（信号与信息处理专业论文）wlan和cdma2000网络融合的研究和实践.pdf

独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：垒受豆 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期| 日j 论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 日期：壶z 竺! 厶! z 日期：2 q 翌： 12l j 。 - w l a n 和c d m a 2 0 0 0 网络融合的研究和实践 w l a n 和c d m a 2 0 0 0 网络融合的研究和实践 摘要 全业务运营时代的到来使得运营商将w l a n 和传统核心网相融 合的运营方式作为主要的推广手段，进而加强自身在数据业务上的竞 争力。 在这种形势下，若要实现为用户提供更多样更便捷的应用服务和 优化自身资源配置的目的，必须要对现有的网络结构进行调整，并且 提供良好的鉴权方式，策略管理机制等来保证在提供融合服务的过程 中用户应用的安全性和可靠性。 本文主要分析了有关w l a n 和c d m a 2 0 0 0 核心网融合的不同阶 段的应用需求，以及不同阶段需求所应用的网络架构，着重分析了基 于用户通过w l a n 接入c d m a 2 0 0 0 分组域业务应用场景下的接入过 程，资源控制方法，计费，移动性管理。并且设计一个接入系统模拟 用户通过w l a n 对c d m a 2 0 0 0 分组数据业务的接入过程。系统设计 采用模块化的思想，主要包括：网络接口模块，配置管理模块，i p s e c 处理模块，载荷处理模块，状态处理模块。经测试表明，所设计系统 能够在所要求条件下完成i p s e c 隧道建立，模拟用户接入过程。 关键词：w l a nc d m a 2 0 0 0 融合p d i f i k e 北京邮f u 人学f i | j ! 卜学位论文 w l a n 和c d m a 2 f ) 0 ( ) 网络融合的研究和实践 - 北京i h l ；l l 人学坝卜学 i ! 论殳 w l a n 和c d m a 2 0 0 0 网络融合的研究和实践 o s t u d ya n dl m p l e m e n t a t i o no nt h e i n t e r w o r k i n go fw l a na n dc d m a 2 0 0 0 a bs t r a c t t h ee m e r g i n go fw h o l e - s e r v i c et i m ed r i v e st h et e l e - o p e r a t o r st ou s e t h ec o m b i n a t i o no f 、札a na n dt r a d i t i o n a lc o r en e t w o r ka st h em a i n o p e r a t i n gm e t h o d ，a st oi n c r e a s ec o m p e t i t i v e n e s so nd a t as e r v i c e i ns u c hac a s e ，i no r d e rt od i v e r s i f yt h es e r v i c ep r o v i d e dt ou s e r sa n d s t r e n g t h e n r e s o u r c ea d v a n t a g e ，o p e r a t o r sn e e dt o a d j u s tt h ec u r r e n t n e t w o r ki n f r a s t r u c t u r e ，p r o v i d es o l i da u t h e n t i c a t i o nm e t h o dt oe n s u r et h e s e c u r i t ya n dr e l i a b i l i t yd u r i n gt h eu s e r sa c c e s s t h e p r e s e n tp a p e ra n a l y z e s t h e r e q u i r e m e n t s o ft h ed i f f e r e n t i n t e r w o r k i n gs t a g eb e t w e e nw l a na n dc d m a 2 0 0 0 ，a n dp r e d i c t st h e n e t w o r ka r c h i t e