第五章移動無線網絡技術專題

本章概述移動無線網絡的發展歷程、基本概念和相關技術，從網絡覆蓋范圍的角度將移動無線網絡技術分成無線個域網、無線局域網、無線城域網和無線廣域網，并分別對它們進行闡述和分析。本章內容組織如下：

5.1節概述移動無線網絡的發展歷程和技術特點；

5.2節介紹無線個域網技術；

5.3節講解無線局域網技術；

5.4節闡述無線城域網技術；

5.5節說明無線廣域網相關技術。

近20年來，移動無線通信網絡得到了飛速發展，基于移動無線通信網絡的各種應用和服務層出不窮，顯示出巨大的活力。進入21世紀以來，信息技術領域出現了兩個重大事件：一是全球移動通信用戶數超過了固定通信用戶數；二是數據業務量超過了話音業務量。這兩個“超過”反映出隨時時代與技術的進步，人們越來越依賴移動無線網絡技術。

5.1節概述移動無線網絡的發展歷程和技術特點

中國工業和信息化部24日發布了最新的中國移動電話網絡用戶數據，截至到2012年11月底，中國移動電話用戶數達到11.04億，其中3G用戶2.2億。數據顯示中國電話用戶凈增783.3萬，總數達13.8億——其中，固話用戶2.79億，移動電話用戶達到11.04億。3G用戶在移動用戶中的滲透率由去年末的13%提高到今年11月末的20%。移動互聯網用戶凈增1.11億，達到7.5億。（財經專線消息）5.1.1發展歷程移動無線網絡技術的發展主要經過了以下幾個階段：

（1）20世紀40年代以前——早期發展階段。

標志性事件：1897年，馬可尼，第一次無線電傳輸。

1915年，紐約與舊金山無線音頻傳輸采用AM（AmplitudeModulation

）或FM（FrequencyModulation

）調制方式

（2）20世紀40年代到60年代——公用移動通信網問世。人工接續的公用移動通信網

（3）20世紀60年代到70年代初期——移動通信系統的改進與完善。

自動接續到公用電話網的移動通信網，系統容量改善，典型代表美國的改進移動電話業務IMTS(ImprovedMobileTelephoneService).

（4）20世紀70年代中期到80年代中期——移動通信蓬勃發展階段（模擬蜂窩系統，1G）傳輸模擬語音信號，采用頻分多址方式(FDMA)，典型代表：美國AMPS，英國TACS,北歐NMT

(5）20世紀80年代中期到90年代中期——移動通信的成熟階段（數字蜂窩系統，2G）。采用數字調制、編碼、時分多址TDMA或碼分多址CDMA技術。（6）21世紀初至今——移動通信飛速發展階段（3G、B3G/4G）。

三大公認的技術標準：CDMA2000，WCDMA，和TD-SCDMA;3G的特點：移動無線通信技術的發展有兩條主線：第一條主線是蜂窩通信技術從1G—4G

第二條主線涵蓋了WLAN，WPAN，Bluetooth，WiMAX,RFID等技術發展。5.1.2技術特點

與固定有線網絡相比，移動無線網絡主要具有如下技術特點：（1）電波傳播環境復雜、誤碼率高，通信易受干擾，存在衰落、遮蔽和多徑傳輸效應；（2）節點的移動和不穩定的鏈路都會造成網絡拓撲的動態變化，網絡的路由和移動管理變得較為復雜；（3）無線網絡中的廣播是多跳廣播，存在隱終端和暴露終端問題，增加了信道接入控制的復雜性；（4）無線頻譜資源受管制，資源稀缺且價格昂貴，歐洲3G運營頻段曾拍出過3000億歐元的天價；（5）對移動設備的要求高，如低功耗、便攜靈活、低成本（復雜度）、低輻射和高性能；（6）系統構建復雜，涉及移動設備、無線接入網、無線核心網和服務提供商網絡。一般將無線網絡的協議分為物理層、鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層。無線網絡與移動網絡的含義并不完全相同。無線網絡未必需要移動性支持，同時移動網絡用戶也可以使用有線手段接入網絡。無線網絡側重于通過無線接口和無線傳輸技術向用戶提供網絡服務；而移動網絡則強調向移動用戶提供網絡服務，需要解決移動中的路由和位置管理等問題。移動網絡通常采用無線通信技術，因此這里不嚴格區分移動網絡和無線網絡技術，統稱為移動無線網絡技術。當今時代，手機、PC、汽車、電視、電冰箱等設備逐漸成為人們工作和日常學習中不可缺少的消費產品。人們在享受這些產品帶來的方便的過程中，也逐漸感覺單一產品的功能局限性，希望可以有一種短距離、成本低、小功耗的無線通信方式，實現不通設備的互聯，提供小范圍內的設備的自組網機制，并且通過一定的安全接口完成自組小網與廣域大網的互聯。無線個域網（WPAN:WirelessPersonalAreaNetwork）誕生。

5.2無線個域網

無線個域網（WPAN）是為了支持活動半徑小、業務類型多樣、無線無縫的連接而提出的面向特定用戶群體的新興無線通信網絡技術，它能夠將個人攜帶的各種電子信息設備以及周邊相關通信設備進行短距離自組織互連而組成的小范圍無線網絡，對于人們的工作、學習、生活和娛樂都大有裨益。與無線局域網相比，無線個域網不需要使用接入點（AP），覆蓋范圍一般在10m以內。無線個域網的標準化工作由IEEE802.15工作組負責制定，下轄7個任務組（TG），負責不同應用領域的具體技術標準的制定，如藍牙的技術標準802.15.1、ZigBee的技術標準802.15.4和超寬帶UWB的技術標準802.15.3。5.2.1紅外技術（IrDA）

紅外技術是一種利用紅外線進行點對點通信的技術，是第一個實現的無線個人局域網技術。紅外線數據標準協會IrDA由HP、Compaq、Intel等20多家公司組成，成立于1993年，致力于建立無線傳播連接的世界標準。

