移动网络技术及其应用

第４卷２００６笠第６期６月中国水运（理论版）ＣｈｉｎａＷａｔｅｒＴｒａｎｓｐｏｒｔ（ＴｈｅｏｒｙＥｄｉｔｉｏｎ）Ｖ０１．４ＪｕｎｅＮｏ．６２００６

移动网络技术及其应用

李鹏杨霖

摘要：综合叙述了移动网络技术。介绍了移动网络技术的发展过程。详细阐述了在移动终端与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ互联时采

用的两种重要技术：移动ＩＰ和ＷＡＰ，指出了移动ＩＰ的工作原理及其功能，描述了ＷＡＰ的通信模型。移动网络的

应用随着用户的需求而不断发展和丰富。但是在移动网络的发展过程中还是存在着一些不足。我们仍需采用一些优

化技术来提高它的服务质量。最后对移动网络的发展做了进一步展望。

关键词：移动网络移动通信移动ＩＰＷＡＰ

中图分类号：ＴＮ９２９．５文献标识码：Ａ文章编号：１００６－７９７３（２００６）０６－０１１０－０２

一、引言

近年来，移动式计算机、移动通讯设备等的增长率已经

远远超过了ＰＣ机，人们对移动网络的业务需求也日益增加，

这些都推动了移动网络的发展和研究。进入２１世纪，移动网

络必将在原有的基础上，进一步发展以满足用户Ｅｔ益个性化、

多样化的需求。

二、移动通信技术在我国的发展

我国的移动通信自１９８７年投入运营以来，经过十余年的

快速发展，目前的局面是：第一代模拟蜂窝移动网ＴＡＣＳ已

退出历史的舞台；第二代：数字网络有中国移动的ＧＳＭ和中国

联通的ＣＤＭＡ两种，而ＧＳＭ自１９９５年引入后，发展迅猛，

现已发展成世界上最大的ＧＳＭ网络，移动用户总数居全球第

一位。目前，在向第三代过渡的过程中，ＧＳＭ起到—个重要

的作用。因此，有人也将当前的移动通信技术归为２．５Ｇ。同

时，对于第三代移动通信的标准化工作，我国也是积极参与，

ＴＤ—ＳＣＤＭＡ就是我国针对第三代移动通信系统（ＩＭＴ一

２０００）提出的解决方案，现已与ＷＣＤＭＡ，ＣＤＭＡ２０００—起

成为国际第三代３Ｇ标准之一。三、主要技术

为了解决现阶段移动和ＩＰ相结合的问题，目前提出的有

代表性的、影响较大的方案主要有基于数字蜂窝移动系统

ＧＳＭ的ＧＰＰ．Ｓ技术、基于模拟蜂窝通信系统ＡＭＰＳ的ＣＤＰＤ

（ＣｅｌｌｕｌａｒＤｉｇｉｔａｌＰａｃｋｅｔＤａｔａ）技术、由ＩＥＴＦ提出的移动ＩＰ

以及由ＷＡＰ论坛提出的应用层的解决方案ＷＡＰ。现就后两

种技术加以介绍。

１．移动Ｉｐ

Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的飞速发展和移动式计算机大量涌现，推动了对

移动式计算机无线接入的研究，即移动Ｉｎｔｅｍｅｔ的研究。移动

式计算机用户希望可以和其它桌面电脑用户一样接入同样的

网络，共享同样的资源和服务。这就需要无线接入不受限于

某个固定区域，当他们从一个地方移动到另一个地方，可以

断开原来的连接，方便地建立新的连接。Ｉｎｔｅｍｅｔ新标准草案—移动ＩＰ（ＭｏｂｉｌｅＩＰ）正是满足上述需求而产生的，它可以

提供移动式计算机的无缝连接，支持任何有线及无线的媒体

地接入Ｉｎｔｅｍｅｔ。

（１）移动ＩＰ工作过程

１）远程通信实体通过标准ＩＰ路由机制，向移动结点发

出一个ＩＰ数据包；２）移动结点的归属代理截获该数据包，

将该数据包的目标地址与自己移动绑定表中移动结点的归属

地址比较，若与其中某一地址相同，继续下一步，否则丢弃；

３）归属代理用封装机制将该数据包封装，采用隧道技术发给

移动结点的转交地址；４）移动结点的外部代理收到该数据包

后，对封装解包，采用空中信道发给移动结点；５）移动结点

收到数据后，用标准ＩＰ路由机制与远程通信实体建立连接。隧道

图１ＩＰｖ４的基本工作原理（２）移动ＩＰ的主要功能

代理发现（ＡｇｅｎｔＤｉｓｃｏｒｖｅｒ）

代理发现有两种：被动发现和主动发现。１）被动发现是，

所有移动节点侦听本地移动代理发布的代理公告。通常移动

节点采取这种模式来完成代理发现，因此所有代理都具有代

理公告功能。２）主动发现是，当移动节点无法收听到代理公

告且无法获得转交地址时，它就主动发送代理请求报文，因

此所有移动定点都具备代理请求功能。对移动节点来说，代

理发现主要完成三项任务：１）判断自己是在归属网上还是在

外部网上。２）检测自己是否已经移动到一个新的网络区域中。

３）当连接到一个外部网时，设法获得—个转交地址，目，ＰＣｂ部代理的地址。

注册（Ｐ．ｅｇｉｓｔｅｒ）

收稿日期：２００６—４—２４作者简介：李鹏男（１９７８一）华中科技大学计算机科学与技术学院

（４３００７４）

万方数据第６期李鹏等：移动网络技术及其应用

注册实际上就是移动节点将自己目前所处的地址告诉归

属代理，以便其它的移动节点可以通过归属代理知道自己的

地址而找到自己。在注册地址时，移动节点首先向归属代理

