دانلود مقاله شبکه بی سیم

عصر بی سیم، رشد تصاعدی را در دهه گذشته تجربه کرده است.

ما توسعه های زیادی را در زیرساختارهای شبکه، رشد کاربردهای بی سیم، ظهور دستگاههای بی سیم موجود در همه جا مثل کامپیوترهای دستی یا قابل حمل، PDAها و تلفن های معمولی را مشاهده کرده ایم که همگی در قابلیت های خود قدرتمندتر می باشند.

این دستگاهها اکنون، نقش مهمی را در زندگی ما ایفا می نمایند.

برای اشاره فقط تعداد اندکی مثال، کاربران موبایل می توانند بر تلفن معمولی خود برای چک کردن ایمیل و جستجو در اینترنت تکیه نمایند.

مسافرین با کامپیوترهای قابل حمل می توانند از فرودگاه ها، ایستگاههای راه آهن، کافه تریاها، و دیگر محل های عمومی در اینترنت وارد شوند، جهانگردان می توانند از ترمینال های GPS نصب شده داخل ماشین های اجاره ای برای مشاهده نقشه های رانندگی استفاده نمایند و جذابیت های جهانگردی فایل ها یا دیگر اطلاعات را مشاهده نمایند با اتصال کامپیوترهای قابل حمل از طریق LAN های بی سیم آنها را مبادله نمایند ضمن اینکه در کنفرانس ها حضور بهم می رسانند و در خانه یا خانواده می توانند داده ها را همزمان سازند و فایل ها را بین کامپیوترهای رومیزی و دستگاه های قابل حمل انتقال دهند.
نه تنها دستگاههای (موبایل) متحرک قدرت بیشتر، آرامش بیشتر و ارزانتر و کوچکتر را بدست می آورند، بلکه کاربردهای بیشتری و خدمات شبکه ای را به اجرا در می‌ آورند.

تمام این عوامل ، رشد انفجاری بازار تجهیزات کامپیوتری متحرک مشاهده شده، امروزی را تغذیه می نمایند.

گزارشات بازار از منابع مستقل نشان می دهد که تعداد کاربران معمولی در دنیا هر سال دوبل نمی شوند و با رشد از 22 میلیون در سال1992 تا 820 میلیون در ژوئن سال 2002 نمایان می باشند.

این رشد بیشتر توسط تعداد زیاد کاربران لپ تاپ و اینترنت تغذیه می شود.

پروژه ها و تصاویر نشان می‌دهد که در دو سال بعد، تعدادی از اتصالات متحرک و تعدادی از محموله های ترمینال‌های موبایل و اینترنت تا 50-20% دیگر رشد خواهد کرد.

با این روند، می توان کل تعداد کاربران اینترنت موبایل را تا بیشتر از آن کاربران اینترنت روی خط ثابت انتظار داشت.

در میان هرم کاربردها و خدماتش که توسط دستگاههای متحرک و موبایل اجرا می شود، اتصالات شبکه و خدمات داده های مربوط بدون شک در بالاترین تقاضا قرار دارند.

بر طبق بررسی اخیر توسط گروه cahners in- state به تعدادی از مشترکین برای خدمات داده های بی سیم، بسرعت از 170 میلیون در دنیا در سال 2000 تا بیش از 3/1 بیلیون در سال 2004 رشد می کنند.

و تعداد پیامهای بی سیم ارسالی هر ماهه از 3 بیلیون در دسامبر 1999 به 244 بیلیون تا دسامبر 2004 افزایش خواهد یافت.

اخیراً اکثر اتصالات در میان دستگاههای بی سیم روی فراهم آورنده های خدمات مبتنی بر زیرساختار ثابت یا شبکه های خصوصی رخ می دهد، برای مثال اتصالات بین دو تلفن معمولی توسط BSC و MSC در شبکه های سلولی یا لپ تاپ های متصل به اینترنت از طریق نقاط دسترسی بی سیم راه اندازی می شوند.

شبکه های مبتنی بر زیرساختار، راه وسیعی را برای دستگاههای موبایل جهت نیل به خدمات شبکه فراهم می آورند، زمانی را برای راه اندازی شبکه و زیرساختار در نظر می گیرد و هزینه های مربوط به نصب زیرساختار می تواند کاملاً بالا باشد.