1994年第一個紅外數據通信標準IrDA1.0發布，簡稱SIR（SerialInfraRed）。它是一種異步的、半雙工的紅外通信方式，在lm范圍內最高數據速率只有115.2kbps。1996年，發布了IrDA1.1標準，即FIR（FastInfraRed），最高數據傳輸速率可達到4Mbps。繼FIR之后，IrDA又發布了速率高達16Mbps的VFIR（VeryFastInfraRed），接收角度也由傳統的30度擴展到120度，并將其補充納入到IrDA1.1標準中。當前，IrDA技術的軟件和硬件技術都已經比較成熟，現行的PDA及許多手機、筆記本電腦、打印機等產品都支持IrDA。IrDA的不足通信距離短（2~3m）并且是一種視距傳輸技術功能單一，可擴展性差。沒有提供很好的安全措施，紅外線LED不是十分耐用研究方向是如何解決視距傳輸問題及提高數據傳輸率。5.2.2藍牙技術（Bluetooth）1994年Ericsson發起multi-communicatorlink的研究1998成立了特別興趣小組（SIG）并更名bluetooth；創始成員：Ericsson、IBM(Lenovo)、Intel、Nokia、Toshiba；目標：將計算、通信設備以及附加設備通過短程、低耗、低成本的無線電波連接起來發展：Lucent、3Com、Microsoft和Motorola加入SIG；現SIG成員超過14000個，大多來自計算機、通信、網絡和電子消費領域；1999Bluetooth1.0發布，最高傳輸速為721kbps，實際測試約為24KB/S(192Kbps)左右；藍牙WPAN工作組藍牙是無線個人局域網的先驅。在初始階段，IEEE并沒有制定藍牙相關的標準，經過一段快速發展時期后，藍牙很快就有了產品兼容性的問題。2001年，IEEE決定制定行業標準來開發能夠相互兼容的藍牙芯片、網絡和產品；2001年推出bluetooth1.1版本，修正了1.0版本的BUG，以及非加密高速信道的支持，市場巨大成功；2003年，bluetooth1.2列入IEEE802.15.1a，改進了加密性能和底層跳頻技術，抗干擾性和傳輸穩定性能進一步增強；市場情況不太理想受WiFi（802.11b）的沖擊，WiFi產品的價格大幅度下降在某些應用方面抑制了藍牙的優勢。為了覆蓋更多的應用和提供QoS，使其偏離了原來設計簡單的目標，復雜使藍牙變得昂貴，不再適合要求低功率、低成本的簡單應用。2004年推出bluetooth2.0+EDR版本，發布了簡化確認應答的機制的非跳躍窄頻通道EDR傳輸率提升至2-3Mbps，(實際測試速度為72KB/s=576Kbps);2007年推出bluetooth2.1+EDR版本，簡易安全配對、暫停與繼續加密、Sniff省電;2009年推出bluetooth3.0+HS版本，集成802.11PAL最高速度可達24Mbps。是2.0速度的8倍。引入了增強電源控制，實際空閑功耗明顯降低;2010年7月推出bluetooth4.0（智能藍牙）實現了傳統藍牙技術、高速藍牙和新的藍牙低功耗技術的融合，傳輸范圍可達100米，最短延遲(3毫秒啟動)。低能耗標準無線通信使藍牙設備的潛在使用空間大大的增加?？稍谛穆时O視器，血糖儀，智能手表，窗和防盜門傳感器，汽車鑰匙鏈和血壓測量手環等設備上使用。2011年12月世界上第一款支持藍牙4.0的手機IPhone4s發布。目前，全球大約80%以上的手機都使用了藍牙技術，其中將近100%的智能手機都已經使用了藍牙技術。2000年5月發布了藍牙應用新圖標：它取自HaraldBluetooth名字中的[H]和[B]兩個藍牙標志的來歷字母，用古北歐字母來表示，將這兩者結合起來，就成為了藍牙的logo。Ericsson借用了統一了丹麥（958）和挪威（970）的丹麥的國王（A.D.940~986）HaraldGormsen的昵稱blatand→“Bluetooth”具有如下的技術特點：全球范圍適用支持語音和數據的多業務傳輸支持點到點和點到多點的連接，可以建立臨時性的對等連接PicoNet

ScatterNet抗干擾能力強低功耗、低輻射、低成本和小體積。支持10m～100m的無線覆蓋范圍：開放的接口標準：安全性：采用鑒權和加密等措施保證設備識別碼在全球的唯一性以及通信過程中設備藍牙的協議棧圖5.1bluetooth的應用可替代所有需要傳輸數據的家電的有線連接：使一組個人設備協同工作；充當進入Internet的橋梁構建居家網絡運動中組網5.2.3

家庭射頻技術（HomeRF）

HomeRF（家庭射頻）規范是由產業標準團體HomeRF工作組（HRFWG）提出的，它使用SWAP（SharedWireless

AccessProtocol）協議，使數據和語音在2.4GHz頻帶上傳輸，傳輸半徑為50m左右。

HomeRF的主要目標是支持家庭網絡環境的應用，采用的技術是將IEEE802.11中的FHSS（Frequency-HoppingSpreadSpectrum）WLAN與DECT（DigitalEnhancedCordlessTelecommunications數字增強無繩通信）結合，目前在產品應用上主要采用跳頻擴頻技術。HomeRF與Bluetooth的區別HomeRF工作組的主要目標是希望制定一個能夠同時提供數據與語音傳輸，使家庭網絡能夠與各項多媒體設備相結合的規范。最早的HomeRF1.0標準的傳輸速度為2Mbps，而2001年2月新發布的HomeRF2.0的傳輸速率達到10Mbps，工作頻段為2.4GHz，此外還可以支持漫游。HomeRF是面向打印機、膝上電腦及一些消費用電子設備的聯網標準。Bluetooth技術標準與HomeRF均采用了２.4GHZ的無線調頻擴頻技術，且傳輸速率目前均為１～２Ｍｂｉｔ／ｓ兩者的主要區別：5.2.4

ZigBee技術ZigBee技術是一種新興的短距離、低速率、低功耗、低復雜度、低成本、大容量的無線通信技術，是當前面向無線傳感器網絡的技術標準。

ZigBee一詞源于蜂群使用的賴以生存的通信方式——蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈來通知新發現的食物源的位置信息。ZigBee技術的主要技術特點：低速率低功耗低成本低時延網絡容量高數據傳輸可靠高安全性近距離工作頻段靈活ZigBee的應用范圍很廣，包括建筑自動化（如安全、HVAC、照明控制、門禁控制）、消費電子產品（如遙控器）、計算機和外設（如鼠標、鍵盤等）、工業控制（如資產管理、過程控制、能量管理）、醫療（如患者監護）。5.2.5超寬帶技術（UWB）

超寬帶技術起源于20世紀50年代末。主要作為軍事技術在雷達探測和定位等應用領域中使用。隨著無線通信的飛速發展，人們對高速無線通信提出了更高的要求，超寬帶技術又被重新提出。