c t u r e r e s p o n d i n gt ot h ee a c hs p e c i f i cr e q u i r e m e n t i n p a r t i c u l a r l y , b a s e d o nt h es c e n a r i oo fu ea c c e s s i n gt h ep a c k e td a t a s e r v i c eo fc d m a 2 0 0 0 ，a n a l y z et h ea c c e s sp r o c e s s ，r e s o u r c ec o n t r o l l i n g ， c h a r g i n g ，a n dm o b i li t ym a n a g e m e n t f u r t h e r , d e s i g na a c c e s ss y s t e mt os i m u l a t et h eu e s e r sa c c e s st o c d m a 2 0 0 0p a c k e ts e r v i c ev i aw l a n t h es y s t e m d e s i g n u s e s m o d u l a r i z a t i o n ，m a i n l yi n c l u d i n g ：n e t w o r kp o r tm o d u l e ，c o n f i g u r a t i o n 北京批i u 人学f i ! ! ；! 卜誓化论文 w l a n 和( 1 d m a 2 0 0 0 网络融合的研究和实践 m a n a g e m e n tm o d u l e ，i p s e cm a n a g e m e n tm o d u l e ，s t a t em a n a g e m e n t m o d u l e i th a si n t e g r a t e df u n c t i o n ，e a s yt oa c h i e v e a c c o r d i n gt ot h et e s t r e s u l t ，t h es y s t e mc o u l de s t a b l i s h i p s e ct u n n e l ，m o d u l a r i z et h eu s e r a c c e s s k e yw o r d s ：w l a nc d m a 2 0 0 0 i n e r w o r k i n g p d i fi k e 2 ，3c d m a 2 0 0 0 分绑髫摇必务少厦7 2 2w l a n 系统介绍8 2 2 w l a n 劢议摊9 2 2 2w i a n 膨缉仞，力对9 2 3 w l a n 和c d m a 2 0 0 0 组网特性和参数比较 第三章w l a n 和c d m a 2 0 0 0 融合方案 1 2 3 1w l a n 和c d m a 2 0 0 0 的融合要求1 2 3 2 w i ，a n 和c d m a 2 0 0 0 融合的网络架构1 3 3 2 1 共用一个鉴权和计费结构静瘟用场景l5 3 2 2 通过w l a n 接入到c d m a 2 0 0 0 的分纽数据的应用场景1 7 3 2 3 保持会话连续性豹肫用场景l8 3 2 4 紧耦舍结构应胃的积c s 域切换的陂胃场景1 9 第四章融合的业务应用 4 1 接入过程2 3 彳j ，用鳓镪2 3 4 1j 2 通过w l a n 接入翻c d m a 2 0 0 0 分级数据业务的接入过程。2 s 彳，3i p s e c 笺f j i 务2 5 4 j 4i k e v 2 蔗g 爻攒笳猩2 7 4 1 5 基于纩石以历加$ f j i k e v 2 2 9 北京i l ! l ：i u 人学倾i ：学f p 沦文w l a n 和c d m a 2 0 0 0 网络融合的研究和实践 4 2 策略管理3 3 4 2 m m dj h 缎3 3 4 2 2s b b c 殄绍3 5 4 3 计费3 7 4 4 移动性管理3 8 4 4 i 在不同w l a n2 闯的移动性管理3 8 4 。4 。