发送注册请求，表示注册开始；当归属代理处理完注册请求

后，就要发送一个注册回复，通知移动节点注册完成；当移

动节点收到注册回复时，注册就结束。

隧道技术（Ｔｕｎｎｅｌ）

当其它用户和某个移动用户通信时，只需向该节点的归

属代理发送数据包。如果该节点就在归属网中，归属代理就

直接将数据包转发给它。而当该节点处于外部网中时，就需

要采用隧道技术。隧道技术就是把原先发往移动节点归属地

址的数据包，封装在发往转交地址的数据包中，并在隧道终

结处解包，然后转发给移动节点。通过隧道技术，避免了从

归属链路到外地链路上所有路由器的路由信息改动。２．无线应用协议ＷＡＰ

无线应用协议ＷＡＰ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃ０１）是随着

Ｉｎｔｅｍｅｔ和无线移动通信的发展而迅速发展起来的一种无线

网络协议。它定义了一个分层的，可伸缩的，可扩展的体系

结构。为移动Ｉｎｔｅｒｎｅｔ提供全面解决方案。使用ＷＡＰ协议，

数字移动电话用户可以在无线网络享受与普通Ｉｎｔｅｍｅｔ所提

供服务一样的大多数服务内容。

ＷＡＰ协议采用客户机／服务器模式。它在移动通信终端

嵌入一个与ＰＣ机上运行的浏览器类似的微型浏览器，从而

减少对移动终端的资源要求。ＷＡＰ把更多的事务和智能化处

理交给ＷＡＰ网关。同时，基于微浏览器的服务和应用临时

性地驻留在服务器中，而不是永久性地存储在移动终端中。

这样做是因为大多数的移动通信终端ＣＰＵ的处理能力较弱，

内存较小，无线环境下电力供应有限，显示屏较小，输入功

能有限。这些限制因素决定了必须把更多的任务交给ＷＡＰ

网关，减少终端的负担。

图２ＷＡＰ通信模型

为实现从移动终端到网络服务器之间的通信，ＷＡＰ还定

义了一系列标准组元，包括：（１）标准的命名模型：使用

ｗｗｗ的标准Ｉ瓜Ｉ，来标识在原始服务器上的ＷＡＰ内容，并

用ｗｗｗ标准的ＵＲＬ来标识在一个设备上的本地资源，如

呼叫控制功能；（２）具有类型定义的内容：对每个ＷＡＰ内

容，都定义了一个与ｗｗｗ一致的特定类型，这使得ＷＡＰ

用户代理能够依据其类型而正确地处理，其中ＷＡＰ用户代

理是解释ＷＭＬ、ＷＭＬＳｃｆｉｐｔ、ＷＴＡＩ等资源的软件，如文本

浏览器、语言浏览器和搜索引擎；（３）标准的内容格式：ＷＡＰ内容格式按照ＷＷＷ的定义，并可以包含显示、标记、

日历信息、电子商务卡片对象、图象和脚本语言；（４）标准

的通信协议：ＷＡＰ通信协议将来自移动终端的浏览器的请求传送至Ｗｅｂ服务器。可见，ＷＡＰ内容和应用都使用ｗｗｗ

的一系列流行的内容格式，ＷＡＰ内容的传送也通过ｗｗｗ的一系歹蛹凇信协议，包括Ｐｕｓｈ信息方式。

四、应用

移动网络在一代代的发展过程中都是随着用户业务需求

的增长来满足不同的应用。与每个具体的个人最紧密相关的

就是在移动通信方面的应用。比如手机，早期（１Ｇ、２Ｇ）的

手机向用户提供语音通信和低速数据通信，现在（２．５Ｇ／３Ｇ）

的手机除了向用户提供语音功能外，还提供高速的数据、多

媒体方面（视频会议等）的服务，同时在带宽、速度、质量

方面都有很大的进步。现在，我们通过手机、ＰＤＡ等移动终

端，不仅可以接听电话、接发短信，还可以发送电子邮件、

进行ｗｅｂ浏览、接受交通状况、娱乐、气象等信息。另外，

公司、企业还可以进行远程监视、远程ＬＡＮ访问、文档共享

／协同工作、地理定位等。

移动网络的发展和应用也为移动数据库、移动电子商务

等提供了发展和应用的空间，使得很多工作不受地理位置和

所处环境的限制能够照常进行。五、不足

在移动网络的发展过程中，也存在着很多方面的不足，

有些问题需要我们逐步来解决。

移动网络采用的是无线信道。无线信道虽然在安装、布

线等方面带来了一些便利，但是由于它们自身的性质，造成

比较高的误码率。比如，天气等外界环境对无线信道的质量

有很大的影响，造成数据的错误甚至丢失。所以有时遇到下

雨等恶劣天气时，手机等无线通信设备的通信效果不是很好。

传输时延也是一个重要的问题。我们从移动ＩＰ的工作原

理可以看到，数据传输有很多额外的开销，如：隧道开销，

在发送方、归属代理、外部代理之间的三角路由开销等，这

些都给数据的传输造成了时延。特别是对于３Ｇ通信中一些

多媒体方面的服务，网络的传输时延将大大影响用户的使用。

因此，我们必须采用相应的移动网络优化技术来提高移

动网络的服务质量（Ｑｏｓ）。六、结束语

进入２１世纪后，移动网络将有更快的发展，它的演进趋

势是“全ＩＰ核心网”。移动通信在向第四代（４Ｇ）演进的过

程中，将提供更宽的带宽，更快的通信速度，使得网络信号

能够实现无缝覆盖以及朝着智能化方向发展。

参考文献

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