2002年，美國聯邦通信委員會（FFC）批準UWB在3.1～10.6GHz的頻率范圍、以受限的發射功率進行商業應用。超寬帶技術是指信號帶寬大于500MHz或者是信號帶寬與中心頻率之比大于0.2的無線通信方式。在10m的范圍內，脈沖所占用的帶寬高達幾GHz，數據傳輸速率可以達到1Gbit/s，設備發射功率卻很小。超寬帶無線通信技術以其傳輸速率高、抗干擾性能強、低功耗、隱蔽性好、定位精度高等突出優點，在無線通信領域得到廣泛的應用。它存在的主要問題是由于系統占用的帶寬很高，可能會干擾現有其他無線通信系統。5.2.6射頻識別技術（RFID）

RFID技術是從20世紀80年代走向成熟的一項自動識別技術，它利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現無接觸信息傳遞，并通過傳遞的信息達到識別目的的技術。RFID由標簽、閱讀器和天線三個基本要素組成。電子標簽與閱讀器配合完成對被識別對象的信息采集功能，信息處理系統則根據需求承擔相應的信息控制和處理工作。與傳統的識別方式相比，RFID技術無需直接接觸、無需光學可視、無需人工干預即可完成信息輸入和處理，并且操作快捷方便，具有防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、標簽上數據存儲量大、可以加密和更改等優點，可廣泛應用于物流業、交通運輸、醫藥、食品等多個領域，是物聯網的關鍵技術手段之一。5.3無線局域網

20世紀90年代以來，隨著個人數據通信的發展以及功能強大的便攜式移動終端的廣泛應用，為了滿足隨時隨地進行通信的需求，無線局域網（WirelessLAN）技術被提出并得到了迅猛發展。無線局域網起源于二戰期間美國陸軍開發的無線電傳輸技術，后來將其應用于校園網，最早的無線局域網是1971年由夏威夷大學利用分組無線網技術搭建的ALOHA網絡。目前，無線局域網的技術標準主要有IEEE802.11系列、HiPERLAN和WATM，其中最流行的是IEEE802.11系列標準。5.3.1IEEE802.11系列

5.3.1.1概述

IEEE802標準化委員會于1990年成立了802.11

WLAN標準工作組，目標是創建WLAN標準，主要用于解決辦公室局域網和校園網中用戶終端的無線接入，業務主要限于數據存取。IEEE802.11,IEEEE802.11b,IEEE802.11a和IEEE802.11g表5-1給出了IEEE802.11各種標準的分布和進展情況IEEE802.11標準的協議定義包括了介質控制訪問層（MAC）和物理層（PHY）。MAC層分為MAC子層和管理層。MAC子層主要負責訪問機制的實現和分組的拆分與重組。MAC管理層主要負責ESS漫游管理、電源管理，還有登記過程中的關聯、消去關聯以及要求重新關聯等過程的管理。物理層分為三個子層即PLCP（物理層會聚協議）：主要進行載波偵聽的分析和針對不同的物理層形成相應格式的分組；PMD協議（物理介質相關協議）：用于識別相關介質傳輸信號所使用的調制和編碼技術；管理子層：為不同的物理層進行信道選擇和調諧。一個完整的IEEE802.11標準協議還定義了站管理層。任務是協調物理層和ＭＡＣ層之間的交互作用。IEEE802.11標準協議棧結構LLCMACPLCPPWDMAC管理器PHY管理器站管理層5.3.1.2物理層規范

物理層定義了數據傳輸的信號特征和傳輸方式。傳輸方式涉及無線局域網采用的傳輸媒體、選擇的頻段及使用的調制方式。IEEE802.11的WLAN的物理層分為兩類：一類是IEEE802.11的基本型WLAN物理層協議；另一類是高速擴展型協議，目前主要有802.11a/b/g。

1.基本型的IEEE802.11協議對于基本型的IEEE802.11WLAN的物理層協議，依據調制方式不同，可分為擴展頻譜方式與窄帶調制方式，即跳頻擴展頻譜（FHSS）方式、直接序列擴展頻譜（DSSS）方式和紅外（Infrared）方式。

a.2.4GHz跳頻擴頻FHSS。速率1Mbps時用2電平GFSK調制，速率2Mps時用4電平GFSK調制，頻道間隔1MHz，共79個信道。

b.2.4GHz直接序列擴頻DSSS。速率1Mbps時用DBPSK調制，2Mbps時用DQPSK調制并用11位的巴克碼作PN序列。

2.高速擴展型的IEEE802.11b協議對于IEEE802.11b而言，除了在IEEE802.11中規定的1Mbps和2Mbps速率之外，還提供5.5Mbps和11Mbps的數據速率。為了提供高的數據速率，調制方式采用CCK或PBCC方式。在CCK方式下，碼片速率為11Mc/s，這與在802.11協議中規定的DSSS系統相同，因此占用相同的信道帶寬。3.5GHz頻段高速物理層擴展的IEEE802.11a協議

5GHz頻段WLAN系統主要是使用5.15~5.25、5.25~5.35、5.725~5.825GHz（U-NII）頻段的正交復用（OFDM）系統，它可以提供速率為6、9、12、18、24、36、48和54Mbps的數據通信能力。其中，必須支持6、12、24Mbps的數據速率。系統采用經BPSK和QPSK、16-QAM和64-QAM調制后的52個子載波。系統還采用了編碼速率為1/2、2/3、3/4的卷積編碼來實現來實現前向糾錯。5.3.1.3MAC協議

IEEE802.11和802.3的MAC協議非常相似，都是在一個共享媒體上支持多個用戶共享資源，由發送者在發送數據前先檢測網絡的可用性。同時，802.11MAC還提供了一些比有線局域網更有意義的局域網服務。

在MAC層，802.11、802.11b、802.11g和802.11a這四種標準均采用載波偵聽多址接入/碰撞回避（CSMA/CA）策略。

802.11MAC子層的主要有兩大功能：為MAC子層用戶提供可靠的數據傳輸；對共享媒介接入的公平控制。該功能主要通過兩種接入機制來實現：

基本接入機制，即分布式協調功能（DCF）；

集中控制接入機制，即集中協調功能（PCF），如圖5.3所示。圖5.3802.11的MAC子層基本結構ＤＣＦ是ieee802.11最基本的媒體訪問方法，作用于基本服務群和基本網絡結構中，可在所有站實現。ＤＣＦ向上提供信道爭用服務。有兩種工作方式：基本ＣＳＭＡ／ＣＡＲＴＳ／ＣＴＳ握手機制ＣＳＭＡ／ＣＡ與ＣＳＭＡ／ＣＤ的區別。