2 在w l a n 斫5 7 c d m a 2 0 0 0 网络2 闻的切换4 0 第五章l i e 通过w l a n 获取c d m a 2 0 0 0p s 域业务的接入功能实现4 6 5 1 接入功能的总体设计目标4 6 5 2 总体设计思想4 6 5 3 模块设计4 7 5 4 状态机4 9 5 4 ，u e 弼坝圣砚4 9 5 4 2 肋俨谳参规5 ， 5 5 符个模块功能实现5 3 j j j 助燃“燃一5 3 5 5 2 配置管理模块5 4 5 5 3i p s e c 堑鲤副枣瓒，6 j 5 4 雾z 手短雹亭舀g ：共5 8 5 5 5 截铹磁鲤利枣荔色粥 5 6 接入功能测试5 9 5 6 1 苏彰声协善襄5 9 5 6 2 接入系统协商生成安全联盟灏试6 0 第六章总结及展望 参考文献 致谢 6 5 作者攻读学位期间发表的学术论文 6 6 6 8 6 9 北京峨l u 人学倾f j 学位论文w l a n 和c d m a 2 ( ) 0 0 网络融合的研究和实践 1 1 课题背景和意义 第一章引言 2 0 0 9 年初，工业和信息化部发放了三张3 g 牌照，其中，批准中国移动增加 基于t d s c d m a 技术制式的3 g 牌照，中国电信增加基于c d m a 2 0 0 0 技术制式的 3 g 牌照，中国联通增加基于w c d m a 技术制式的3 g 牌照。并且，在公布的重组 方案中，对固定网络的运营权也进行了分配，三家运营商正式成为全业务运营商。 对于用户来说，3 g 应用下的全业务时代的到来意味着更为便捷更为丰富的应用； 对于运营商来说，3 g 应用下全业务时代的到来意味符史广嗣的l ，场空川和新的 利润增长点。 全业务运营时代固然给各大运营商带来了新的发展机会，但是也对运营商传 统的运营模式，尤其是数据类业务的运营模式提出了新的挑战。在传统的移动数 据领域，消息类的业务如短信、彩信等占据主导，但是随着用户新需求的出现和 业务运营环境的改变，非消息类的业务逐渐处于上升趋势。比较典型的数据业务 应用有：多媒体类，移动综合资讯类，下载类，融合视频类。表1 1 显示了个人 数据业务的分类以及应用【l 】。这些典型的新应用都有如下的特点：对网络带宽的 要求较高，多为同时涉及多种应用的业务，并且都是在分组域上承载的。这就要 求运营商进一步的完善传统的网络架设，整合宽带骨干网络和移动核心网资源。 表1 - 1 个人数据业务的分类及举例 序号类别说明举例 l信息通过移动网络运营商或服务提供商获得( 主动大气预报、位置服务、字典 类或被动) 所需的信息内容黄页 2沟通通过移动网线进行以沟通、交流为目的的活 点对点短信彩信、电子邮件、 类动，通常是在移动用户之间进行的即时通讯 3娱乐通过移动网络进行以娱乐为目的的活动，可以游戏、音乐、视频剪辑 类是单川户的，也可以是交且的 4交易 通过移动网络进行移动金融、贸易交易，通常 手机小费支付，手机信用膏、 类会涉及查询、验证、支付等在线业务组成在线交易 5连接把移动网络作为通道，将手机或其他终端迮接手机直接上网、连接p c 上网 类入其他的网络( 以i n t e m e t 为主)数据膏 w l a n 和c d m a 2 0 0 0 川络剁! 介的 i j 可c f f l 填跤 事实上，运营商本身也感受到了新的市场需求下的巨大利润潜力和运营挑 战，并且也j i ：始着手部署町以提供- 岛速带宽，书富多媒体j 逦| j 的网络。其i f l ， 3 g + w l a n 的运营模式对满足用户的应用需求和加强自身的网络建设方面都可 以起到很大的作用。只不过之前由于国家相关部委对于无线局域网相关标准的接 入设备准入政策等原因，导致这种运营模式并不明朗。随着工业和信息化部门有 关文件明确，运营商部署热点的时候，必须采用w i f i ( w i r e l e s sf i d e l i t y 无线高保 真) 和w a p i ( w l a na u t h e n t i c a t i o na n dp r i v a c yi n f r a s t r u c t u r e 无线局域网兼备与 保密基础架构) 两种标准的设备，应用终端同样也需要同时支持w i f i 和w a p i 。 在这种形势下，运营商都把3 g + w l a n 作为主要的推广手段。以中国电信为 例，目前上市的3 g 智能手机中，9 0 均带有w l a n 躏_ , t l a 口。在集采e v - d o 手机时， 大量样机也都带有w l a n 功能。并且中国电信已在南方2 1 省做了w i f i 热点的部 署，计划到2 0 0 9 年年底完成2 5 万个热点覆盖。据了解，上海已经建设3 0 0 0 个热 点、广东建成1 4 0 0 个w i f i 热点( 截至至1 j 2 0 0 9 年5 月) 、武汉覆盖5 0 0 个热点场地( 2 0 0 9 年4 月底) ，浙江年底前建成8 0 0 0 个，江苏已在全省命设了8 0 0 0 余个接入点，南京 市则计j e t 2 0 0 9 年年底建成8 0 0 0 个接入点。无疑，完成后，w i f i 热，i 覆盖范闱将得 到极大拓展。