 发 展 及 其 在 移 动 通 信 网 中 的 应 用 1353 .2 .4 固 定 网 络 与 移 动 网 络 的 融 合 趋 势 全 I P 1423 .3 信 令 网 1473 .3 .1 SS7 简 介 1473 .3 .2 SS7 与 IP 网 络 的 互 通 1483 .4 网

29、 格 计 算 与 对 等 网 络 1513 .4 .1 网 络 计 算 趋 势 : 网 格 化 趋 势 1523 .4 .2 P2 P 对 等 网 络 技 术 1543 .4 .3 P2 P 技 术 研 究 现 状 159 宽 带 移 动 互 联 网目 录169169171172173173174178下 篇 宽 带 移 动 互 联 网 的 关第 4 章 移 动 性 管 理4 .1 移 动 性 分 类4 .1 .1 终 端 移 动 性4 .1 .2 个 人 移 动 性 与 会 话 移 动 性4 .1 .3 下 一 代 网 络 中 对 移 动 性 的 支 持 和 研 究4 .2 位 置 管 理4

30、 .2 .1 位 置 区 的 规 划4 .2 .2 3G 中 的 位 置 管 理4 .2 .3 移 动 性 建 模 与 预 测4 .3 网 络 层 移 动 性 管 理 1804 .3 .1 IP 网 络 与 蜂 窝 网 络 中 移 动 性 管 理 的 不 同 1804 .3 .2 宏 观 移 动 性 管 理 1834 .3 .3 微 观 移 动 性 管 理 1874 .3 .4 二 层 触 发 器 1924 .3 .5 网 络 移 动 性 1934 .4 切 换 1964 .4 .1 切 换 的 分 类 1964 .4 .2 切 换 算 法 的 评 估 2004 .5 无 线 定 位 技 术

31、2034 .5 .1 定 位 技 术 及 其 分 类 2044 .5 .2 定 位 服 务 系 统 2084 .5 .3 GPS 蜂 窝 网 混 合 定 位 210第 5 章 无 线 资 源 管 理5 .1 无 线 资 源 管 理 的 含 义 2125 .1 .1 无 线 资 源 管 理 的 研 究 内 容 2125 .1 .2 移 动 互 联 网 中 的 无 线 资 源 管 理 2155 .1 .3 无 线 业 务 的 自 相 似 模 型 2185 .1 .4 无 线 资 源 管 理 中 的 博 弈 论 2205 .2 接 纳 控 制 与 负 载 控 制 2225 .2 .1 准 入 控 制

32、 的 分 类 223 宽 带 移 动 互 联 网目 录55.2 .2 CDMA 系 统 的.2 .3 WCDMA 系 统5 .2 .4 负 载 控 制5 .3 队 列 管 理 与 分 组 调 度5 .3 .1 队 列 管 理5 .3 .2 分 组 调 度5 .4 信 道 分 配5 .5 功 率 控 制 与 速 率 控 制5 .5 .1 功 率 控 制 分 类5 .5 .2 CDMA 系 统 话5 .5 .3 CDMA 数 据 业5 .6 WCDMA 与 cdma准 入 控 制 224的 准 入 控 制 225228229229229235236236音 业 务 的 功 率 控 制 237务 的

33、 BAC 和 RC 2382000 系 统 中 的 无 线 资 源 管 理 241第 6 章 无 线 服 务 质 量6 .1 QoS 概 念 及 体 系 2456 .1 .1 QoS 概 念 2456 .1 .2 IP QoS 基 本 模 型 与 实 现 方 式 2486 .1 .3 In tServ 与 RSVP 2526 .1 .4 DiffServ 与 MPLS 2546 .1 .5 In tServ 与 DiffServ 的 联 合 2586 .1 .6 QoS 控 制 和 管 理 框 架 2596 .2 移 动 互 联 网 中 的 QoS 支 持 2656 .2 .1 无 线 传 输