IEEE802.11采用RTS/CTS握手機制，同時引入ACK確認機制來確保傳輸的正確性，以解決“隱藏終端”問題。隱藏終端是指位于站A和站A傳輸范圍之外的站C同時將信號發送至站B而引起信號的碰撞，也就是說站A和站C互為對方的隱藏終端，如圖5.4所示。圖5.4

隱藏終端問題RTS/CTS握手機制解決了“隱藏終端”問題，但卻無法解決“暴露終端”問題。

暴露終端是指站B向站A發送數據的同時，位于站B傳輸范圍之內的站C無法向站D發送數據，如圖5.5所示。圖中，當站B向站A傳輸數據時，如果同時站C收到來自站D的RTS，根據RTS/CTS協議，C偵聽到B正在發送數據，它不能發回CTS。實際上，建立D到C的通信并不會影響B到A的通信。圖5.5暴露終端問題在單信道條件下使用控制分組的方法只能解決隱發送終端，無法解決隱藏接收終端和暴露終端問題。為此，必須采用雙信道的方法。即利用數據信道收發數據，利用控制信道收發控制信號。5.3.1.4高速無線局域網技術

為了滿足人們對傳輸速率日益增長的要求，在相繼推出了802.11b、802.11a以及802.11g標準以后，2003年IEEE提出了下一代高速無線局域網標準——802.11n。此后，很多廠家參與到標準的制定中，并逐漸形成了全球頻譜效率聯盟（WWiSE）和TGnSync兩大陣營。事實上，兩者的標準提案差別不大，均采用了天線陣列、OFDM-MIMO和簡化的MAC協議。2005年10月兩大陣營基于共同的利益達成和解，在Intel發起下組建了增強無線聯盟（EWC）。

在EWC提出的物理（PHY）層和媒體訪問控制（MAC）層的草案中，802.11n的技術優勢已初見端倪：采用混合工作模式，可以與采用802.11a/b/g標準的網絡協同工作，在保持與現有設備通信的同時提供增強的性能；高達600Mbps的物理層傳輸速率，支持需要高數據傳輸速率的應用，并且通過將發送和接收數據流的時間最小化來減少電池的消耗；利用幀集合結構增強MAC的效率，使實際的吞吐量更接近最初的物理層傳輸速率，為終端用戶提供最低100Mb/s的應用級帶寬；

使用2.4GHz和/或5GHz無需許可的頻段，與目前的802.11設備的頻率規劃相匹配；

使用1-4個天線同時傳輸的多工模式，增強無線連接的魯棒性以支持高數據速率；

通過多天線和先進的編碼來增加覆蓋范圍，在更廣闊的區域中提供統一的傳輸速度。5.3.2HiperLAN

為了滿足未來的Internet訪問和寬帶多媒體數據業務的需求，一些標準化組織開發了新一代WLAN技術標準。除了上述的IEEE802.11n外，歐洲ETSI提出的HiperLAN不失為一種可行的技術。HiperLAN工作在5GHz的頻段上，而傳統的無線局域網技術大多使用2.4GHz頻段。早期的HiperLAN（即HiperLAN1）采用GMSK調制，最高可以提供20Mb/s的傳輸速率。但是，由于當時802.11b在技術上相當成熟，HiperLAN1與之相比優勢并不突出，直到HiperLAN2的出現。它采用OFDM作為物理層，因而可以有效對抗多徑干擾，提高數據速率。另外由于采用和802.11a相同的物理層，因此它們可以共享一些相同的組件，從而降低系統成本。5.3.3無線ATM（WATM）

無線ATM是ATM與無線通信技術的融合，無線ATM不僅可以有效地支持寬帶多媒體業務，而且還能與有線ATM實現無縫連接。與標準ATM協議分層結構不同的是．無線ATM增加了無線接入層（WAL），以便在無線網絡中實現ATM技術，支持對各種業務的QoS控制。無線ATM終端和交換機所采用的信令和協議均在標推ATM的基礎上增加了支持移動性的功能，其中無線ATM終端通過具有天線尋址功能的WAL接入網絡，無線ATM交換機支持移動控制和管理功能，并能完成與固定ATM交換機的互通。5.4無線城域網

無線城域網正是一種介于無線局域網和無線廣域網的寬帶無線接入技術，它的推出是為了滿足日益增長的寬帶無線接入（BWA）的市場需求。雖然多年來802.11x技術一直與其他許多專有技術一起被用于BWA、并獲得很大成功，但是WLAN的的技術特點并不能很好適用于室外的BWA應用，當其用于室外時，在帶寬和用戶數方面將受到限制，同時還存在通信距離等其他一些問題?；谏鲜銮闆r，IEEE決定制定一種新的技術標準以滿足BWA和最后一英里接入市場的需求。本節將主要介紹IEEE制定的兩種無線城域網（WMAN）標準：802.16/WiMAX和802.20/MBWA。5.4.1IEEE802.16/WiMAX

5.4.1.1概述

20世紀90年代寬帶無線接入技術發展迅速，以本地多點分配系統（LMDS）和多信道多點分配為代表的無線技術的市場定位為小型辦公室（SOHO）、中/小企業、城市商業中心等用戶。但是這一產業并沒有像人們預期的那樣進一步繁榮壯大，一個重要原因就是沒有統一的全球性寬帶無線接入標準。5.4.1.2WiMAX技術特點

當前的WiMAX標準可以分為兩大部分：物理層和媒體訪問控制（MAC）層。IEEE802.16在許可頻帶中支持如下4種物理層規范：

WirelessMAN-SC（單載波，10-66GHz）

WirelessMAN-SCa（單載波，11GHz以下）

Wireless-OFDM（正交頻分多路復用，11GHz以下）

Wireless-OFDMA（正交頻分多址接入，11GHz以下）5.4.1.3WiMAX技術應用場景

WiMAX論壇給出了WiMAX技術的5種應用場景定義，即固定、游牧、便攜、簡單移動和全移動。（1）固定應用場景：固定接入業務是802.16運營網絡中最基本的業務模型，包括用戶因特網接入、傳輸承載業務以及Wi-Fi熱點回程等。（2）游牧應用場景：游牧式業務是固定接入方式發展的下一個階段。終端可以從不同的接入點接入到一個運營商的網絡中；在每次會話連接中，用戶終端只能進行站點式的接入；在兩次不同網絡的接入中，傳輸的數據將不被保留。在游牧式及其以后的應用場景中均支持漫游，并應具備終端電源管理功能。（3）便攜應用場景：在這一場景下，用戶可以在較低移動速度下連接到網絡，除了進行小區切換外，連接不會發生中斷。便攜式業務在游牧式業務的基礎上作了改進，終端可以在不同的基站之間進行切換。當終端靜止不動時，便攜式業務的應用模型與固定式業務和游牧式業務相同。

