Diameter NASREQ协议在卫星移动通信系统中的应用研究

第一篇：Diameter NASREQ协议在卫星移动通信系统中的应用研究

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Ｄｉａｍｅｔｅｒ ＮＡＳＲＥＱ协议在卫星移动通信系统中的应用研究

作者：陈 庆 马东堂

来源：《现代电子技术》2008年第23期

摘要：如何对接入网络的用户进行身份认证、授予相应权限并进行计费，是卫星移动通信系统网络管理需解决的重要问题。简要介绍认证、授权、计费(AAA)的基本概念，分析

Diameter协议框架、协议原理以及协议应用于网络接入的特点。阐述协议中包含的各种应用，给出Diameter NASREQ应用的一种系统模型。重点研究Diameter NASREQ协议在卫星移动通信系统中的应用，详述应用中客户机和服务器中各模块的功能和工作原理。通过分析，说明该应用的可行性及有效性。

关键词：AAA；Diameter协议；Diameter NASREQ应用；卫星移动通信

第二篇：卫星移动通信系统终端地球站管理办法

【发布单位】工业和信息化部

【发布文号】工业和信息化部令第19号 【发布日期】2011-04-21 【生效日期】2011-06-01 【失效日期】

【所属类别】国家法律法规 【文件来源】中国政府网

卫星移动通信系统终端地球站管理办法

工业和信息化部令第19号

《卫星移动通信系统终端地球站管理办法》已经2011年3月23日中华人民共和国工业和信息化部第17次部务会议审议通过，现予公布，自2011年6月1日起施行。

部 长：苗 圩

二〇一一年四月二十一日

卫星移动通信系统终端地球站管理办法

第一条 为了规范卫星移动通信系统终端地球站的设置使用，避免和减少卫星移动通信系统之间、卫星移动通信系统与其他无线电业务系统之间的干扰，根据《中华人民共和国无线电管理条例》，制定本办法。

第二条 在中华人民共和国境内设置使用卫星移动通信系统终端地球站，适用本办法。

本办法所称卫星移动通信系统终端地球站（以下简称“移动地球站”），是指使用卫星移动业务频率的卫星移动通信系统中民用的船载终端、航空器载终端、车载终端、固定终端、便携式终端和手持机。

第三条 设置使用移动地球站的，应当使用中华人民共和国工业和信息化部（以下简称“工业和信息化部”）批准的卫星移动通信系统或者卫星移动业务频率，通过工业和信息化部批准的境内关口地球站进行通信，并通过国家批准的在境内经营卫星移动通信业务的服务提供者（以下简称“境内经营者”）办理入网手续。但是，本办法另有规定的除外。

第四条 设置使用卫星移动通信系统车载终端、固定终端、便携式终端和手持机（以下统称“陆地移动地球站”）的，应当按照本办法的规定向无线电管理机构申请办理无线电台注册登记手续，领取电台执照。

在具有中华人民共和国国籍的船舶或者航空器上设置使用卫星移动通信系统船载终端、航空器载终端的，应当按照《中华人民共和国无线电管理条例》的规定办理设置使用无线电台手续，领取电台执照。

第五条 工业和信息化部委托省、自治区、直辖市无线电管理机构负责受理陆地移动地球站无线电台注册登记手续的申请，核发电台执照。

第六条 陆地移动地球站的设置使用人可以自行办理无线电台注册登记手续，也可以委托为其办理入网手续的境内经营者代办。

第七条 陆地移动地球站的设置使用人或者其代理人应当向设置使用人住所地的省、自治区、直辖市无线电管理机构申请办理无线电台注册登记手续，领取电台执照。

申请办理无线电台注册登记手续，应当提交下列材料：

（一）《移动地球站注册登记申请表》（附录一）；

（二）单位证明或者个人身份证明材料的原件、复印件或者扫描件；

（三）已办理相关卫星移动通信系统入网手续的证明材料的原件、复印件或者扫描件。

受理单位在验证前款第二项、第三项材料的真实性后应当及时将原件退还申请人。

申请人可以通过受理单位指定的信息系统，进行网上申请。

第八条 申请材料不全、不符合法定形式的，无线电管理机构应当当场或者在五个工作日内一次告知申请人需要补正的全部内容。

申请材料齐全、符合法定形式和本办法规定的，无线电管理机构应当当场或者在二十个工作日内核发电台执照；不符合规定条件的，应当书面通知申请人不予核发电台执照并说明理由。

第九条 变更已领取电台执照的陆地移动地球站的设备或者使用人的，应当按照本办法的规定重新办理无线电台注册登记手续，换发电台执照。

停止使用已领取电台执照的陆地移动地球站的，应当到原发照机构办理注销手续，交回电台执照，并告知设备处理情况。

第十条 无线电管理机构应当自核发、换发或者注销电台执照之日起三十日内，将相关陆地移动地球站的有关资料和电台执照编号录入工业和信息化部的无线电管理相关数据库。

第十一条 境内经营者入网开通各种类型或者型号的陆地移动地球站设备，应当提前四十五日填写《移动地球站技术资料备案表》（附录二），报工业和信息化部备案。

资料齐备、真实的，工业和信息化部应当在相关设备入网使用前将上述陆地移动地球站技术资料录入工业和信息化部无线电管理相关数据库，并通知各省、自治区、直辖市无线电管理机构。