34、 过 程 中 的 服 务 质 量 控 制 2666 .2 .2 移 动 过 程 中 的 服 务 质 量 保 证 2686 .2 .3 移 动 网 络 中 基 于 In tServ/ DiffServ 的 QoS 协 议 2696 .2 .4 电 信 级 I P QoS 2706 .2 .5 UM TS 中 的 QoS 结 构 2726 .3 跨 层 设 计 274第 7 章 无 线 网 络 规 划 与 优 化7 .1 频 率 规 划 与 小 区 规 划 2797 .2 网 络 规 划 与 仿 真 2807 .3 网 络 优 化 方 法 和 网 络 容 量 提 升 办 法 284 宽 带 移 动

35、 互 联 网286目 录290294295297299301306第 8 章 无 线 应 用 与 网 络 安 全 协 议8 .1 WAP 与 i-Mode8 .2 移 动 商 务8 .3 无 线 网 络 中 的 信 息 安 全8 .3 .1 无 线 局 域 网 中 的 安 全 协 议8 .3 .2 网 络 层 与 传 输 层 的 安 全 协 议8 .4 P2 P 相 关 的 信 息 安 全英 文 缩 写 索 引参 考 文 献 上篇移 动无 线互联 网 的 架 构 3 1 第无 线 通 信 与 Internet 的 发 展 章过 去 的 20 年 , 人 们 见 证 了 Internet 与 移

36、 动 通 信 的 飞 速 发 展 , 计 算 机 和 互 联 网 技 术 的 发 展 让 地 球 村 不 再 是 幻 想 , 而 无 线 移 动 通 信 的 普 及 与 应 用 则 让 人 们 对 个 人 通 信 更 加 期 待 。 2002 年 , 在 世 界 范 围 内 发 生 了 两 个 “超 过” : 一 是 全 球 移 动 通 信 用 户 数 超 过 固 定 通 信 用 户 数 ; 二 是 全 世 界 网 上 传 送 的 数 据 业 务 量 超 过 话 音 业 务 量 。 这 两 个 “超 过” 反 映 了 随 着 时 代 与 技 术 的 进 步 , 人 类 对 移 动 性 和 信

37、息 的 需 求 急 剧 上 升 的 趋 势 。从 通 信 与 网 络 技 术 发 展 的 趋 势 上 看 , 个 人 化 、 宽 带 化 、 综 合 化 的 个 人 通 信 系 统 ( PCS , Personal Communication Sys tem ) 或 通 用 个 人 通 信 ( UP T , U niversal Personal Telecommuni- cation) 是 下 一 代 网 络 与 通 信 的 发 展 目 标 。 目 前 , 互 联 网 实 现 了 位 于 不 同 地 理 位 置 之 间 的 分 布 式 通 信 , 而 无 线 移 动 通 信 正 在 努 力

38、实 现 全 球 漫 游 功 能 。 可 见 , 互 联 网 和 无 线 移 动 通 信 代 表 了 通 信 发 展 的 方 向 , 这 两 种 技 术 结 合 的 产 物 , 即 无 线 互 联 网 或 移 动 互 联 网 , 将 引 起 人 们 工 作 与 生 活 模 式 的 变 革 , 并 可 能 从 根 本 上 改 变 通 信 与 计 算 的 面 貌 。无 线 网 络 与 移 动 网 络 其 实 并 不 是 指 同 一 个 意 思 , 例 如 , 移 动 网 络 的 用 户 完 全 可 以 不 使 用 无 线 接 口 接 入 网 络 , 同 样 地 , 无 线 网 络 的 用 户 也 未

39、 必 需 要 移 动 性 的 支 持 。 事 实 上 , 无 线 网 络 主 要 侧 重 于 通 过 无 线 接 口 向 用 户 ( 移 动 或 者 静 止 ) 提 供 带 宽 分 配 和 差 错 控 制 的 支 持 等 功 能 , 而 移 动 网 络 则 着 重 于 向 移 动 用 户 提 供 路 由 与 位 置 管 理 等 功 能 ; 而 两 者 的 结 合 , 即 为 本 书 将 要 介 绍 的 移 动 无 线 互 联 网 技 术 。对 无 线 通 信 构 成 挑 战 的 关 键 问 题 是 无 线 传 输 媒 介 的 特 性 和 用 户 的 移 动 性 。 以 下 给 出 了 无 线