（4）簡單移動應用場景：在這一場景下，用戶在使用寬帶無線接入業務中能夠步行，駕駛或者乘坐公共汽車等，但當終端移動速度達到60-120KM/H時，數據傳輸速度將有所下降。這是能夠在相鄰基站之間切換的第一個場景。在切換過程中，數據包的丟失將控制在一定范圍內，最差的情況下，TCP/IP會話不中斷，但應用層業務可能有一定的中斷。切換完成后，QoS將重建到初始級別。簡單移動和全移動網絡需要支持休眠模式、空閑模式和尋呼模式。移動數據業務是移動場景（包括簡單移動和全移動）的主要應用，包括目前被業界廣泛看好的移動電子郵件、流煤體、可視電話、移動游戲、移動VOIP（MVOIP）等業務，同時它們也是占用無線資源較多的業務。（5）全移動應用場景：在這一場景下，用戶可以在移動速度為120KM/H甚至更高的情況下無中斷地使用寬帶無線接入業務，當沒有網絡連接時，用戶終端模塊將處于低功耗模式。5.4.2lEEE802.20/MBWA

5.4.2.1提出背景

提出移動寬帶無線接入（MBWA）的目的是提供與移動電話系統一樣的覆蓋率和靈活性并具有與WiFi可比擬的數據傳輸速率。IEEE802.20協議是MBWA工作組于2002年12月開始著手制定的，其任務是制定高效的、基于分組的空中接口規范，并對基于IP的業務傳輸進行優化。MBWA的目標是使易于部署的、普遍范圍的、具有互操作性的移動寬帶無線接入網成為可能，從而為移動和固定用戶提供持續服務，在保證WLAN級別連接速度的同時獲得與移動電話相似的覆蓋范圍。5.4.2.2技術特點

MBWA具有如下技術特點：透明地支持實時和非實時應用，并一直保持與網絡連接：支持小區間和扇區間的無縫、快速切換；支持不同技術之間的漫游和切換（如WLAN和MBWA之間的切換）；支持頻率復用，能夠為上下行鏈路快速分配資源；支持基于策略的QoS，且同時支持IPv4和IPv6；可以根據無線網絡環境對用戶數據速率進行自動化管理；空中接口提供信令消息，以支持用戶與網絡雙方的認證；允許與現有的蜂窩網絡協同部署，降低網絡部署成本；5.4.2.3安全機制

IEEE802.20采用分布式安全模型進行網絡的安全管理。IEEE802.20的分布式安全解決方案包括公鑰建立機制、密鑰傳輸機制和數據傳輸機制，完成密鑰產生、傳輸與管理的整個過程。分市式安全模型適合無線網絡環境，各設備只需把自己當作安全管理器，不依賴某個中心管理設備來實現安全功能，設備狀態的改變也不會影響其他設備間的密鑰關系。5.5無線廣域網

無線廣域網（WWAN）是采用無線通信技術手段將距離上分布較遠的（無線）局域網連接起來構成的無線網絡，其顯著特點是網絡覆蓋范圍很大，可達一個省乃至一個國家。5.5.1GSM

全球移動通訊系統（GlobalSystemforMobileCommunications,GSM）是當前應用最廣泛的移動電話標準，全球超過200個國家和地區超過10億人正在使用GSM電話。由于它的信令和語音信道都是數字式的，因此GSM被看作是第二代（2G）移動電話系統。GSM標準當前由3GPP組織負責制定和維護。5.5.1.1發展概況

1980年代初，第一代移動電話技術開始應用，當時存在眾多互不兼容的標準，給技術的推廣和用戶的使用造成很大的不便。為此，CEPT〔歐洲郵電行政大會〕開始考慮制定一個統一的下一代移動電話標準，以便能夠提供更多樣的功能和使用戶漫游更加容易。標準制定的具體工作由1982年成立的“移動專家組”負責，GSM的名字即是移動專家組（法語：GroupeSpécialMobile）的縮寫，后來這一縮寫詞的含義變為“全球移動通訊系統”。

1987年5月GSM成員國達成一致，確定了GSM最重要的幾項關鍵技術。

1989年,ETSI〔歐洲電信標準協會〕從CEPT接手標準的制定工作。

1990年第一版GSM標準完成。1992年1月，芬蘭的OyRadiolinjaAb成為第一個商業運營的GSM網絡。GSM的推出推動了移動通信的普及，用戶持續快速增長。

1995年，全球用戶達到1千萬，1998年，達到一億，2005年已經超過15億。GSM系統首先引入SMS（短信息服務），1994年實現數據業務和傳真服務1999手機訪問互聯網—WAP2000開始，通用分組無線服務（GPRS）使得GSM系統能夠以效率更高的分組方式提供數據通信。2003年，EDGE技術提供了接近3G的數據通信能力。目前，GSM標準仍在發展5.5.1.2技術特點

從用戶觀點出發，GSM的主要優勢在于提供更高的數字語音質量和替代呼叫的低成本的新選擇（比如短信）。從網絡運營商角度看來，其優勢是能夠部署來自不同廠商的設備，因為GSM作為開放標準提供了更容易的互操作性。而且，標準支持網絡運營商提供漫游服務，用戶就可以在全球使用他們的移動電話了。GSM是一個蜂窩網絡GSM的一個關鍵特征是用戶身份模塊SIM。5.2.2GPRS1技術特點傳統的GSM網絡（2G）主要提供語音業務，僅能提供9.6Kbps速率的數據傳輸業務，這遠遠不能滿足用戶對高速無線數據業務的需求。GPRS（GeneralPacketRadioService，通用分組無線業務）是構架在傳統GSM網絡之上的一種標準化的分組交換數據業務，它可以提供高達115Kbps速率的分組數據業務，從而使得包括圖片、話音和視頻的多媒體業務在無線網絡中的傳輸成為現實。GPRS采用分組交換技術，在通信的過程中沒有不需要建立和保持電路，符合數據通信突發性的特點，并且呼叫建立時間很短。GPRS不再根據用戶占用信道的時間長短來計費，而是根據用戶實際的數據流量來計費，這樣就允許用戶始終在線，享受方便快捷的服務。因此，GPRS被認為是第二代移動通信系統向第三代移動通信演進的重要一步。2體系結構3GPRS的終端和應用GPRS中主要定義了三類終端：（1）A類終端能夠同時處理電路交換和分組交換業務，并且兩種業務相互獨立。（2）B類終端在某一時刻只能處理電路交換或分組交換業務當中的一種，但是具備在兩種模式間自動切換的能力。當一個基于電路交換的呼叫到達時，B類終端能夠暫停對分組數據的處理，而后再恢復處理數據業務。（3）C類終端必須被人工設置為電路交換模式或分組交換模式，當它處于電路交換模式時，無法接收分組交換數據業務，反之亦然。還有一些C類終端只能處理分組數據業務。5.5.3EDGE