第十二条 境内经营者为陆地移动地球站设置使用人办理入网手续，应当告知其需按照本办法的规定办理无线电台注册登记手续，领取电台执照。

第十三条 境内经营者应当按照工业和信息化部的要求报送系统中移动地球站的有关资料，配合无线电管理机构对系统中移动地球站进行的监督管理。

第十四条 应对突发事件、危及人民生命财产安全等紧急情况的，可以临时设置使用未取得电台执照的陆地移动地球站，但是应当及时向临时设置使用地的省、自治区、直辖市无线电管理机构报告。紧急情况解除后需要继续使用的，应当按照本办法的规定办理无线电台注册登记手续，领取电台执照。

第十五条 临时设置使用移动地球站，涉及使用未经批准的卫星移动通信系统或者卫星移动业务频率的，应当向工业和信息化部提出申请。经审查批准、领取电台执照后方可设置使用，使用期限不得超过六个月。

第十六条 境外短期来华的团体和个人拟临时入境使用已在境外办理入网手续的陆地移动地球站的，由国内接待单位或者对口的业务主管部门向工业和信息化部提交书面申请、使用人身份证明材料和相关技术材料。经审查批准、领取电台执照后方可在境内设置使用，使用期限不得超过六个月。

第十七条 外国船载、航空器载移动地球站需要在我国境内使用的，其使用的频率应当经工业和信息化部批准，并遵守中华人民共和国缔结或者参加的国际条约和中华人民共和国的法律规定。

第十八条 移动地球站的设置使用人，应当接受无线电管理机构对其使用的设备和无线电台执照的核验和监督检查。第十九条 违反本办法第三条、第十五条、第十六条规定，擅自设置使用陆地移动地球站的，按照《中华人民共和国无线电管理条例》第四十三条的规定处罚。

第二十条 违反本办法第四条第一款、第九条第一款规定的，由有关省、自治区、直辖市无线电管理机构责令限期改正；逾期不改的，按照《中华人民共和国无线电管理条例》第四十三条的规定处罚。

第二十一条 各国驻中华人民共和国使（领）馆和享有外交特权与豁免的国际组织驻中华人民共和国的代表机构设置使用移动地球站、外国领导人访华临时设置使用移动地球站的，应当事先通过外交途径向工业和信息化部提出申请。

第二十二条 本办法自2011年6月1日起施行。

本内容来源于政府官方网站，如需引用，请以正式文件为准。

第三篇：卫星移动通信报告

卫星移动通信阅读报告

李振坤

学号S201301104

GMR为地球同步轨道移动无线接口，利用地球同步轨道卫星来进行移动卫星服务。GMR是由地球数字移动标准GSM得来的并且支持接入GSM核心网络。由于地球与卫星之间的信道的不同，所以很有必要对GSM标准进行一些修改。一些GSM规范是可以直接采用的，而有些是需要经过修改才能采用，还有一些根本不能用，所以GMR中有很多规范在GSM中是找不到对应的。GMR系统由GMR的诸多规范和GSM的规范的整合来定义。如果一个GMR规范存在，那么它比GSM中对应的规范享有优先级。这条优先原则适用于任何能在GSM中有对应项的规范。如果GMR中无此规范，那么GSM中对应的规范也未必适用。该文档旨在介绍GMR-1系统以及相关的空中接口规范。并意图指出GSM与GMR-1之间的区别。GMR-1系统的设计是为了能够实现通过单一地球同步卫星来实现移动服务。正好类比于GSM使用地球上数以千计的基站来实现该目标。这既是我们需要克服的挑战，也是我们加强服务与特有性的机遇。

空间段

信关站

点波束

馈电线路

PSTN

覆盖区域

信关站

PSTN

GS

PSTN

SOC PSTN

移动地球站

简单地说，GMR-1系统就是地面上GMS蜂窝系统的拓展。该系统能够提供跟GSM相似的服务，比如：声音，数据，传真以及点对点短信服务，小区广播短信消息业务，还有介于移动用户与固定用户之间的补充服务。它还可以通过公共与自建的电信交换网络实现世界范围内的互联。固定网络连接包括公共交换电话网（PSTN）,公共陆地移动网（PLMNs）,以及私有网络（PN）。

该系统的组成包括一个或多个地球同步轨道卫星，卫星控制中心（SOC），一系列信关站(GS)以及大量用户终端，用户终端在GMR-1系统中被称为移动地球站(MES)。移动地球站的种类包括手持终端，车载终端以及固定终端。信关站拥有外部接口来连接固定的电信设施以及GSM移动管理网络。一个信关站包括一个或多个信关收发子系统GTS（该子系统对应于GSM中的基站收发台BTS）和一个或多个信关站控制器GSC(对应于GSM中的基站控制器BSC)以及多移动交换中心MSC（对应于GSM中的移动交换中心），此系统还包括一个流量控制子系统TCS，然而这个在GSM中是没有找不到的。GMR-1的流量控制子系统需要支持基于位置的服务，最佳路由以及其他的相比于GSM来说卫星特有的服务与特点。在一个大区域内所能提供的移动服务是由同步卫星的轨道位置以及卫星的有效载荷决定的。只要用户在卫星的覆盖区域内，都能享用GMR-1的全部服务。

卫星点波束不同于GSM蜂窝之处就是点波束覆盖范围大，通常形状规则而且产生统一源点--卫星，所以点波束都是同步的。由于点波束直径通常达数百公里，所以它们的服务区域有的是跨国的。然而GSM蜂窝系统却是非常小的，而且由于地形和建筑物导致其形状不规则，另外不同地点的蜂窝还不同。GSM通常覆盖范围只限于国家之内。二者的这些区别注定了二者不同的待遇。空闲模式下的行为正是适应于这些区别。2系统架构与外部接