据推算，中州电信计划部署的热点一j 能高达1 0 万个，涉及上海、杭 州、南京、武汉、南昌等全国近3 0 个城市的无线建设。 中国电信作为一个刚取得移动网络运营权的全业务运营商，见证通信业务发 展正流程，即从固定业务向移动业务的转变，从语音业务向数据业务的转变，在 未来的发展中，是否能占领移动数据运营的先机，关系到未来发展的方向和上升 空间。在这种情况下，电信势必会加大力度采用3 g + w l a n 的方式来充分利用自 己现有丰富的网络资源，提升自身在全业务运营上的竞争力。 因此，能否实现w l a n 和c d m a 2 0 0 0 系统的良好融合，同时实现安全的接入， 有保障的应用质量，不间断的业务体验，正确而简单的计费，是运营商能否立足 于全业务运营时代的关键之所在。 1 2 主要工作 本文主要介绍了有关w l a n 和c d m a 2 0 0 0 核心网融合的不同阶段的应用需 求，以及对应不同阶段需求所定义的应用场景的网络架构。着重分析了用户通过 w l a n 接k 至u c d m a 2 0 0 0 的分组数据应用的场景下的接入过程，策略管理，移动 性管理。并且设计了一个接入系统模拟用户通过w l a n 对c d m a 2 0 0 0 分组数据业 务的接入过程。 北京邮i u 人学f 映f j 。学位论文 、7 l a n 壬jc d m a 2 0 0 0i x q ； 剁：f ? n 0 圳，科l 丈践 1 3 本文各章节的安排 第一章主要介绍了课题的实施背景和意义，以及本文的主要工作和各章节的 内容安排。 第二章主要为相关的原理说明，分别介绍了有关c d m a 2 0 0 0 系统和w l a n 系统的技术发展，组网方式和二者在相关指标上的对比。 第三章主要为c d m a 2 0 0 0 和w l a n 融合的方案说明，包括工作组所定义的不 同阶段的融合要求，以及对应于各个阶段要求的应用场景的网络结构。 第四章主要为基于用户通过w l a n 接入蛰j c d m a 2 0 0 0 的分组数据应用的场 景下用户业务应用的具体接入过程，策略管理，移动性管理等。 第五章主要为设计用以模拟用户通过w l a n 对c d m a 2 0 0 0 分组数据业务的 接入过程的接入系统以及相关实现方法。 第六章主要为总结本文所做得工作内容以及展望未来的研究方向。 北京邮i u 人。学f 砚f j 学他论文 、l a n 阳c d m ，2 0 0 0f ( 络剐! 、的训7 孙戈跋 第二章相关原理 美国高通公司研制和开发的国际标准有c d m ao n e ，c d m a 2 0 0 0 1 x ， c d m a 2 0 0 0 3 x 等，这几个移动通信的标准不仅在制式上，而且在网络结构上也是 十分相近的，具有很多兼容性。在这部分的介绍中，将这几个移动通信标准放在 一起来进行简要的说明，可以更加清楚的明白有关c d m a 网络的发展和演进历 程。 2 1c d m a 2 0 0 0 介绍 2 1 1c d m a 2 0 0 0 技术发展简介 c d m a 2 0 0 0 技术足山c d m ao n e 核心技术发展而米。c d m ao n e 是以i s 一9 5 标准为核心的系列标准的总称，其包含i s 9 5 ，i s 9 5 a ，t s b 7 4 ，s t d 0 0 8 ，i s 9 5 b 等。其中，i s 9 5 是在这个系列的标准中最先发布的标准，而i s 9 5 a 做为i s 9 5 的 改进版本，则是i s 9 5 系列中第一个商用化的标准。其中的t s b 7 4 贝j j 可以看做是 i s 9 5 a 的语音升级后的标准，s t d 0 0 8 标准则是为了支持较高速率的数据通信而 进行改进的一个版本，亓i j i s 9 5 b 贝j j 将i s 9 5 a 的最低速率从8 k b p s 提高至l j 6 4 k b p s 。 美国为了将c d m ao n e 系列标准进一步升级到第三代移动通信又制订了一 系列标准，这些标准被称为c d m a 2 0 0 0 。c d m a 2 0 0 0 系列标准主要包含 c d m a 2 0 0 0l x ，c d m a 2 0 0 0 1 x e v 和c d m a 2 0 0 03 x 系列。 c d m a 2 0 0 0l x 属于2 5 g 技术，可以提供电路或分组数据业务，其中电路业 务的速率可以达到1 4 4 k b p s 以上。并且在c d m a 2 0 0 0l x 技术中增加了辅助信道， 对于一个用户可以同时承载多个数据流信息。这样，相对于i s 9 5 a 系统而言， c d m a 2 0 0 0l x 所能提供的业务就有了很大的提高，从这点上来讲，也为未来能 够支持多媒体分组业务打下了坚实的基础。 