1提出背景

作為介于現有第二代移動通信系統與第三代移動通信系統之間的一種過渡性數據通信技術，EDGE（EnhancedDatarateforGSMEvolution）能夠大大提高現有GSM網絡的數據服務速率。Ericsson公司于1997年第一次向ETSI提出了EDGE的概念。同年，ETSI批準了EDGE的可行性研究，這對以后EDGE的發展鋪平了道路。盡管EDGE仍然使用了GSM載波帶寬和時隙結構，但它也能夠用于其他蜂窩通信系統。EDGE可以被視為一個提供高比特率、并且因此促進蜂窩移動系統向第三代功能演進的、有效的通用無線接口技術。ETSI：歐洲通信標準機構5.5.3.2技術特點

EDGE無線接口的主要作用是使當前的蜂窩通信系統可以獲得更高的數據通信速率。

EDGE規范的基本指導思想是盡可能多地利用現有的GSM數據服務類型，大大提高其數據通信速率。在連接移動終端的地方可以采取兩種調制方式。第一種是將GMSK傳輸用于上行鏈路，將8PSK用于下行鏈路。第二種方式就是在上行鏈路和下行鏈路中都采取8PSK方式進行傳輸。5.5.43G技術標準1需求分析

由于話務密度的不斷增長，第二代移動通信有限的頻率資源已接近枯竭，移動通信的進一步發展迫切需求新的頻段，以及能夠更加有效利用頻譜的無線通信技術。另一方面，第一代模擬移動通信系統與第二代數字移動通信系統的核心業務是話音業務，相應的核心網是基于電路交換的網絡。隨著網絡容量需求的不斷增加，TDM技術的高成本、設備的復雜性以及管理的不靈活性日益明顯。此外，TDM網絡無法滿足高速的基于分組的話音、數據和多媒體業務的要求。同時2.5G系統只是在原有無線技術和通信平臺上的改進，其業務速率的提高以及提供業務的靈活性等方面都受到很大限制，因此不能從根本上改變2G以話音業務和低速電路數據業務為主的局面。5.5.4.2標準概述

當前，全球移動通信存在三種主流的3G技術標準——WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA，在技術上各有千秋，目前是共存競爭的關系，至于誰能在3G時代占據更大市場份額，關鍵是看哪種技術標準更符合市場和用戶需求。需要注意的是，雖然CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA同屬3G的主流技術標準，但是仍然可以將其分為兩類：CDMA2000和WCDMA并作一類，TD-SCDMA為一類。因為在技術上CDMA2000和WCDMA是FDD標準，而TD-SCDMA則是一個TDD標準。TDD時分雙工(TimeDivisionDuplexing)在TDD模式的移動通信系統中，接收和傳送在同一頻率信道(即載波)的不同時隙，用保證時間來分離接收和傳送信道。FDD頻分雙工

FDD（FrequencyDivisionDuplexing）：也稱為全雙工，操作時需要兩個獨立的信道。一個信道用來向下傳送信息，另一個信道用來向上傳送信息。兩個信道之間存在一個保護頻段，以防止鄰近的發射機和接收機之間產生相互干擾。3G的關鍵技術是CDMACDMA系統是基于碼分技術（擴頻技術）和多址技術的通信系統，系統為每個用戶分配各自特定地址碼。地址碼之間具有相互準正交性，從而在時間、空間和頻率上都可以重疊；將需傳送的具有一定信號帶寬的信息數據，用一個帶寬遠大于信號帶寬的偽隨機碼進行調制，使原有的數據信號的帶寬被擴展，接收端進行向反的過程，進行解擴，增強了抗干擾的能力。

CDMA2000是從cdmaOne演進而來的第三代移動通信技術。事實上，CDMA2000標準是一個體系結構，稱為CDMA2000family，它同樣還包含一系列的子標準。CDMA2000的發起者主要是美國和韓國，CDMA2000繼承了IS-95窄帶CDMA系統的技術特點，網絡運營商同樣可以在窄帶CDMA網絡中更換或增加部分網絡設備過渡到3G。、CDMA2000的主要技術特點簡單說明如下：前、反向同時采用導頻輔助相干解調，擴頻碼選擇采用相同M序列，通過不同的相位偏置區分不同的小區和用戶；

射頻帶寬從1.25MHz到20MHz可調；快速前向和反向功率控制；下行信道中采用公共連續導頻方式進行相干檢測，提高系統容量；在下行信道傳輸中，定義直擴和多載波傳輸兩種方式，碼片速率分別為3.6864Mcps和1.22Mcps，多載波方式能很好地兼容IS-95網絡；設計了兩類碼復用業務信道，基本信道用于傳送語音、信令和低速數據，是一個可變速率信道，補充信道用以傳送高速率數據，在分組數據傳送上應用了ALOHA技術，改善傳輸性能；在同步方式上CDMA2000與IS-95相同，基站間同步采用GPS方式。

WCDMA的發起者主要是歐洲和日本，WCDMA繼承了第二代移動通信體制GSM標準化程度高和開放性好的特點，標準化進展順利，網絡運營商可以通過在GSM網絡上引入GPRS網絡設備和新業務，培育數據業務消費群體，逐步過渡到3G。WCDMA的主要技術特點簡單介紹如下：支持高速數據傳輸，慢速移動時為384kb/s，室內走動時可達2Mb/s；支持異步和同步的基站運行方式，組網方便和靈活；調制方式上行為BPSK，下行為QPSK，解調方式為導頻輔助的相干解調；支持三種編碼方式，在話音信道采用卷積碼（R=1/3，K=9）進行內部編碼和Veterbi解碼，在數據信道采用ReedSolomon編碼，在控制信道采用卷積碼（R=1/2,K=9）進行內部編碼和Veterbi解碼；能夠適應多種速率的傳輸，可靈活地提供多種業務，并根據不同的業務質量和業務速率分配不同的資源，同時對多速率、多媒體業務可通過改變擴頻比和多碼并行傳送的方式來實現.