علاوه بر آن، موقعیت هایی وجود دارندکه در آن زیر ساختار مورد نیاز کاربر قابل دسترس نمی باشد و نمی تواند نصب گردد، یا نمی تواند در زمانی به موقع در محدوده جغرافیایی مورد نظر نصب گردند.

ارائه خدمات شبکه و اتصال مورد نیاز در این موقعیت ها به شبکه موقتی موبایل (متحرک) نیاز دارد.
بنابر تمام این دلایل، در الحاق با توسعه های مهم در تکنولوژی و استانداردسازی، راههای جدید دیگر برای ارسال اتصال پذیری توجه افزایش یافته ای را در سالهای اخیر بخود معطوف داشته است.

اینها حول داشتن دستگاههای متحرم در انتقال ردیف اتصال به همدیگر از طریق پیکره بندی خودکار، راه اندازی شبکه متحرک و موبایل موقتی تمرکز می کنند که هر دو قدرتمند و انعطاف پذیر می باشد.

در این روش، نه تنها گره های موبایل می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار نمایند، بلکه خدمات اینترنتی را می توانند از طریق گره دروازه اینترنت دریافت نمایند و بطور مؤثری هر دو خدمات اینترنی و شبکه دارای محدوده های غیر زیرساختاری توسعه دهند.

همانطوریکه شبکه بی سیم به تحول ادامه می دهد، این قابلیت موقتی مهمتر می شود و راه حل های فن آوری بکار رفته برای حمایت آن بحرانی تر می شود و میزبان پروژه های توسعه و تحقیقاتی و فعالیت ها در صنعت و دانشگاه را راهنمایی می کند.

این فصل روی محرک ها در پشت اتخاذ بازار حتمی شبکه موقتی موبایل تمرکز دارد و مجموعه نمونه راه حل های فن آوری را ارائه می دهد که می تواند در لایه های مختلف شبکه بویژه الگوریتم ها و پروتکل های مورد نیاز برای پیکره بندی و عملیات آن، بکار روند.

در بخش بعدی، ما، فن آوریهای ارتباطی بی سیم، انواع شبکه های بی سیم و مسیر تحول آنها و نیز مسائل و تقاضاهای بازار را برای سیستم های بی سیم موجود بررسی می کنیم.

بعد توضیح می دهیم که چرا شبکه موقتی برای شکل دادن قطعه اساسی در معماری شبکه G انتظار میرود.

در بخش 3/1، ما به بررسی شبکه موقتی موبایل بطور مفصل می پردازیم و مزیت ها و مشخصه های خاص آن و چالش‌های طرح را پوشش می دهیم.

بعد از آن، ردیف فرصت هایی را برای برنامه‌های کاربردی MANET در بازرگانی و ارتش نشان می دهیم که به منجر شدن پتانسیل بازار در پشت توسعه فن آوری MANET خدمت می کند.

بخش
4و 1وضعیت کنونی و چالش های طراحی در رویارویی با جامعه تحقیقاتی را خلاصه می‌کند.

تعداد زیاد پروتکل ها و الگوریتم ها برای شبکه های موقتی موبایل تولد یافته اند که در بخش 4،1 ارائه شده و بحث و مقایسه شده اند.

گرچه نتایج توسعه و تحقیقات حاصله در این قسمت ارائه می گردد و در فصول مفصل بقیه در این کتاب ارائه می شود بسیاری از موضوعات باز مسیر برای بازرگانی شدن و بکارگیری شبکه موقتی موفق را روشن نگه می دارند.

بعضی از مسائل تحقیقاتی باز در شبکه بی سیم موقتی موضوع بخش 1.5 هستند.

بخش 6/1 نتایج را نشان می دهد و بقیه فصول در این کتاب را معرفی می کند.

2/1- بررسی تحول شبکه بی سیم: چشم انداز ارتباطات بی سیم تغییر کرده است و توسط توسعه های سریع در فن آوریهای بی سیم و انتخاب بیشتر برنامه های کاربردی و خدمات بی سیم جدید بحرکت در آمده است.