c d m a 2 0 0 0 1 x e v 只占用一个载波1 2 5 m h z 的带宽，与c d m a 2 0 0 0l x 所占用 的带宽相同，但是实际上却属于3 g 技术，他能够完全实现第三代移动通信的业 务要求。这样技术主要可以分为两个阶段：c d m a 2 0 0 0 1 x e v ( e v o l u t i o n ) 一d o ( d a t ao n l y & d a t ao p t i m i z e d ) 和c d m a 2 0 0 0lx e v ( e v o l u t i o n ) - d v ( d a t a & v o i c e ) 。其中c d m a 2 0 0 01x e v ( e v o l u t i o n ) d 0 ( d a t ao n l y & d a t ao p t i m i z e d ) 在不同于语言业务的独立载波上提供分组数据业务，c d m a 2 0 0 0 1 x e v 、l a n 御c d m a 2 0 0 0i t q 络髓i ! f ? 的f l j f 可【和l j ：践 ( e v o l u t i o n ) d v ( d a t a & v o i c e ) 则可以在和l x 语音业务共享币载波上面提供 分组数据业务。 c d m a 2 0 0 03 x 占用三个载波，每个载波上都采用1 2 2 8 8 m c p s 的直接( d s ) 扩频，所以可以将其称为是多载波( m c ，m u t i p l ec a r r i e r ) 方式。但是由于在性 能上没有c d m a 2 0 0 0 1 x 优越，所以目前来讲这一方案基本上处于被搁置，没有制 造商问津的状态。 c d m a 2 0 0 0 系列标准的主要物理参数都是相同的，而j 下是由于空中接口标准 上的兼容和载频上的重合，c d m ao n e 的终端可以漫游至i j c d m a 2 0 0 0 1 x 及1 x e v 系统，c d m a 2 0 0 0 的终端在c d m ao n e 的系统中也能够正常使用。对用户来说， 购买终端的投资得到了最大程度的保护。 2 1 2c d m a 2 0 0 0 网络结构 图2 1 显示了c d m a 2 0 0 0 的简要网络结构【2 1 ，包括c d m a 2 0 0 0 网络的基本组 成部分以及各个部门的主要功能。 无线接入i q 尢线核心h 奉地核心州 图2 1c d m a 2 0 0 0 网络结构图 从上图中，我们可以看到的是，整个c d m a 2 0 0 0 网络主要山无线接入网，无 坝i j 一学化论文 w l a n 和c d m a 2 0 0 0m 络剐! f 的研究和实践 本地核一心网三部分组成。 ( 1 ) 尤线接入网部分 这部分包括了全部的空中接口部分，基站的发送，接收系统b t s ( b a s e t r a n s c e i v e rs t a t i o n ) ，基站控制器b s c ( b a s es t a t i o nc o n t r o l l e r ) 和分组控功能p c f ( p a c k e tc o n t r o lf u n c t i o n ) 。当用户试图进行连接到c d m a 2 0 0 0 核心网络时，m s c 可以根据s e r v i c eo p t i o n 来判断用户所申请应用的是语音业务还是数据业务，如果 判断用户申请的是数据业务，那么m s c 就联系p c f ，进而触发p c f 和p d s n 建立 连接。p c f 主要负责与分组数据业务有关的无线资源的控制，具体主要包括：建 立，保持和终止至i p d s n ( 分组业务节点) 的2 层连接；将移动终端i p 映射到连接 参考到唯一的2 层连接标识符以便能和p d s n 进行通信；与r r c ( 无线资源控制) 通信，请求和管理无线资源；保持无线资源状态( 如激活，休眠) ；缓存由p d s n 来的数据包；收集和发送与计费系统的空中链路信息到p d s n ；与p d s n 进行互 操作支持休眠态功能。p c f 是c d m a 2 0 0 0 为分组数据业务新增加的部分，可以将 其视为分组域的一个组成部分。 ( 2 ) 无线核心网部分 这部分主要包括核心网的电路域( c i r c u i ts w i t c h ) ，核定网的分组域( p a c k e t s w i t c h ) ，智能网部分，无线应用协议部分，短消息和定位功能部分。 