TD-SCDMA是中國提出的（中國大唐集團和西門子公司聯合開發）第三代移動通信標準，自1998年正式向ITU提交以來，已經歷十多年時間，完成了標準的專家組評估、ITU認可并發布、與3GPP體系的融合、新技術特性的引入等一系列的國際標準化工作，從而使TD－SCDMA成為第一個由中國提出的，以我國知識產權為主的、被國際上廣泛接受和認可的無線通信國際標準。TD-SCDMA的主要技術特點如下：采用智能天線技術，提高了頻譜效率；采用同步CDMA技術，降低上行用戶間的干擾和保持時隙寬度；接收機和發射機采用軟件無線電技術，并采用聯合檢測技術來降低多址干擾；具有上下行不對稱信道分配能力，適應數據業務；采用接力切換降低掉話率，提高切換的效率；核心網絡基于GSM/GPRS網絡的演進，并保持與它們的兼容性；基站間采用GPS或者網絡同步方式，降低基站間干擾。5.5.4.3標準比較和分析

WCDMA和CDMA2000能滿足IMT-2000提出的全部技術要求，包括支持高比特率多媒體業務、分組數據和IP接入等。這兩種系統的無線傳輸技術均基于DS-CDMA作為多用戶接入技術，單就技術來說，WCDMA和CDMA2000在技術先進性和發展成熟度上各具優勢，但總體來看，WCDMA似乎更勝一籌，以下是WCDMA相對CDMA2000的一些優勢：（1）WCDMA使用的帶寬和碼片速率（3.84Mcps）是CDMA20001x演進家族的三倍以上，因而能提供更大的多路徑分集、更高的中繼增益和更小的信號開銷。此外，更高的碼片速率也改善了接收機解決多徑效應的能力；（2）WCDMA在小區站點同步方面的設計是使用異步基站，而CDMA2000基站則通常通過GPS實現同步，這將造成室內和城市小區（采用室內天線）部署的困難；

（3）由于支持1xEV-DO的TDM接入系統采用共享時分復用下行鏈路，它具有固定時隙，因此CDMA2000物理層兼容性較差；（4）WCDMA較CDMA2000能夠更加靈活地處理話音和數據混合業務；（5）WCDMA進行功率控制的頻率幾乎是CDMA2000的兩倍，達到每秒1500次（1.5kHz），因而能保證更好的信號質量，并支持更多的用戶；（6）CDMA2000的導頻信道大約需要下行鏈路總傳輸功率的20%，相比之下WCDMA只需要約10%，因而可以節省更多的公用信道的開銷；（7）為支持基于GSM的GPRS業務而部署的所有業務（如計費、安全、漫游等）也支持WCDMA業務，而為了完善新的數據/話音網絡，CDMA20001x必須添加額外的網元或進行功能的升級。TD-SCDMA與WCDMA和CDMA2000相比，具有如下的特點和優勢：（1）頻譜利用率高：TD-SCDMA采用TDD方式和CDMA和TDMA的多址技術，在傳輸中很容易針對不同類型的業務設置上、下行鏈路轉換點，因而可以使總的頻譜效率更高；（2）支持多種通信接口：TD-SCDMA同時滿足Iub、A、Gb、Iu、IuR多種接口要求，基站子系統既可作為2G和2.5G的GSM基站的擴容，又可作為3G網中的基站子系統，能同時兼顧現在的需求和未來長遠的發展；（3）頻譜靈活性強：TD-SCDMA第三代移動通信系統頻譜靈活性強，僅需單一1.6M的頻帶就可提供速率達2M的3G業務需求，而且非常適合非對稱業務的傳輸；（4）系統性能穩定：TD-SCDMA收發在同一頻段上，上行鏈路和下行鏈路的無線環境一致性很好，更適合使用新興的"智能天線"技術；利用了CDMA和TDMA結合的多址方式，更利于聯合檢測技術的采用，這些技術都能減少了干擾，提高系統的性能穩定性；

（5）與傳統系統兼容性好：TD-SCDMA支持現存的覆蓋結構，信令協議可以后向兼容，網絡不必引入新的呼叫模式，能夠實現從現存的通信系統到下一代移動通信系統的平滑過渡；（6）系統設備成本低：TD-SCDMA上下行工作于同一頻率，對稱的電波傳播特性使之便于利用智能天線等新技術，這也可達到降低成本的目的;在無線基站方面，TD-SCDMA的設備成本也比較低；（7）支持與傳統系統間的切換功能：TD-SCDMA技術支持多載波直接擴頻系統，可以再利用現有的框架設備、小區規劃、操作系統、賬單系統等，在所有環境下支持對稱或不對稱的數據速率。5.5.5E3G/B3G系統13GPP長期演進項目（3GPPLTE）

3GPP已經確定了增強型3G（E3G）的戰略發展方向、工作計劃和關鍵的技術要求，并提出了如下E3G系統業務能力的設計目標：

1）數據速率和頻譜效率：峰值速率為下行100Mb/s，上行50Mb/s，頻譜效率為下行5b/s/Hz，上行為2.5b/s/Hz；支持成對（Paired）和不成對（Unpaired）的頻譜分配。

2）時延：系統以分組域業務為主要設計目標，以支持實時性強的業務，降低無線網絡的時延。目前的指標主要是參考IP語音（VoIP）等各種實時業務的服務質量（QoS）要求而得到的。同時系統減小了控制平面的狀態轉移時延，有利于改善用戶對于網絡服務的體驗。在用戶數據平面，空中單向時延小于5ms；在控制平面，用戶從空閑狀態到連接狀態的時延小于100ms。