40、网 络 与 有 线 网 络 的 主 要 区 别 :有 线 和 无 线 网 络 中 都 存 在 信 道 噪 声 造 成 的 误 码 , 但 高 误 码 率 是 无 线 网 络 必 须 解 决 的 关 键 问 题 ; 此 外 , 由 于 传 输 媒 介 的 动 态 性 和 用 户 的 移 动 性 , 无 线 信 道 的 误 码 与 延 迟 特 性 将 出 现 比 较 大 的 抖 动 。有 线 与 无 线 网 络 中 均 存 在 广 播 , 即 多 个 接 收 站 同 时 使 用 相 同 的 通 信 媒 介 , 但 在 无 线 环 境 下 , 对 媒 介 的 接 入 控 制 ( MAC , Medi

41、um Access Control ) 的 协 调 问 题 及 安 全 问 题 将 更 为 复 杂 。有 线 与 无 线 网 络 中 均 使 用 到 路 由 功 能 , 但 是 无 线 链 路 是 一 个 相 对 的 概 念 , 传 输 媒 介 的 动 态 变 化 和 用 户 的 移 动 性 可 能 会 引 起 链 路 的 中 断 或 再 次 出 现 , 相 应 地 , 网 络 拓 扑 与 连 通 性 也 会 发 生 变 化 。 4 n宽 带 移 动 互 联 网第1 为 保 证 无 线 网 络 中 用 户 漫 游 时 的 服 务 不 中 断 , 移 动 性 ( Mobilit y) 问 题 引

42、 起 的 网 络章附 着 点 变 化 将 会 给 网 络 管 理 带 来 挑 战 。 虽 然 互 联 网 网 络 层 的 重 路 由 ( Re-Routing)无线 可 以 天 然 地 实 现 移 动 性 管 理 , 但 无 线 网 络 的 其 他 层 也 必 须 相 应 地 修 改 , 如 无 线 资通源 管 理 、 位 置 管 理 和 切 换 管 理 等 。信与 功 率 消 耗 在 有 线 与 无 线 网 络 中 都 很 重 要 , 但 是 依 靠 电 池 备 电 的 无 线 通 信 终 端 的 能Int 耗 管 理 问 题 将 是 无 线 网 络 必 须 解 决 的 重 要 问 题 。e

43、r 相 对 于 有 线 媒 介 而 言 , 无 线 频 谱 是 有 限 的 资 源 。 在 有 线 环 境 下 , 当 容 量 不 足 时 可 以 再et的 敷 设 有 线 纤 缆 , 而 无 线 频 谱 则 不 可 能 简 单 地 复 制 使 用 。 无 线 电 频 谱 的 使 用 是 由 各 个 国 家发展 政 府 批 准 和 管 理 的 , 并 且 各 个 国 家 频 谱 的 许 可 证 可 能 不 尽 相 同 。 通 常 , 低 于 1 GHz 的 频 段被 称 为 无 线 ( 射 频 , R adio) 频 段 , 高 于 1 GHz 的 频 段 则 被 称 为 微 波 频 段 。

44、实 际 陆 地 移 动 通 信 主 要 使 用 的 无 线 频 段 处 于 30 3 000 MHz, 原 因 是 这 个 频 段 的 电 磁 波 可 以 穿 透 建 筑 物 , 并 可 以 低 功 率 进 行 长 距 离 传 播 。 其 中 30 M Hz 以 下 的 无 线 电 波 可 以 通 过 电 离 层 反 射 进 行 长 距 离 传 输 , 而 高 于 30 MHz 的 电 磁 波 只 能 进 行 视 距 传 播 。 高 于 3 000 MHz 的 无 线 信 号 随 距 离 衰 减 严 重 , 因 而 只 能 在 限 定 的 区 域 内 传 输 。一 般 将 无 线 网 络 的