不管是在用户终端与信关之间传送还是直接在用户终端之间互传，用户的声音与数据都是经由业务信道传输的。每个信关站能够提供自己特有的公共控制信道CCCH。

第一，GMR-1系统提供介于用户终端与固定网络用户之间的双路连接，该链接通过L带和通往卫星的馈线实现。连接固定电信网络的通路是由信关站之间的链接实现的。固定网络连接包括公共交换电话网络PSTN，公共陆地移动网络PLMNs，以及自有网络PN。

第二，GMR-1系统能够通过卫星中两个L带的直接连接实现处于相同或不同点波束中的用户终端之间的双路连接

3系统部件的功能描述

卫星控制中心是卫星子系统的一部分。信关站包括信关站子系统，移动交换中心以及一个业务控制子系统。

GSS信关站子系统

信关站子系统是信关站设备的组成。它由MSC通过A接口监测，并作为负责在一定覆盖区域内与移动地球站连接的主体。GSS的无线设备能够支持一个或多个点波束。GSS包括一个信关站控制器GSC和一个或多个信关收发站GTS。信关站控制器是卫星网络中的一个网络组件，它控制一个或多个GTS并在A接口运行。一个GTS作为一个网络组件为一个卫星点波束服务。

MES移动地球站

MES包括GMR-1用户使用的物理设备，它包含移动设备以及用户识别模块。移动设备包括移动终端，移动终端取决于应用与服务，它能够支持终端适配器与终端设备功能组之间各种形式的组合

地球同步轨道移动无线卫星

GMR-1卫星由物理设备组成。这些设备能够实现信关到移动终端。移动终端到信关，以及移动终端之间的通信互联。

AOC先进的运营中心

AOC体现着集中功能的服务。这些服务包括系统的管理，监测与控制信通往关站的资源分配。AOC能够搭配其中之一的信关站。

TCS业务控制子系统

TCS控制着由AOC分配到信关站的实时的资源。TCS掌控者GMR-1的特有的加强的服务与特点，通常，GSM都不具备这些东西，比如终端之间的单跳呼叫，最佳路由，高穿透警报，以及基于位置的服务等。

呼叫流程主要是，移动终端首先发出信道请求命令，中继卫星接收到信号之后进行透明转发，将信令转发给信关站，信关站控制中心对信令进行分析对移动用户做出响应，并向地面网中的被呼叫用户发出命令，被呼叫用户接收到命令后做出响应，并发出相关请求命令给信关站的控制中心，通过卫星中继转发给地面发出呼叫的移动用户，经过一系列的请求、命令与响应之后，最终在呼叫用户与地面网的被呼叫用户之间建立连接，连接完成之后，进行呼叫进程。

卫星

GSC

GTC

GSM

MES

TCS

MSC GMR-1外部接口

CM

CM GSM SIM

MM

MM

GPS

RR

RR

BSSMAP

BSSMAP rcvr DLL

DLL

SCCP

SCCP

PHYS

PHYS PHYS

PHYS

MTP

MTP

L带点波束

Ku or C带馈线

GSM

A接口

GMR-1外部接口为移动终端与地面信关站使用卫星信道通过卫星中继进行信号的传输的接口，A接口为地面移动网交换中心与信关站的接口。

信令在保证通信正常的进行起着关键作用，在卫星移动通信系统中涉及的信令很多，L3层各子层涉及的信令总结如下：

1)RR层 信道请求，呼叫请求，信道建立，加密模式及相应，信道分配与切换，信道释放，RR层状态信息，已经状态诊断信息(包括卫星波束信息、电源控制信息、版本信息以及各种错误信息等)。

2)MM层 注册信息(包括身份注册与位置更新)，安全信息(包括鉴权、身份认证与临时身份分配)，连接管理信息，MM层与CM层状态信息。

3)CM层 CM业务请求信息，呼叫建立，呼叫过程，拆链，状态信息(包括拥塞状态，DTMF等)。

物理层一般组成和工作流程 信道描述

一、射频信道

移动带宽的使用频率可以是处于34MHz L带的任意值，1525GHz到1559GHz（下行链路）16265GHz到16605GHz；每个载频将会被集中在31.25kHz的整数倍的频率上。L带射频载波为每个点波束成形，这依赖于业务需求，频率重复使用的考量，以及空闲频谱，这需要与其他使用相同频谱的系统的相协调。

在频分复用的方案中，从卫星到移动地球站方向的L带下行链路（前向）射频载波常常与移动地球站到卫星的L带上行链路（后向）射频载波配对并配以101.5MHz的频率补偿。

34MHz的使用频带被分为1087对载波，载波空间为31250kHz。当分配载波到个点波束时，最小的可寻址单元为一个子带。子带包含5个载波。每一个子带都可以在不考虑点波束位置的情况下分配到任意点波束。

除运载业务外，射频载波的一个子集被分配去控制信道。一个载波既可以被分配去一个控制信道也可以同时用来进行业务与控制用途。

二、逻辑信道

与GNR-1系统联系的逻辑信道既可以当做业务信道也可以作控制信道。1)业务信道

业务信道通常携带编码后的语音或者用户数据这些都是双向的信道 TCH3，TCH6，TCH9 2)控制信道

控制信道通常携带信令或者同步数据。有三种不同种类的控制信道

1广播信道：下行链路信道，包含频率纠正信道FCCH，GPS广播控制信道GBCH，广播控制信道BCCH；小区广播信道CBCH.2公共控制信道，除随机接入信道外都是下行链路，包含：寻呼信道PCH，随机接入信道RACH，允许接入信道AGCH，基本警报信道BACH，公共空闲信道CICH。