核心网的电路域主要包括：移动交换中, l m s c ( m o b i l es w i t c hc e n t e r ) ，访 问位置寄存器v l r ( v i s i tl o c a t i o nr e g i s t e r ) ，归属位置寄存器h l r ( h o m el o c a t i o n r e g i s t e r ) 以及鉴权中, l , a c ( a u t h e n t i c a t i o nc e n t e r ) 。 核心网的分组域包括：分组数据服务节点p d s n ( p a c k e td a t as e r v i c en o t e ) ， 外地代理f a ( f o r e i g na g e n t ) ，认证j 受权厂计费单元a a a 服务器( a u t h e n t i c a t i o n ， a u t h o r i t ya n da c c o u n ts e r v e r ) 和本地归属代理h a ( h o m ea g e n t ) 。其中p d s n 的 主要功能为：建立、维护和终断用户的p p p 会话；支持简单和移动i p 分组业务； 通过无线分组接口建立、维持和终断与无线网络的逻辑链接；进行移动台用户到 a a a 服务器的认证、授权和计费；接受来自a a a 服务器的对于移动用户的服务 参数；路由去往和来自外部分组数据网的数据包；收集转接到a a a 服务器的使 用数据等。 智能网部分主要包括：m s c s s p ( m o b i l es w i t c hc e n t e r s e r v i c es w i t c h i n g p o i n t ) 移动交换中心业务交换节点，面向用户的入口，用来识别用户对智能网 的呼叫；i p ，业务控制节点s c p ( s e r v i c es w i t c h i n gp o i n t ) ，完成对业务的控制， 通常由大、中型计算机和大型数据库组成等；业务管理系统( s m s ) 一它是智能网 中的操作、维护、管理及监视系统。智能网可以根据用户需要灵活地引入多种新 业务，便利用户使用，同时还可以降低电信网的建设成本，提高经济效益。 w l a nf | 1c d m a 2 0 0 0i t q i 一心f 巾0 明4 ， = f l 。尤践 无线应用协议部分主要包括：互通功能1 w f ( e t h e r n e tm u l t i s e r v i c e i n t e r w o r k i n g ) 及w a p ( w i r e l e s sa p p l i c a t i o np r o t o c 0 1 ) 例关等。 ( 3 ) 本地核心网 这部分主要包括：电路域的p s t n i s d n ( p u b l i cs w i t c h e dt e l e p h o n e n e t w o r k i n t e g r a t e ds e r v i c ed i g i t a ln e t w o r k ) 网和分组域的i p 网。 2 1 3c d m a 2 0 0 0 分组数据业务应用 根据3 g p p 2 协议相关的规定，c d m a 2 0 0 0 分组数据业务应用可以分为简单i p 和移动i p 两种模式。 其中，c d m a 2 0 0 0 分组数据业务的最基本的形式是基于简单i p 的数据业务， 这种业务在某种程度上来说和拨号业务相似。在用户应用c d m a 2 0 0 0 提供的数据 业务的时候，需要采用和拨号应用相似的方式来和p d s n 建立p p p 连接，当用户 终止数据业务的时候，断丌连接。c d m a 2 0 0 0 提供给用户的数据都要由p d s n 负 责收发。在用户连接的时候，可以获得一个由p d s n 分配的i p 地址，用户每次连 接所得到的这个i p 地址叮能是不同的。女| l 果这个用户一亢都处在同一个p d s n 所 能覆盖的网络中，用户可以保持所分配的i p 地址不变。一旦用户的位置离丌了上 面所述的p d s n 所覆盖的网络，那么用户目前和网络的连接将被中断，用户所使 用的数据业务随即也被中断。如果用户希望继续使用数据业务，必须重新发起数 据呼叫。在重新发起数据呼叫的过程中，拜访地的p d s n 将给用户重新分配一个 新的口地址。我们可以看到，在这个过程中，用户每次连接得到的p 地址可能不 同，所以这种简单i p 的模式只能提供用户发起的且i p u l l 模式的业务业务。例如： i n t e r n e t 浏览，w a p 浏览，b r e w 下载，e m a i l 收发等业务，而不能提供由网络侧 发起的业务，例如信息定制等。并且，我们也可以看到，在这个过程中，由于存 在p d s n 的切换，所以不能保证业务的连续性，会严重影响用户体验。 