3）覆蓋和移動性：小區覆蓋半徑在5km以下時，應該滿足長期演進（LTE）項目的所有性能要求，支持小于30km的小區覆蓋能力，但允許有一定的性能損失。

4）面向廣播、多播的MBMS業務：演進系統應該增強對于組播和廣播業務（MBMS）的支持，實現MBMS這種非對稱業務與雙向業務的結合，以及MBMS在非對稱頻段的使用。5.5.5.2B3G系統1．提出背景第三代（3G）移動通信系統從2001年起先后在世界各發達國家投入商用，我國的3G也在2009年開始投入商用。目前用戶對移動通信系統的速率要求越來越高，3G系統已不能滿足用戶的需求，特別是難以滿足高速移動下的用戶的傳輸速率需求。因此在3G的研發和應用如火如荼之際，學術界和工業界已經在思考、構建和展望B3G移動通信系統的藍圖。由于國際電信聯盟（ITU）將3G標準稱為IMT-2000（全球移動電信-2000），所以B3G所用的學名為BeyondIMT-2000，并于1999年將BeyondIMT-2000的概念與需求研究正式列入議事日程。2001年10月在東京進行的ITU-RWP8F會議上，初步明確了基本研究框架，并指出BeyondIMT-2000是指廣泛用于各種電信環境的無線系統的總和，包括蜂窩、固定無線接入、游牧接入系統等，不僅具有涵蓋目前的IMT-2000、無線接入和數字廣播等系統的能力，而且還將新增兩個部分：支持100Mb/s的蜂窩系統和支持高達1Gb/s速率的游牧和本地無線接入系統.2．技術特點和挑戰與現有3G系統相比，B3G系統具有以下技術特點：

（1）B3G系統的容量大幅提高：為了適應數據和多媒體業務不斷增長的需求，B3G系統的容量至少為3G系統的10倍。在高速移動環境支持最高約100Mbps的速率，在低速移動環境達到1Gbps速率。（2）B3G系統是一個無縫移動通信網絡：B3G系統應能實現全球范圍內多個移動網絡和無線網絡間的無縫漫游。無線通信領域的一個發展趨勢是移動網絡和無線接入網絡的融合。B3G系統應當是一個移動網絡和無線接入網的融合體，它應能實現與無線LAN的無縫連接。（3）B3G系統是一個基于IP的網絡：B3G系統的核心網是一個基于全IP的網絡，因此核心網獨立于各種具體的無線接入方案，可以實現不同網絡間的無縫互連，能提供端到端的IP業務，能同已有的核心網和PSTN共存。

（4）B3G系統能支持不同QoS的業務：B3G系統通過動態帶寬分配和調節發射功率來提供不同質量的業務。

從目前移動通信系統的發展趨勢和研究動態可以看出，B3G移動通信系統的業務所具備的特征及對現有系統提出的挑戰主要表現在如下幾個方面：（1）數據業務將由從屬地位上升為主導地位。傳統蜂窩移動通信系統是以滿足話音業務需求而設計的，如果B3G系統生搬硬套其網絡結構和空中接口方案，將無法適應這一需求。因此需要運用全新的理念，設計基于數據傳輸的無線傳輸方案及網絡結構，最大程度滿足B3G系統數據業務占優的特點。（2）移動通信系統所支持的業務種類顯著增多。由于不同的業務具有不同的特點，所以對系統的要求也有非常顯著的差異。這需要系統具有支持多種業務的能力。因此系統的復雜度將顯著提高，無線資源的分配方式需要高度靈活。（3）業務規模顯著增大。一般認為B3G系統的容量將比3G提高10倍以上，這就需要系統在信息傳遞能力方面有本質性的提高。

（4）業務的峰值傳輸速率將提高一至兩個量級，達到100Mb/s以上。傳統蜂窩移動通信系統所用的3GHz以下頻段無法滿足這一要求，需要開發頻率更高的無線資源。由此所帶來的問題是，電波的傳輸特性將更為惡劣，受天氣以及物理環境的影響更大。如果采用傳統意義上的蜂窩移動通信技術，則發射功率需相應地增加十倍甚至上百倍，電磁兼容問題將變得無法容忍，因此需要采用全新的小區結構解決此問題。（5）業務傳輸速率的動態范圍將擴大，可能會在10kb/s至100Mb/s之間動態地變化。為了滿足這一需求，B3G系統的無線資源調配方式必須極為靈活，能夠高效地適應數據速率的大動態變化范圍。（6）考慮業務的地點和時間分布將呈現較大的差異。例如，突發事件發生時用戶業務需求突然急增，需要系統具有相應的應急增容措施。業務的上述特征需要系統在通信容量方面具有較好的環境自適應性。5.6移動互聯網

5.6.1移動互聯網的提出和發展5.6.2移動互聯網的參考模型

業界對于移動互聯網有不同的理解。MarkWeiser等人認為它是不可見計算（InvisibleComputing）和無處不在的計算（UbiquitousComputing），Satyanarayanan等人認為它是普適計算（PervasiveComputing），WWRF（世界無線研究論壇）則把它看作是自適應的、個性化的、知曉周圍環境的服務（AdaptablePersonalizedAmbient-awareServices）。

未來通信最顯著的特征也許就是多樣性，應用的種類將是多樣的，通信模式和服務質量要求也是多樣的，移動終端將支持多種接入模式，移動終端上通常會同時運行多個應用，一些應用甚至需要根據連接特性更改它們的行為。

下面簡要介紹WWRF、MWIF（移動無線互聯網論壇）和NOKIA等給出的移動互聯網參考模型與體系架構，它們的共同點在于仍采用分層網絡協議設計。1WWRF的移動互聯網參考模型如圖5.8所示，各種應用通過開放的API獲得用戶交互支持或移動中間件的服務，該模型中移動中間件層由多個通用服務元素構成：包括建模服務、存在服務、移動數據管理、配置管理、服務發現、事件通知、環境監測等。圖5.8WWRF的移動互聯網參考模型2MWIF的移動互聯網體系框架

MWIF提出的移動互聯網體系結構框架如圖5.9所示，主要考慮了目前固定IP網絡運營商向移動無線IP運營商演化，其目的是發展移動無線互聯網及推進固定網絡與3G的融合。在該體系框架中，接入網和核心網使用IP協議進行傳輸和控制，采用IP實現端到端連接，網絡具有以下功能：鑒權、授權和計費、命名和目錄服務、IP移動性、網絡管理、QoS、安全性、會話管理等。另外，該體系框架將傳輸與控制分離，移動性管理與會話控制分離，使得體系結構具有較高的靈活性。圖5.9MWIF給出的移動互聯網參考模型4移動互聯網的展望業界認為：有線互聯網向具有新的功能與應用的移動互聯網方向發展。

移動性、個性化、定位功能的需求。移動互聯網的關鍵特征：IP透明：端到端的通信路徑中所有涉及的部分都必須支持IP。尋址：每個用戶有一個唯一的且獨立于用戶所在地的地址。移動性管理：必須有在全球范圍內的漫游能力。定位與本地化：能夠定位用戶，以提供與位置有關的業務。個性化：提供用戶指定的信息。關于面向服務的移動性管理，建議使用移動代理來處理分布式計算服務，以實現以