3专用控制信道DCCH：该信道资源适用于移动地球站。除TACCH外都是双向信道，TACCH信道为下行链路信道。慢速随路信道SACCH3信道是同快随路信道FACCH3信道有相同物理突发结构的逻辑信道。

4慢速率随路控制信道

编码与交织

信道编码包括以下几步。这些步骤准确的实施方法因信道不同而不同，依赖于信息比特块的尺寸，编码增益的大小，这也是信道需要达到的技术标准。

1外部编码-循环冗余校验

2内部编码：卷积码，格雷码，所罗门码

3穿孔：按照一定的模式，去掉bit流中的冗余，调整比特率，实现速率匹配。而且不影响译码

4交织：把一个较长的突发差错离散成随机差错，再用纠正随机差错的编码FEC消除随机误差。交织深度越大，抗突发差错能力越强，处理时间越长，造成数据时延大以时间为代价

5加扰：扰码就是用一个伪随机码序列对扩频码进行相乘，对信号进行加密 6加密

调制

对所有突发类型来说，调制符号速率大约为23.4ksps。符号周期T定义为1/23.4毫秒 调制方案为所有业务与控制信道所用，除去DKAB，BACH，FCCH，不管这些是上行或者是下行链路，调制方案都为下面的一种：1

π/4-CQPSK偏置四相相移键控，在突发信号模式下，具有峰均比小、抗多径能力强、易实现的特点。成形滤波采用滚降系数为0.35的平方根升余弦函数

π/4-CBPSK 链路控制

射频功率控制

GMR-1系统中的功率控制保障所有活跃的业务信道不管是从信关站到移动终端，还是移动终端到信关站，亦或是从移动终端到移动终端。CCCHs公共控制信道没有功率控制。移动地球站在RACH随机接入信道和SDCCH独立专用控制信道以满功率传送。射频功率控制能够用来在保持链路质量的情况下减小发送所需的功率。功率控制链路拥有两个终端。一个是MES，另一个是GS或者是MES。在开环功率控制中，如果发现接收端信号质量发生陡降，每个功率控制终端都会提升发送功率。在闭环功率控制中，接收端会估计接收信号的质量，并在此基础上向发送端发出提升发送功率的请求。

空闲模式任务 在空闲模式下，MES可以执行点波束的选择与重复选择的程序。这保证了MES能够在某一点波束上顺利地解码下行数据。准确的点波束选择对最小化卫星功率耗费以及时隙分配拥塞起着决定性作用。为了点波束的选择与复选，MES需要能够监测并同步BCCH载波，以及在一定敏感性与干扰下读取BCCH数据

无线链路度量

MES将会为射频功率控制进行度量，无线链路误判，空闲波束选择/复选程序，空闲模式选择判决，以及接收信号强度指示。而GS对射频功率控制的度量主要是：接收信强度指示RSSI，信号质量指示SQI，链路质量指示LQI，接收信号时间与载波频率补偿，干扰与噪声水平INR。

同步

GMR-1系统是多点波束，多载波的同步系统。通常把卫星上的时间与频率作为同步发给MES以及GS等其他组件的TDMA的参照。同步过程在GMR-1中主要有三个方面：时间同步，频率同步，信息同步。

1时间同步

对于GMR-1时间同步的一般要求就是MES需要将时间与帧数都校准之后的信号发送出去。整个系统都是在卫星上进行同步的。整个网络通过调整FCCH和BCCH发送程序来保证每个信道都在特定的时间离开卫星。MES设备通过从卫星发来的信号调整本地时间基准以实现同步。而鉴于不同MES的位置不同而导致与卫星之间的往返延迟不同，每个延迟经测量后都会通过允许接入信道AGCH发送到MES作为本地时间基准的修正。

2频率同步

前向与后向链路信号都需要在卫星上校准他们的标称频率。频率补偿的任务便是在星上与补偿发送信号以校准标称频率，跟踪接收信号并保证能顺利解调。通常通过由网络提供的信息调整发送频率来实现MES的频率校准。在最初的频率捕捉阶段，MES利用最高的信号水平来寻找一个控制载波，在获取FCCH之后，MES会将BCCH作为其参考频率来锁定BCCH载波。在呼叫过程中，MES如果发生频率漂移，网络都将通过对比实际到达频率与期望频率检测出来，而且如果漂移值超过网络定义的门限水平，网络将会向MES发送一个频率修正信号。

3信息同步

为了单一的信息发送，多个信道中的信令信息需要多个帧来实现。信息同步的目的在于在发送与接收端识别信令信息的开始部分。

第四篇：移动通信系统概念

移动通信系统
目录[隐藏] 移动通信系统 1 ,蜂窝系统 2 ,集群系统 3 ,卫星通信系统 4,AdHoc 网络系统 5,无线通信网 6,移动通信系统的特点 1 7,相关图书信息内容简介 1 图书目录

[编辑本段 移动通信系统 编辑本段]移动通信系统 编辑本段
移动通信系统主要有蜂窝系统,集群系统,AdHoc 网络系统,卫星通信系统,分 组无线网,无绳电话系统,无线电传呼系统等.