相对于简单i p 的模式，c d m a 2 0 0 0 网络能过支持的另外种移动分组数据业 务是移动i p 。当用户采用移动i p 接入时，可以使用静态或动态的i p 地址。具体的 选择将取决于运营商的策略。使用移动i p 的用户可以在c d m a 2 0 0 0 网络的分组域 内自由移动，都可以保持同一个i p 地址。因此，应用移动i p 的情况下，除了能提 供简单i p 所提供用户发起的的业务，还可以有能力提供由网络侧发起的p u s h 类 型的业务。 和简单i p 的应用相比，移动i p 网络中增加了家乡代理( h o m ea g e n t ) ，同时 p d s n 增加了访问代理( f o r e i g na g e n t ) 的功能。签约的移动用户通过p d s n f a 向h a 注册，并且可以从h a 获得i p 地址，就可以访问外部网络。h a 与p d s n 之间 的通信通过移动i p 协议进行，h a 和a a a 之间的通信按照r a d i u s 协议进行。其中， 和c d m a 2 0 0 0f f j 络冽! ? ? 的j f j 究和爻战 l i n kr e c o r d ；另一部分信息是由p d s n 自己收集，主要包括收发包的统计，p p p 连接的起始时问等信息。p d s n 除了能在p p p 连接建立于拆除的时候向r a d i u s h 艮务 器发送计费信息以外，还要支持定量，定时和定点的计费信息。p d s n 搜集p c f 发送的计费信息以及本身产生的计费信息，生成用户数据记录u d r ( u s e rd a t a r e c o r d ) 。并以符号r a d i u s 的格式发送给r a d i u s 服务器，r a d i u s 服务器都以n a i ( n e t w o r ka u t h e n t i c a t i o ni d e n t i t y ) 来识别用户。 2 2w l a n 系统介绍 w l a n ( w i r e l e s sl o c a la r e an e t w o r k ) 指的是应刚无线通信技术将计算机设 备、通信设备互联起来，从而实现通信互通和共享网络资源。对比传统的有线网 络，无线局域网具有多方面的优势f 3 l 。首先对于网络的架设者而言，无线局 域网具有安装方便，成本低廉和容易维护的优势；对于网络的使用者而言，无线 局域网具有使用灵活和扩展容易的优势。 1 安装方便 在有线网络建设中，网络布线施工周期长、对周边环境影响大，而w l a n 要达到覆盖大范围区域的目的却只需要安装若干接入点设备即可。这点对于在机 场、码头等难于布明线的地方更优势更为明显。 2 成本低廉 尽管无线局域网硬件的初始投资要比有线硬件高，但一方面无线网络减少了 布线的费用，另一方面在需要频繁移动和变化的动态环境中，无线局域网的投资 更有回报。 3 维护简单 有线网络的重建必须重新布线，费时费力更费钱，而w l a n 不仅网络构架时 间短，网络重组时也只需移动终端设备，就能实现网络的重新“布线”。 4 使用灵活 相对于有线网络中，需要使用网络资源的设备位置限制于网络接入点的情 况，w l a n 网络覆盖范围内的任何一点均可以移动的实时的使用网络资源。 5 容易扩展 w l a n 具有可以满足不同用户需求、网络规模的多种配置方式，在网络移动 性、网络容量扩展方面的优势更是有线网络所不能匹敌的。 、l a nf 1 1c d m a 2 0 0 0 q 络f 封! i ；| 0 f 可：干| 1 见践 2 2 1w l a n 协议标准 w l a n 是基于汁算机网络的无线通信技术，相关标准主要是针对底层的，涉 及到无线频率范围、空中接口通信协议等技术规范与技术标准【4 1 。其中最具有代 表性的标准是i e e e8 0 2 11 系列。 表2 1 显示了8 0 2 1 1 协议族主要协议的的参数对比。 表2 1i e e e 8 0 2 1 l 协议族对比 8 0 2 1 l8 0 2 1 1 b8 0 2 1 l a 8 2 1 l g 8 0 2 1 i n8 0 2 1 l e 发布时间 1 9 9 71 9 9 91 9 9 92 0 0 32 0 0 6 2 0 0 7 使j 频率 2 4 g h z2 4 g h z5 g h z2 4 g h z2 4 5 g h z5g h z 最高速率 2 m b p s1 1 m b p s5 4 m b p s 5 4 m b p s 3 0 0 m 【 6 0 0 5 4 m b p s m 兼容性兼容8 0 2 i i不兼容兼容前向兼容不兼容 8 0 2 1 