万屹
cdma2000系统是第三代移动通信系统IMT2000的主要模式之一，它是在cdmaOne系统（又叫IS95系统）的基础上发展演进而来的一个系统。cdma2000系统在继承cdmaOne系统各种优点的基础上，进一步改善了系统性能，向用户提供更多的服务，并保持前向兼容性。
第三代移动通信系统与第二代移动通信系统的一个主要区别在于第三代移动通信系统能够向用户提供中高速的数据业务。在空中接口上，cdma2000系统能够在1.25MHz的带宽上提供高达304kbps速率的数据业务。在核心网部分，cdma2000系统采用了基于ip技术的分组网络结构，通过互联网向用户提供WWW浏览、收发电子邮件、文件下载、电子商务和多媒体业务等各种业务。
本文主要讨论CDMA2000系统中的核心分组网络，重点是移动IP技术的使用。
一、cdma2000系统的分组数据网
cdma2000系统的分组数据网是建立在IP技术基础上的。与GSM系统中的GPRS不同，cdma2000系统并没有试图建立一套完整的自己独有的分组数据系统结构，而是本着"尽可能地利用通信领域已经取得的成果"的原则，大量地利用IP技术，构造自己的分组数据网络。
图1说明cdma2000系统提供数据业务时的协议结构，通过这张图，读者可以对cdma2000系统如何利用IP技术的情况有一个初步的认识。
在图1中，RN是指无线网络，它包括基站控制器(BSC)、基站收发信机(BTS)和分组控制功能(PCF)。PDSN是指分组数据服务节点，从互联网的角度来看，它是一个路由器，并根据移动网的特性进行了增强。终端主机就是互联网上的一个服务器，它可以是WWW服务器或电子邮件服务器，向用户提供特定的数据。
移动台和RN间的接口，即空中接口由无线链路、MAC、LAC、PPP和IP层组成。其中无线链路完成无线信道的编码和调制等过程，MAC是指媒质接入层，LAC是指链路接入层。这三层共同构成了无线信道。在无线信道上面是PPP，即点对点协议，它是IP协议集中的一个重要组成部分，由RFC1661和RFC1662定义。从这一层协议开始，上面的部分完全都是IETF定义的IP协议集，其中包括IP，TCP/UDP以及WWW等协议。
RN和PDSN间的接口，即R-P接口，在cdma2000系统中被看作A接口的一部分，叫做A10和A11。这个部分实际上已经是地面固定部分，由于承载的是PPP协议，因而可以使用IP over ATM或IP over SDH作为物理层和R-P层。在cdma2000系统发展的初期，由于数据业务开展的不丰富，也可以考虑一些更简单的方法，很多厂商目前的产品可以使用100M的乙太网。这样，PDSN基本上可以在现有的路由器上改造实现，对开展数据业务十分有利。
根据IETF的建议，PPP通常用于低速的点对点链路，所以PPP协议终止于PDSN中。IP层协议连接终端主机和PDSN，这部分的物理层和链路层事实上已经不是移动通信网的范围，所以移动通信网的标准也不再涉及这个部分。
二、移动IP的基本概念
移动IP是IP技术体系中的一个新概念。需要特别指明的是，移动IP并不是指移动通信系统中的IP技术，而是指主机是可以移动的，可以在不同的地点接入互联网，其中包括通过移动通信网接入，也包括通过固定网或局域网接入。
我们知道，最初的IP技术是一种固定网络技术，所有主机都是固定地连接到互联网的某一点上。但是，随着技术的进步，计算机设备也有移动的需求，例如：一个销售人员的笔记本电脑，可能在办公室中接入公司的网络，也可能在会议室中接入网络，甚至可能在旅途中或客户的办公室中接入本公司的专用网络。因此，需要一种技术来解决主机的漫游问题。
移动IP的关键技术在于如何安全高效地将发送给用户的数据从归属的IP网络转发到用户当前接入的网络。
首先，当主机从一个新的接入点接入IP网络以后，它将向归属网络进行登记。这个操作与移动通信网络中的位置更新很类似。在登记过程中，为了防止欺诈行为，归属网络需要进行认证（Authentication）操作。
在完成登记操作以后，如果有数据需要发送给用户，归属网络将转发这些数据到用户当前接入的网络中，这是通过隧道技术来实现的。
在转发数据的过程中，为了解决安全性的问题，通常需要使用加密技术。
三、移动IP在cdma2000系统中的应用
在cdma2000系统提供了两种接入互联网的方式：简单IP和移动IP。两者的区别在于：
（1）简单IP只能支持'主叫'业务，即移动主机主动发起的业务，包括WWW浏览，电子邮件等，如果要直接向移动主机发送数据，则必须使用移动IP技术；
（2）简单IP只能支持基本的认证方式，这对传输某些敏感的数据来说是远远不够的。考虑到移动IP的复杂性，大多数运营者初期都采用简单IP，但是，移动IP是一个发展方向。
图2是采用移动IP技术的cdma2000系统网络结构。图2的上半部分包括VLR和HLR，是传统移动通信网的组成部分，在第三代移动通信系统中，这部分经过适当的升级，成为核心网的电路交换部分。下面的部分是为了支持分组数据业务而增加的功能实体，是核心网的分组交换部分。
其中HA是归属代理，负责转发给用户的分组数据，它是IP隧道的起点，也负责对这些分组数据进行加密操作。RADIUS负责与用户有关的登记、认证和计费工作。在某些情况下，登记和计费信息可能经过一个或多个代理RADIUS（Broker RADIUS）转接。移动通信网中的PDSN作为移动IP技术中的外部代理（FA, Foreign Agent），负责登记、计费和转发用户数据等工作。
图3显示了cdma2000系统使用移动IP技术在转发用户数据时的协议结构。
图3显示的协议结构与图1的协议结构是基本相同的。但为了使用移动IP技术，增加了相关部分。
从功能实体上说，增加了HA，负责转发给移动台的分组数据。因此，从终端到移动台的数据都要通过HA。
HA和PDSN间的协议是标准的IP协议。需要说明的是，这一段传输使用了隧道技术，以保证安全传输，防止泄密。根据移动IP的规定，隧道的终点可以在移动主机，也可以在外部代理（PDSN）。但是，cdma2000系统将隧道的终点设置在PDSN（即外部代理）。这是因为隧道技术要增加传送的数据量，这对无线资源有限的无线信道来说是不利的。并且无线信道本身提供加密手段，因而不需要使用隧道技术提供的安全手段。
四、小结
在第三代移动通信系统的几个模式中，cdma2000系统的分组网络结构是一种很有特色的系统结构。
从开发的角度来说，cdma2000系统建立在IP技术基础上，充分利用了IP技术已经取得的成果。以标准为例，cdma2000系统在分组核心网方面仅有一个网络结构标准，主要协议均直接引用RFC建议，因而十分简单。这与GSM系统中的GPRS形成了鲜明的对比。
从业务的角度来说，cdma2000系统可以直接利用互联网提供的业务，包括常用的WWW浏览、电子邮件、电子商务，甚至某些视频业务，因而业务种类非常丰富。运营者完全不必为业务担心。
摘自《中国移动通信》