[编辑本段 编辑本段]1 , 蜂窝系统 编辑本段
蜂窝系统是覆盖范围最广的陆地公用移动通信系统.在蜂窝系统中,覆盖区域一 般被划分为类似蜂窝的多个小区.每个小区内设置固定的基站,为用户提供接入和信 息转发服务.移 动用户 之间以及移动用 户和非 移动用户之间的 通信均 需通过基站进 行.基站则一般通过有线线路连接到主要由交换机构成的骨干交换网络.蜂窝系统是 一种有连接网络, 一旦一个信道被分配给某个用户, 通常此信道可一直被此用户使用.蜂窝系统一般用于语音通信.

[编辑本段 编辑本段]2 , 集群系统 编辑本段
集群系统与蜂窝系统类似,也是一种有连接的网络,一般属于专用网络,规模不 大,主要为移动用户提供语音通信.

[编辑本段 编辑本段]3 , 卫星通信系统 编辑本段
卫星通信系统的通信范围最广,可以为全球每个角落的用户提供通信服务.在此 系统中, 卫星起着与基站类似的功能.卫星通信系统按卫星所处位置可分为静止轨道, 中轨道和低轨道3种.卫星通信系统存在成本高,传输延时大,传输带宽有限等不足.

上述移动通信系统都需要有线网络通信基础设施的支持,如基站,交换机,卫星 等.这些设施的建立和运转需要大量的人力和物力,因此成本比较高,同时建设的周 期也长.Ad Hoc 网络不需要基站的支持,由主机自己组网,因此,网络建立的成本 低,同时时间短,一般只要几秒钟或几分钟.上述通信系统中,移动终端之间并不直 接通信,并且移动终端只具备收发功能,不具备转发功能.而 Ad Hoc 网络由移动主 机构成,移动主机之间可以直接通信,而移动主机不仅收发数据,同时还转发数据.此外目前的移动通信系统主要为用户提供语音通信功能,通常采用电路交换,拓扑结 构比较稳定.而 Ad Hoc 网络使用分组转发技术,主要为用户提供数据通信服务,拓 扑结构易于变化.

[编辑本段 , AdHoc 网络系统 编辑本段]4, 编辑本段
Hoc 网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络, 网络中的节点均由移动 Hoc 网络最初应用于军事领域,它的研究起源于战场环境下分组无线

Ad

主机构成.Ad

网数据通信项目,该项目由DARPA资助,其后,又在1983年和1994年进行了抗 毁可适应网络SURAN(Survivable Adaptive Networ k)和全球移动信息系统GloMo(Global Information S y

stem)项目的研究.由于无线通信和终端技术的不断发展,Ad Hoc 网络在民 用环境下也得到了发展,如需要在没有有线基础设施的地区进行临时通信时,可以很 方便地通过搭建 Ad Hoc 网络实现.在 Ad Hoc 网络中,当两个移动主机(如图1中的主机A和B)在彼此的通信覆 盖范围内时,它们可以直接通信.但是由于移动主机的通信覆盖范围有限,如果两个 相距较远的主机(如图1中的主机A和C)要进行通信,则需要通过它们之间的移动 主机B的转发才能实现.因此在 Ad Hoc 网络中,主机同时还是路由器,担负着寻找 路由和转发报文的工作.在 Ad Hoc 网络中,每个主机的通信范围有限,因此路由一 般都由多跳组成,数据通过多个主机的转发才能到达目的地.故 Ad Hoc 网络也被称 为多跳无线网络.其结构如图2所示.Ad Hoc 网络可以看作是移动通信和计算机网络的交叉.在 Ad Hoc 网络中,使 用计算机网络的分组交换机制,而不是电路交换机制.通信的主机一般是便携式计算 机,个人数字助理(PDA)等移动终端设备.Ad Hoc 网络不同于目前因特网环境 中的移动 IP 网络.在移动 IP 网络中,移动主机可以通过固定有线网络,无线链路和 拨号线路等方式接入网络,而在 Ad Hoc 网络中只存在无线链路一种连接方式.在移 动 IP 网络中,移动主机通过相邻的基站等有线设施的支持才能通信,在基站和基站(代理和代理)之间均为有线网络,仍然使用因特网的传统路由协议.而 Ad Hoc 网 络没有这些设施的支持.此外,在移动 IP 网络中移动主机不具备路由功能,只是一 个普通的通信终端.当移动主机从一个区移动到另一个区时并不改变网络拓扑结构, 而 Ad Hoc 网络中移动主机的移动将会导致拓扑结构的改变.

[编辑本段 , 无线通信网 编辑本段]5, 编辑本段

分组无线网是一种利用无线信道进行分组交换的通信网络,即网络中传送的信息 要以“分组”或者称“信包”为基本单元.分组是由若干比特组成的信息段.通常包含“包头”和“正文”两部分.包头中含有 该分组的源地址,宿地址和有关路由等信息等.正文是真正需要传送的信息.适用特点:分组无线网特别适用于实时性要求不严和短消息比较多的数据通信.网络结构:星形结构 分布式结构

[编辑本段 , 移动通信系统的特点 编辑本段]6, 编辑本段
1.移动通信必须利用无线电波进行信息传输 移动通信必须利用无线电波进行信息传输 这种传播煤质允许通信中的用户可以在一定范围内自由活动,其位置不受束缚, 不过无线电波的传播特性一般要受到诸多因素的影响.移动通信的 运行环 境十分复杂,电 波不仅 会随着传播距离 的增加 而发生弥散消 耗,并且会受到地形,地物的遮蔽而发生“阴影效应”,而且信号经过多点