1 b8 0 2 1 1 a b 8 0 2 1 1 ，后 8 0 2 1 1 b 向兼弈3 g 传输距离 1 0 0 m1 0 0 3 0 0 ml o 1 5 0 m儿公里1 0 0 m 1 0 0 m 业务数据数据、图像语音、数语音、数数据，语语音，数 据、图像据、图像音，图像据，图像 优点技术成熟，速度高，速率高技术优势，可以提供 成本低频率干扰传输速率由保证的 小高 q o s 缺点速率低，频成本高频率干扰硬件的兼安全性有 率干扰大大容性，频段待加强 干扰 2 2 2w l a n 的组网方式 w l a n 有两种主要的拓扑结构，即无中心拓扑的自组织网络( 即对等网络， 也称为a d h o cn e t w o r k ) 和有中心拓扑的基础结构网络( i n f r a s t r u c t u r en e t w o r k ) 。 1 自组织网络 这种类型的无线网络是一种对等模型的网络，由一组配置了无线接口卡和通 信协议的移动设备组成。这些终端设备在w l a n 覆盖范围之内，进行对等的点对 点的通信。在这种结构中，不需要有用来协调作用的中央控制器。图2 2 显示了 自组织网络的w l a n 组网结构。因此，这种自组织网络使用非集中式的m a c 协 议，例女i i c s m a c a ( c a r r i e rs e n s em u l t i p l ea c c e s sw i t hc o l l i s i o na v o i d a n c e ，具有 避免冲突的载波感测多重存取) 。由于没有用来实行协调的中央控制器，所以所 有节点都需要具有相州的功能性，所以不管对于组网来说，实施比较复杂，成本 北京l i uj 、。帧l j 学f i ! 论文 w l a n 和c d m a 2 0 0 0h 络融台的究千l 。实践 比较高。 图2 2 自组织网络的w l a n 组网 2 基础网络结构 基础结构网络：在基础结构网络中，不采用全连接的拓扑结构，移动节点在 类似基站( b s ) 的协调下接入到无线信道。具有无线接口卡的无线终端以无线 接入点a p ( a c c e s sp o i n t ) 为中心，通过无线网桥a b ( a c c e s sb r i d g e ) 、无线接 入网关a g ( a c c e s sg a t e w a y ) 、无线接入控制器a c ( a c c e s sc o n t r o l l e r ) 和无线 接入服务器a s ( a c c e s ss e r v e r ) 等，可以将有线、无线的网络互相连接，柬达到 构建更复杂的接入网络，实现无线移动接入的目的。图2 3 显示了具有基础网络 结构的w l a n 组网。 图2 - 3 基础网络结构的w l a n 组网 在这种结构中，要求一个站点充当中心站，所有站点对网络访问均有其控制。 由于每个站点只需要在中心站点的覆盖范围内疚可与其他的站点通信，所以网络 布局受环境限制较小。这种网络结构可以划分为基本服务区( b s s ) 和扩展服务 区( e s s ) 。b s s 是指网络中只有一个接入点。e s s 是指由多个b s s 构成的网络， 在这种网络中一个b s s 中的站点可以漫游到另一个b s s 中继续通信。 北京眦i uj ：学f j j ! i j ! 学f f 论文w l a n 和c d m a 2 0 0 0 刚络融合的 ) f 究和实践 2 3w l a n 和c d m a 2 0 0 0 组网特性和参数比较 j 下如上文所述，w l a n 无线技术能过提供高比特率的数据传输能力并且能够 有效的应用在大学校园或室内建筑的环境中。3 g p p 2 系统能过提供较广阔的覆盖 以及完善的相互鉴权和计费机制。两种网络在覆盖范围、提供业务能力、网络组 织结构上都有很强的互补性，可以互相借鉴彼此的优势，融合为成熟的可以提供 全面的覆盖的业务提供能力的混合网络。表2 2 显示了c d m a 2 0 0 0 网络和w l a n 网络之间的技术参数比较： 表2 - 2c d m a 2 0 0 0 网络和w l a n 网络参数对比 c d m a 2 0 0 0 网络w l a n 网络 网络建设运营商多年有规模，有计划的铺设w l a n 多为各地单位自 建设，覆盖比较全面，网络建发的行为，缺乏计划性和规模 设成熟。 性。 覆盖范闱城域网府用，在空旷地区可以局域网应用，为最后一百米的 达剑2 9 4 k m 的覆盖、i ，符接入技术。 优势支持高速研：境卜的移动数据容餐人带宽高；技术、设备成 和语言；安全性高：具有j 泛本低；公共频段，使川费川较 的运营商和设备上的技术支低，目前暂时不需要付费。 持；组网技术和设备开发方面 比