ظهور شبکه های معمولی نسل سوم، سرعت انتقال داده ها را بهبود بخشیده است، که خدمات داده های متحرک با سرعت بالاتر را قادر و فعال می‌سازند.

ضمن اینکه، استانداردهای جدید برای رادیوی ردیف کوتاه مثل Bluetooth، 11، 802، Hiperlan و انتقال مادو قرمز به ایجاد ردیف وسیع برنامه های کاربردی جدید برای شرکت و شبکه های خانگی کمک می کند و ارتباطات داده ها و چند رسانه ای باند پهن بی سیم در اداره و خانه را امکان پذیر می سازد.

1/2/1- مشخصه های ارتباطات بی سیم: بطور کلی، شبکه بی سیم به کاربرد سیگنال های فرکانس رادیویی یا مادون قرمز برای مشارکت در اطلاعات و منابع بین دستگاههای گوناگون اشاره می کند.

بسیاری از انواع دستگاههای بی سیم امروزه قابل دسترس هستند، برای مثال، ترمینال های موبایل، PC ها در اندازه جیبی، pc های دستی، لپ تاپ ها، تلفن های معمولی، PDA ها، سنسورهای بی سیم و گیرنده های ماهواره ای، در میان بقیه، بعلت تفاوتهای مشاهده شده در لایه فیزیکی این سیستم ها، شبکه ها و دستگاههای بی سیم، مشخصه های متمایزی را از هماتاهای با سیم را بدین قرار نشان می دهند: تداخل بیشتر در قابلیت اطمینان پایین تر حاصل می گردد.

- سیگنالهای مادون قرمز از تداخل با نور خورشید و منابع حرارتی رنج می برند و می‌توانند توسط مواد و اشیا گوناگون جذب شوند.

سیگنالهای رادیویی معمولاً در بلوکه شدن کمتر مستعد هستند، بهرحال آنها می توانند با دیگر دستگاههای برقی تداخل یابند.

- ماهیت پخش انتقال بدین معنی است که تمام دستگاهها با یکدیگر تداخل می یابند.

- ضد تداخلی بعلت چند مسیری - قابلیت دسترسی پهنای باند پایین و میزان انتقال خیلی پایینتر، سرعت بسیار پایینتر در مقایسه با شبکه های با سیم، کیفیت تقلیل یافته خدمات شامل تأخیرات بیشتر و زمانهای راه اندازی و اتصال طولانی تر را موجب می شوند.

- شرایط متغیر شبکه: - میزان افت داده های بیشتر بعلت تداخل - جابجایی کاربر موجب قطع مکرر می گردد - تغییرات کانال تحت عنوانی که کاربران به اطراف حرکت می کنند.

- قدرت دریافتی با فاصله محو و کمرنگ می گردد - محاسبات و منابع انرژی محدود: قدرت محاسباتی محدود، حافظه و اندازه دیسک بعلت قابلیت باطری محدود و محدودیت روی اندازه دستگاه، وزن و هزینه - پوشش خدماتی محدود بعلت محدودیت های شرایط شبکه، فاصله دستگاه، پیاده سازی و اجرای خدمات برای دستگاههای بی سیم و شبکه ها با بسیاری از محدودیت‌ها روبر می گردد و در مقایسه با عناصر و شبکه های با سیم قابل چالش بیشتری است.

- منابع انتقال محدود: - مشارکت در واسطه - قابلیت دسترسی محدود فرکانس ها با مقررات محدود - طیف نادر و گران محدودیت اندازه دستگاه بعلت شرایط قابلیت حمل موجب نمایش و رابط های محدود کاربر می گردد.

- ایمنی ضعیف تر: چون رابط رادیویی برای هرکس قابل دسترسی است، ایمنی شبکه برای اجرا مشکل تر است، تحت عنوانی که هکرها به آسانی بیشتر ارتباط پیدا می کنند.

2-2-1- انواع شبکه های بی سیم: بسیاری از انواع شبکه های بی سیم وجود دارند، و می تواند راههای مختلفی در بخشهای فرعی زیر طبقه بندی شوند که به معیار انتخاب شده برای طبقه بندی آنها بستگی دارد.

1-2-2-1توسط معماری و تشکیل شبکه: شبکه های بی سیم می توانند به دو مقوله وسیع بر اساس چگونگی ایجاد شبکه و تعیین معماری شبکه تقسیم شوند.