反射,会从 多条路径到达接收地点,这种多径信号的幅度,相位和到达时间都不一样,它们互相 叠加会产生电平衰落和时延扩展.移动通信常常在快速移动中进行,这不仅会引起多普勒频移,产生随机调频,而 且会使得电波传输特性发生快速的随机起伏,严重影响通信质量.故移动通信系统须 根据移动信道的特征,进行合理的设计.2, 通信是在复杂的干扰环境中运行的 , 移动通信系统是采用多信道共用技术,在一个无线小区内,同时通信者会有成百 上千,基站会有多部收发信机同时在同一地点工作,会产生许多干扰信号,还有各种 工业干扰和认为干扰.归纳起来有通道干扰,互调干扰,邻道干扰,多址干扰等,以 及近基站强信号会压制远基站弱信号,这种现象称为“远近效应”.在移动通信中,将 采用多种抗干扰,抗衰落技术措施以减少这些干扰信号的影响.3, 移动通信业务量的需求与日俱增 , 移动通信可 以利用 的频谱资源非常 有限, 但不断地扩大移 动通信 系统的通信容 量,始终是移动通信发展中的焦点.要解决这一难题,一方面要开辟和启动新的频段, 另一方面要研究发展新技术和新措施,提高频谱利用率.因此,有限频谱合理分配和 严格管理是有效利用频谱资源的前提,这是国际上和各国频谱管理机构和组织的重要 职责.4, 移动通信系统的网络结构多种多样 , 网络管理和控制必须有效 , 根据通信地区的不同需要,移动通信网路结构多种多样,为此,移动通信网络必 须具备很强的管理和控制能力,如用户登记和定位,通信(呼叫)链路的建立和拆除, 信道分配和管理,通信计费,鉴权,安全和保密管理以及用户过境切换和漫游控制等.5, 移动通信设备(主要是 移动台)必须适于在移动环境中使用 , 移动通信设备(主要是移动台 移动通信设备要求体积小,重量轻,省电,携带方便,操作简单,可靠耐用和维 护方便,还应保证在振动,冲击,高低温环境变化等恶劣条件下能够正常工作.

第五篇：基于移动通信系统报告

关于移动通信发展的调查报告

班级：电信姓名：李忠凯

学号：091

090819311

在世界范围内，移动通信的发展如日中天。从用户规模来看，目前全球的移动用户数已达到7亿户，并仍以每天新增70-80万户的速度增长着。在我国，截至2001年12月底，已有移动用户1.45亿户，而且还在以每月新增500万用户的速度不断增长着。在这种情况下，对现有移动通信系统进行技术改进的需求越来越迫切，一方面要求通过采用新的技术，不断提高

系统容量，以支持日益增长的移动用户数，另一方面要求提供尽可能丰富的移动业务，满足移动用户不断增长的业务需求。移动通信系统正是在这两个需求的驱动下，不断得到发展的。

一、移动通信系统的发展

从所提供业务的角度来看，移动通信的发展可以分为三个阶段。

第一阶段是提供移动语音业务，包括在2001年底已停止运行的模拟TACS系统、早期的GSM系统和IS-95系统等。

第二阶段是提供电路型数据业务，如GSM系统的电路型数据业务平面和IS-95A/B系统的电路型数据业务平面。所能提供的业务包括传真和其他承载业务，如WAP等。电路型数据业务中移动用户独占一定的无线资源，由于无线资源的限制，移动系统所能分配给某一个移动用户的无线资源有限，因此电路型数据业务的速率往往较低，如GSM系统能提供的业务速率约为10kbit/s。由于速率较低，数据量较少，因此在实际应用中使用得较少。联通公司在新建立的CDMA系统中就没有建设电路型数据平面，为提高电路型数据业务的速率，GSM和CDMA系统都考虑使用多信道捆绑的方式来提高业务速率，如GSM系统曾发展为HSCSD，IS-95A系统发展为IS-95B，支持最多8个信道的捆绑，但由于无线资源的限制，在实际运行中仍难以达到较高的速率。HSCSD尚未进入商用阶段就被放弃，取而代之的是分组数据业务GPRS。

IS-95B在日本和韩国得到一定程度的应用，业务速率可以达到64kbit/s。

第三阶段是提供分组数据业务，如GPRS系统和cdma2000-1x系统。Internet是一种典型的分组数据业务，随着Internet用户的快速增长，对移动Internet接入的需求不断增加。近几年来，全球几乎所有的移动运营商和设备开发商都将注意力集中在分组数据业务的开发和试验上。GSM系统希望首先演进为GPRS技术，实现分组数据业务，并最终过渡到W-CDMA技术，以进一步提高业务速率。IS-95系统将升级为cdma2000-1x系统，然后随着业务速率的提高，将逐步升级为1xEV DO(HDR)或1xEV DV技术。

