精华公布栏

发信人: champaign (原野), 信区: ECE
标  题: 移动因特网技术
发信站: 哈工大紫丁香 (Wed Dec 15 20:18:30 1999), 转信

发信人: rockhair (巴比龙★梦幻几何王子), 信区: Commun
标  题: 移动因特网技术
发信站: BBS 水木清华站 (Sat Dec  4 20:29:07 1999)

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移动因特网技术

董庆阳　李毓麟

　　摘要：移动因特网是因特网和移动通信网未来发展的一个重要方向。本文从因特网协
议的层次出发，分析了移动因特网的无线物理和数据链路层、无线网络层(即移动IP层)、
无线传输层和无线应用层等的特点，比较了它们与有线因特网层次之间的区别，并在此基
础上指出有线因特网发
展到移动因特网需要做的一些修正。
　　关键词：因特网　蜂窝网络　移动IP　无线传输层　无线应用层

Technology of Mobile Internet

1　引　言

　　正在进行的信息革命把不同国度、不同背景的人们带向了同一条全球信息高速公路。
在这场革命中，因特网异军突起。它为全世界成千上万的网络提供了一个互联平台，用户
可以通过它来寻找资源、获取信息、开展讨论和互相沟通等等。可以说，因特网已成为当
今信息革命的主力军。
随着因特网应用的进一步广泛，人们想不受时空限制，即可以在任何时间、任何地点访问
因特网，移动因特网的需求便应运而生。蜂窝通信和无线局域网的发展为移动因特网的实
现奠定了网络连接的基础。然而目前蜂窝电话网中使用的传统电路交换模式对于当今的一
些网络应用，如突发的
数据业务、具有不同特征和服务要求的多媒体业务等不再适合；传统的分组交换技术也不
能照搬到移动因特网中，因为它没有考虑到用户的移动性、无线通信链路的物理限制等因
素。在局域和广域范围通过无线分组交换网络提供数据和多媒体通信业务的技术需要进一
步研究。因特网协议自
下而上的层次分别为网络连接层(物理层和数据连接层)、网络层、传输层和应用层。我们
就这几个协议层次来分析一下移动因特网的技术。

2　无线物理和数据链路层

　　移动终端接入因特网，可以用蜂窝网络来提供物理层和数据链路层连接。蜂窝网络的
物理设施是按层次来组织的【1】。处在最低层的是用户终端，即移动站MS(Mobile
Station)。MS由基站BS(Base
Station)来控制和管理，一个BS可以管理和控制多个MS。MS和BS之间由无线电端口
RP(Radio Port)来提供物理通信。再上一层是移动站控制器MSC(Mobile Station
Controller)。它可以控制多个BS，MSC也就是无线网络和有线主干网络之间的接口交换机
。
　　无线数据链路有两个通道：转发通道(下行链路)用于BS向MS的传输；反向通道(上行
链路)用于MS向BS的传输。上行和下行通道中都需要数据链路层的多址访问机制。蜂窝网
络中，多址访问技术主要有频分多址FDMA(Frequency Division Multiple Access)、时分
多址TDMA(Time
Division Multiple Access和码分多址CDMA(Code Division Multiple
Access)等。FMDA是一种基本方法。虽然目前大部分蜂窝系统是基于TDMA的，但即使是在
TDMA系统中也用到了跳频等扩频方法以提高频谱效率。CDMA是扩频技术的一个变种，它具
有频谱利用效率高、频率安排简单、软切换、保密性能好以及容量大等优点，是多媒体个
人通信网络PCN(Persona
l Communication
Network)中一种非常有潜　　当MH在外地网络时。因为单播数据报的路由与源IP地址无关
，所以它仍可按正常的IP协议来发送数据。但发送给它的数据报则先按照正常的IP路由协
议被送给它的主网络中的HA，HA再以该MH的转交地址为目的地址，利用“隧道(Tunnel)”
技术把它们送到“隧道
”终点(“隧道”技术有多种，这里所用的“隧道”技术是IP－in－IP封装技术【4】，即
把IP数据报作为数据部分，用新的源地址和目的地址对它进行封装。一般情况下，新的源
地址是HA地址，新的目的地址是转交地址)。“隧道”终点可能是外地代理FA，也可能是
MH本身。如果“隧道”
终点是FA，再由FA把数据报转交给MH，如图1所示。

图1　移动IP的路由

　　与固定IP相比，移动IP增加了移动性管理和额外的分组开销。移动性管理包括移动检
测、向FA定期注册和向HA登记等。额外的分组开销主要来自“隧道”封装、三角路由(发
送者→主代理→移动主机)等显开销。另外还有一些隐开销，例如若原数据报长度正好等
于MTU(Maximum
Transmission Unit)，加上“隧道”封装后长度势必会超过MTU，分组将会被分成碎片后
传输，增加了额外开销。由此可见，移动IP的效率和费用将比固定IP的大得多。
　　移动IP的路由还可以进行一些优化。例如主代理收到源发给MH的第一个分组后，在向
MH转交分组的同时，将该MH的位置信息告诉源，然后源就可直接利用“隧道”技术将分组
发给MH，不必再经过主代理来转交，避免了三角路由的低效。IPV6中已开始考虑对移动IP
路由性能进行优化。【
5】

4　无线传输层

　　传输层协议是端到端的控制协议。因特网内一个重要的传输层协议是TCP(传输控制协
议)。TCP的主要功能是端到端纠错、排序、流量和拥塞控制等。把TCP直接应用到移动因
特网中可能会遇到一些问题。例如TCP中的拥塞控制是基于窗口机制的。如果TCP检测到分
组丢失，它会认为这是
由拥塞引起的，就大幅度地降低发送窗口的大小甚至关闭发送窗口。但在无线环境中，分
组丢失往往是由传输系统的高错误率或切换过程(MH从一个小区移到另一个小区)等原因引
起的。TCP把分组丢失都当作拥塞情况来处理，会大大降低数据的传输效率【1】。
　　鉴于无线传输系统中的分组丢失不一定都是由拥塞引起的，无线传输层协议可以灵活
地实施丢失分组的重传机制而不一定要等到分组重传计时器的溢出。另外移动IP也可以把
切换等过程通知无线传输层，使传输层协议能针对分组丢失的原因而采取相应的措施。
　　传输层控制协议是面向端对端的。但在移动通信网络系统中，端到端之间有两个不同
的网络段——有线网段和无线网段。这两个网段的传输性能、路由机制等都绝然不同，对
它们实施统一的端到端传输控制并不是合理的。对移动因特网传输层协议的研究也许要打
破端到端的限制，将这
两个不同的网络连接分开处理。

5　无线应用层

　　在移动因特网中，可用网络资源的变化性和终端的移动性会直接影响到应用层的性能
。例如通过无线链路上网的用户下载一个文件可能会因为无线链路的传输慢而需要更长的
时间，还有可能由于区域切换等原因导致前功尽　　2　Junfeng He，Ming T Lin，
Yibin Yang et al.A MAC
Protocol Supporting Wireless Video Transmission over Multi-Code CDMA Personal
Communication Networks.Computer Communication，Vol 21，No 14；Sep，1998：1256
～1268.
　　3　Charles E Perkins.Mobile IP.IEEE Commun Mag，Vol 35，No 5；May 1997：84
～99.
　　4　C Perkins，Minimal Encapsulation within IP.RFC2003，May，1996.
　　5　C E Perkins et al.Mobility Support in IPv6.Proc ACM Mobicom96，Nov，
1996.

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                       人类失去通信,世界将会怎样
CELL
                        ....巴比龙闭关修炼中....

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位角加以修改，共同指向此区域。

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