蜂窝CDMA网络中移动IP接入Internet


通过蜂窝无线接入网络接入Internet已经成为第三代移动通信系统的要害课题 。蜂窝移动通信网络的核心特性是终端移动性、个人移动性和业务移动性 。这就给电信运营商提出这样一个难题:构造一个什么样的网络来满足上述要求 。IETF(Internet Engineering Task Force)的移动IP(Mobile IP)协议规定,在IP层实现大范围移动的标准解决方案,但这并没有解决全部问题,其中包括蜂窝移动用户接入Internet的问题 。
一、蜂窝CDMA网络 移动IP分组数据网络结构
以IS-95为基础的第二代CDMA移动通信网络被广泛地用于话音业务 。移动节点MN通过基站收发站BTS与选择分布单元SDU连接提供低速13kbit/s或8kbit/s电路交换的话音业务 。SDU组合来自多个BTS的信号并转换成PSTN低速64kbit/s压缩数据,负责在前向链路上选择发射数据的BTS和治理MN的发射功率 。
在蜂窝CDMA通信网上扩展分组数据业务必须与通信网原有的话音业务并存,这样原通信网提供分组数据业务就不用增加过多的成本 。也就是说,应尽可能不改变原有蜂窝CDMA通信网络基础设施 。诸如,对于分组数据业务,当无线资源没有被占用时,就实时释放给其它站使用 。空中接口、BTS与SDU链路必须支持高速率分组数据业务 。但是,基本信息流和流量路径仍应与话音业务一样 。改变的要害单元仅是SDU,因为SDU是把数据流送至分组网而不是送至PSTN 。
由于数据流业务在无线通信环境下有一定的误码率要求,SDU执行无线链路协议(RLP)和重传协议 。即当接收方要求重传丢失数据帧时,发射方才重传存在缓冲器中的该数据帧 。RLP执行缓冲与重发会带来1-2秒等待时间,若RLP采用帧长20ms作为重发基本单元,收发双方之间有一个简单的八位字节流接口 。
欲与IP网接口,某些数据链路层协议,诸如IETF定义的具有丰富功能和在许多平台广泛使用的点对点协议(PPP--Point to Point Protocol),是把无线链路协议所用八位字节流分成IP组 。事实上,PPP是一个非常复杂的协议,有些功能还与移动协议互相重叠 。
分组数据业务节点(PDSN--Packet Data Serving Node)可作为FA,分组控制功能(PCF--Packet Control Function)可作为无线寻址网络单元 。PCF与PDSN连接,负责来自和送至PDSN的中继数据,把PDSN从体系结构中的空中接口分离出来 。PDSN实现网络接入服务器(NAS)和移动IP FA的功能 。图1显示了提供移动IP分组数据业务的PDSN、PCF、AAA及相应结构 。
在移动IP协议中,发往MN的数据分组汇集在本地网络静态的本地代理(HA) 。当MN附着到FA,并发出注册申请消息时,通知HA有关MN信息,FA接收并中继给HA,然后HA把数据分组送至MN的当前位置,反馈确认隧道建立的注册消息并到达HA 。由MN定义的数据分组被组装在IP分组头的外部,其分组头含有反映MN现今位置的MN现今转交地址 。
有两种数据分组组装方式,第一种称为搭配转移地址,即被组装数据分组直接发至MN,然后剥去外部分组头,处理内部数据分组 。第二种称为定位FA转移地址,即被组装数据分组发至FA,然后剥去外部分组头,把内部数据分组送至MN 。在无线资源贫乏环境下,应采用第二种方式,不发射额外组装数据分组头,还节省地址空间,FA的转移地址可以被所有连接的MN共享而不是每一个MN指定唯一转移地址 。

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