与电路型数据业务下移动用户长时间独占一定的无线资源不同的是，在分组数据业务下，所有的移动用户共享无线资源，并且每个用户只在有业务数据传送时才动态地申请和占用无线资源，因此采用分组数据方式可以做到“永远在线”。如GPRS的峰值速率为115.2kbit/s，cdma2000-1x系统的峰值速率为153.6kbit/s，因此与电路型数据业务平面相比，分组数据业务平面更适于支持移动Internet业务。但另一方面，由于在分组业务下，多个移动用户共享一定的无线资源，因此尽管分组业务可以有较高的峰值业务速率，但在用户进行数据传送期间内的平均业务速率仍然较低，而平均业务速率与峰值业务速率的比值也成为衡量系统技术的一项重要指标。从近一年多的试验来看，GPRS的平均业务速率可以达到20kbit/s-40kbit/s，cdma2000-1x技术的平均业务速率为70 kbit/s-80kbit/s。相比较而言，cdma2000-1x技术较GPRS技术成熟。三代技术的核心就是解决如何更好地支持分组数据业务，一方面需通过采用更先进的空中接口技术提高峰值传输速率，同时还要通过改进资源调度算法提高平均业务速率，以满足移动通信发展的需求。

二、三代及三代增强技术

1999年11月，ITU确定了三代标准的五种技术，其中最具代表性的是三种基于CDMA的技术，即DS0-CDMA(WCDMA)、MC-CDMA(cdma2000)、TDD-CDMA(HCR TDD和LCR TDD)。这三种技术具有不同的特点。

(一)MC-CDMA(cdma2000)

MC-CDMA(cdma2000)由美国提出，是由IS-95系统演进而来的，并向下兼容IS-95系统，主要技术掌握在Qualcomm公司手中。IS-95系统是世界上最早的CDMA移动系统，已在世界范围内进行了10多年的试验和运营，现已被证明是十分稳定的系统。cdma2000系统继承了IS-95系统在组网、系统优化方面的经验，并进一步对业务速率进行了扩展，同时通过引入一些先进的无线技术，进一步提升了系统容量。

cdma2000系统在空中接口方面完全向下兼容IS-95系统。在核心网络方面，cdma2000系统继续使用IS-95系统的核心网作为其电路域来处理电路型业务，如话音业务和电路型数据业务，同时在系统中新增加分组域设备(PDSN和PCF)来处理分组数据业务。因此在建设cdma2000系统时，原有的IS-95的网络设备可以继续使用，只要新增加分组域设备即可。在基站方面，由于IS-95与1x的兼容性，可以做到仅更新信道板，并将系统软件升级，即可将IS-95基站升级为cdma2000-1x基站。联通公司在其CDMA网络建设中就是采用了这种升级方案。由于cdma2000系统具有良好的兼容性，因此现在已有多家厂商可以提供cdma2000-1x的商用设备。在韩国已经开始了cdma2000-1x的商业运营，实际测试结果表明，对于语音业务，1x系统的容量是IS-95系统的1.6倍。现对cdma2000技术的增强，即1xEV的研究和标准化工作正在进行，其第一个增强版1xEV DO(HDR)已被ITU接纳为国际标准，1xEV DV标准正在制定中。HDR是完全针对分组数据业务设计的无线技术，在一个1.25MHz带宽内可以提供的峰值速率为2.4Mbit/s，已达到ITU对三代系统的速率要求。使用HDR技术时，分组数据业务仍然利用分组域设备(PDSN和PCF)来处理，无需再增加网络单元。由于HDR在射频方面与cdma2000-1x/IS-95完全相同，因此只需在原cdma2000-1x基站中更新HDR信道板，再将软件升级即可。现在Qualcomm公司、日本和韩国已开始进行现场试验，峰值速率可达到2.4Mbit/s，平均速率可达600kbit/s-1.2Mbit/s。

HDR需使用一个独立的1.25MHz载波来传输分组数据业务，采用时分复用的方式并利用基于传输质量的调度算法实现多个移动用户共享全部的无线资源。从理论上讲，将资源占用较少的话音业务与短时资源占用较高的分组数据业务放在同一个载波内进行传输，通过合理的优化可以实现更高的无线资源利用率，但由于话音业务和分组数据业务对服务质量(QoS)的要求有较大的差异，优化算法将变得十分复杂。1x EV DV正在向这个方向努力，预计2002年上半年可以完成标准化工作。

(二)DS-CDMA(W-CDMA)

DS-CDMA(W-CDMA)由日本和欧洲提出，从事W-CDMA标准研究和设备开发的厂商最多，其中包括爱立信、诺基亚、北电、摩托罗拉、三星、西门子/NEC和阿尔卡特/富士通等。在W-CDMA的市场前景尚无法预知的情况下，Qualcomm公司也已开始着手进行W-CDMA基站和终端芯片的开发。为打破Qualcomm公司对CDMA技术的垄断，W-CDMA在最初设计时，采用了一些技术试图绕过Qualcomm公司的专利，如基站间不采用GPS进行同步、不采用连续导引信道的系统/小区搜索方法等。但这些技术的采用将直接影响到CDMA的一些固有优势的发挥，如软切换等，因此这些技术在实际运用中的效果还需验证。尽管理论上W-CDMA系统在异步的情况下仍可以进行软切换，但几乎所有现在开发的设备都使用了GPS进行同步，或使用较高代价实现基于网络的同步方案。随着标准化工作的展开，在W-CDMA系统中也逐渐引入了连续的导引信道，使得终端系统得到简化。现在W-CDMA将连续导引信道和不连续导引信道的方式都保留在标准中，具体使用哪种方式可以由厂家自行决定，因此W-CDMA未来可能会出现较多的互联问题，而且两种导引信道同时存在增加了系统的开销。有消息说，Qualcomm公司在开始开发W-CDMA芯片前，曾用了一年半的时间研究需开发W-CDMA的哪些功能项，但最终难以决定。如，若使用连续导引信道方式，则系统性能最佳，且与IS-95/cdma2000-1x十分相似，开发也很容易，但考虑到由于专利问题，其他厂家极有可能使用非连续导引信道的方式，则将来在终端的互联上可能存在较大的问题。上述担心造成Qualcomm公司的W-CDMA芯片开发计划一再推迟。尽管Qualcomm公司现在已着手开发W-CDMA芯片，但仍将很多问题留到未来互联时再确定。国内一些制造商现正在进行W-CDMA设备的开发，也将面临着同样的问题。