45、协 议 按 功 能 分 为 物 理 层 、 链 路 层 、 网 络 层 、 传 输 层 和 应 用 层 。 物 理 层 主 要 涉 及 信 号 在 传 输 信 道 上 的 发 射 传 输 与 接 收 , 以 及 无 线 信 道 的 传 播 特 性 等 。 尽 管 消 息 在 物 理 层 通 常 以 帧 ( F rame ) 表 示 , 但 是 在 通 信 双 方 交 换 的 信 息 通 常 是 连 续 的 、 以 符 号 ( Symbol) 或 比 特 ( bit ) 为 单 位 的 信 号 流 ( Flow ) 。 链 路 层 主 要 处 理 无 线 资 源 管 理 ( 如 功 率 控 制

46、、 速 率 控 制 、 传 输 差 错 控 制 等 ) 和 网 络 资 源 管 理 ( 如 服 务 调 度 、 呼 叫 准 入 控 制 等 ) 。 网 络 层 主 要 由 包 含 切 换 管 理 、 位 置 管 理 、 流 量 管 理 和 控 制 的 协 议 组 成 。 传 输 层 和 应 用 层 ( 有 时 还 包 括 中 间 件 层 ) 的 主 要 任 务 是 实 现 在 无 线 承 载 网 络 之 上 执 行 终 端 用 户 的 应 用 程 序 , 如 广 泛 应 用 在 现 代 有 线 网 络 中 的 基 于 客 户 机 / 服 务 器 的 计 算 模 型 。关 于 移 动 互 联 网

47、 的 定 义 , 有 狭 义 和 广 义 之 分 。 狭 义 的 移 动 互 联 网 是 指 用 户 通 过 蜂 窝 移 动 电 话 、 个 人 数 字 助 理 ( PDA, Personal Digital Assistant ) 或 者 其 他 手 持 设 备 , 通 过 移 动 无 线 网 络 ( 如 GSM、 CDMA 网 络 等 ) 接 入 到 互 联 网 中 ; 而 广 义 的 移 动 互 联 网 则 是 指 用 户 通 过 以 上 类 型 的 终 端 , 通 过 各 种 无 线 网 络 ( 包 含 固 定 无 线 接 入 网 ) 接 入 到 互 联 网 中 , 例 如 通 过 宽

48、 带 无 线 接 入 网 ( BWAN , Broadband Wireless Access Network ) 、 无 线 局 域 网 ( WLAN ,Wireless Local Area Network ) 等 。移 动 互 联 网 的 发 展 可 以 从 两 条 路 线 演 进 : 第 一 条 是 传 统 的 移 动 通 信 网 络 运 营 商 , 为 了 向 其 用 户 提 供 数 据 业 务 特 别 是 Internet 接 入 服 务 , 而 向 已 有 网 络 中 增 加 新 的 网 络 单 元 , 典型 的 例 子 就 是 GSMGPR SWCDMA 演 进 路 线 中 无

49、 线 接 入 网 和 核 心 网 的 逐 步 演 进 ; 第 二 条 则 是 传 统 的 固 定 通 信 网 络 运 营 商 , 为 了 提 供 通 信 的 连 续 性 和 切 换 的 无 缝 性 , 同 时 为 了 引 入 In ternet 廉 价 、 简 单 的 思 想 , 而 逐 步 地 将 电 路 交 换 设 备 改 造 为 分 组 交 换 设 备 , 例 如 呼 叫 中 心 ( CT I , Computer T elecommunication Integration ) 、 智 能 网 ( IN , Intelligent Net- 5 宽 带 移 动 互 联 网work ) 和 下 一 代 网 络 ( NGN ,第1章无 线通 信措施 , 在 地 址 资 源、 移 动 IP、方 面 均 有 较 大 突 破 。与nI e必 要 的 支 持 : 首 先 , IP 虚 拟 网 re拟 网 运 行 ; 其 次 , 移 动 I P 和 t的发 展work) 、 移 动 虚 拟 专 用 网 ( M VPN, Mobile Virt ual Private Net Next Generation Network) 等 。随 着 Interne