由于开发W-CDMA设备的厂家很多，因此造成投资比较分散，技术问题没有得到集中解决，这又将给未来系统互联造成较多的问题。同时W-CDMA的核心专利被21家公司掌握，因此对国内的设备开发厂商来说，未来在专利问题的处理上也将会十分复杂。

W-CDMA系统每个载波占用5MHz的带宽，每个运营商在布置W-CDMA系统时仅能使用2-3个载波，因此W-CDMA在初始设计时，即考虑在同一个载波内支持话音和数据业务。为此，W-CDMA系统定义了十分复杂的MAC层，根据不同的业务类型使用不同的复接方案。由于MAC层过于复杂，众多的基站和终端厂商几乎都只能支持其中的一个子集，这就进一步增加了系统互联的难度和复杂程度。

另一方面，W-CDMA将不同QoS要求的业务在同一个载频内进行共同优化，其过程会比较复杂。另外，由于W-CDMA试图通过MAC层将不同QoS要求的业务复接在一个或多个物理信道上，这种复杂的复接方法削弱了业务的QoS与物理层的无线资源控制间的关系，增加了对无线资源管理的难度。因此W-CDMA在短时间内很难将其系统容量优化到可以与cdma2000-1x比拟的程度。

W-CDMA的主要运营商将会出自于现在的GSM运营商，对于GSM运营商来说，理想的演进方式是GSM→GPRS→EDGE/W-CDMA，即首先通过GPRS建立全新的分组域核心网络，再引入EDGE/W-CDMA提高业务速率。但由于GPRS在近期的试验结果不是很好，因此对W-CDMA的推广会产生一定的影响。同时由于W-CDMA在开发中发现的问题较多，使得W-CDMA的商用计划一再推迟，所有这些问题都使得W-CDMA已不像两年前那样被广泛看好。如果W-CDMA不能尽快进入运营阶段，也不能排除原GSM运营商直接采用HDR技术提供分组数据业务，并过渡到全面使用cdma2000技术的可能。(三)TDD-CDMA(HCR TDD和LCR TDD)

TDD-CDMA包括两种制式，即欧洲提出的TD-CDMA(ITU标准中称为高码片速率TDD，HCR TDD)和中国提出的TD-SCDMA(ITU标准中称为低码片速率TDD，LCR TDD)。

HCR TDD最早由西门子公司提出，主要是针对解决微蜂窝和微微蜂窝覆盖的技术方案。但由于技术和资金等方面的原因，西门子已逐渐放弃其HCR TDD的研究和开发，而转入与大唐合作开发TD-SCDMA。因此事实上TDD-CDMA的标准只剩下TD-SCDMA。

TD-SCDMA是由我国的大唐集团在原SCDMA技术上提出的一种TDD技术方案，并希望能够用于支持从微微蜂窝至宏蜂窝的各种应用环境。TD-SCDMA中使用了大量的先进技术，如智能天线技术和联合检测技术等。所有这些技术以及TDD的组网方案都还未在其他系统中得到较好的运用，因此与W-CDMA相比，TD-SCDMA更不成熟，也更需要时间进行验证。

在标准中，智能天线技术和联合检测技术均为可选择使用的技术，但如果不采用这两项技术，TD-SCDMA的系统容量将远远低于cdma2000系统。除了这两项技术本身需要验证外，由于使用这两项技术，还使得基站间的同频覆盖变得较难解决，如不解决同频覆盖问题，则TD-SCDMA的系统容量也将远远低于cdma2000系统。

另外，在使用了智能天线技术、联合检测技术和TDD技术后，在网络规划和网络优化方面也与其他系统存在较大的差异，几乎没有可借鉴的经验，这也给TD-SCDMA的大规模商用设置了不小的障碍。

TD-SCDMA除空中接口技术外，高层沿用了W-CDMA的协议栈，只是针对物理层的改变作了适当的修改。TD-SCDMA是一种时分复用系统，在复用策略上与W-CDMA存在较大的差异，因此沿用W-CDMA复杂的MAC层方案可能会产生比W-CDMA更多的问题，这些问题在无线资源管理和优化上会显得尤为突出。因此TD-SCDMA需要更大的投入来解决这些问题。

由于TD-SCDMA是时分复用系统，所以从技术的角度来看，GSM/GPRS的核心网络和高层协议更适合于TD-SCDMA，而不是3GPP的网络结构和高层协议。因此西门子和大唐也提出了TD-SCDMA over GSM(TSM)的技术方案，但该方案现在还未得到运营商的广泛认可。如果排除系统推出时间上的问题，TSM与EDGE相比应该有较大的技术优势。

由此可见，在所有的3G技术方案中，cdma2000技术较为成熟，具有最好的系统性能和最强的适用性，而且从2G向3G的过渡方案也是最平滑的，因此，cdma2000系统较W-CDMA和TD-SCDMA会最早投入商业运行。HDR技术是最成熟的基于微蜂窝和宏蜂窝的数据接入解决方案，并且能够满足运营商和用户的全部需求，现已开始技术试验，相信2002年底即可投入商业运营。