1- شبکه مبتنی بر زیرساختار: شبکه با زیرساختار از پیش ساخته شده که از دروازه ها و گره های شبکه با سیم و ثابت، خدمات شبکه ارسالی از طریق این زیرساختارهای از پیش پیکره بندی شده ایجاد می شود.

برای مثال، شبکه های معمولی، شبکه های مبتنی بر زیرساختار ایجاد شده از سوئیچ های اسکلت PSTN، MSCها، ایستگاههای مبنا، و میزبان های موبایل هستند.

هر گره، مسئولیت خاص خود را در شبکه دارد، ایجاد اتصال، توالی سیگنال دهی سختی را در میان گره ها دنبال می کند.

WLAN ها نیز در این مقوله قرار دارند.

2- شبکه بدون زیرساختار(موقتی).

در این مورد، شبکه از طریق همکاری مجموعه گره های مستقل اختیاری تشکیل می شود.

هیچ پیش آرایشی راجع به نقش خاص هر گره که باید در نظر گرفته شود، وجود ندارد.

در عوض، هر گره، تصمیمات خود را بر اساس موقعیت شبکه بدون کاربرد زیرساختار شبکه از پیش موجود اتخاذ می کند.

برای مثال.

در PCهای مجهز با کارت های اداپتور بی سیم می تواند، شبکه مستقلی را راه اندازی نمایند هر زمان که در ردیف یکی دیگر قرار دارند.

در شبکه های موقتی موبایل، گره ها انتظار می رود که بعنوان مسیریاب ها عمل نمایند در کشف و حفظ مسیرها به گره های دیگر شرکت نمایند.

2-2-2-1- متوسط محدوده پوشش ارتباطات: همانند شبکه های با سیم.

شبکه های بی سیم می توانند به انواع متفاوتی بر اساس فواصلی طبقه بندی شوند که روی آن داده هایی انتقال می یابند: 1- شبکه های محدوده وسیع بی سیم (WAN های بی سیم): WAN های بی سیم، شبکه های مبتنی بر زیرساختار هستند که بر زیرساختارهای شبکه ای مثل MSCها و ایستگاههای مبنا برای قادر ساختن کاربران موبایل در ایجاد ارتباطات بی سیم روی شبکه های خصوصی یا عمومی از راه دور تکیه دارند: این اتصالات می تواند روی محدوده های جغرافیایی بزرگ در عرض شهرها یا حتی کشورها، از طریق کاربرد محل های متعدد آنتن یا سیستم های ماهواره ای حفاظت شده توسط فراهم آورنده های خدمات بی سیم، ایجاد شوند.

شبکه های معمولی و شبکه های ماهواره ای مثالهای خوبی از شبکه های WAN بی سیم هستند.

2- شبکه های محدوده شهری بی سیم (MAN های بی سیم): شبکه های MAN بی سیم گاهی بعنوان شبکه های بی سیم ثابت بدان اشاره می گردد.

شبکه های مبتنی بر زیرساختار نیز وجود دارند که به کاربران برای ایجاد اتصالات بی سیم باند پهن در میان محل های متعدد در محدوده شهری برای مثال، در میان ساختمانهای اداری متعدد در شهر یا در محوطه دانشگاه، بدون هزینه بالای فیبر قرار گرفته یا خطوط اجاره ای و کابل بندی مسی امکان عمل می دهد.

علاوه بر آن، MANهای بی سیم می توانند بعنوان پشتیبان هایی برای شبکه های سیم دار عمل نمایند چنانجه خطوط اجاره ای اولیه برای شبکه های سیم دار غیر قابل دسترس شوند هر دو موج رادیویی و نور مادون قرمز می توانند در MAN های بی سیم برای انتقال داده ها استفاده شوند.

فناوری های مشهور و متداول شامل خدمات توزیع چند نقطه ای محلی(LMDS) و خدمات توزیع چند نقطه ای چند کانالی (mmds) می باشد.

IEEE گروه کاری بر اساس استاندارد دسترسی بی سیم باند پهن 16، 802 خاص را راه اندازی کرده اند که استانداردها و شیوه های عمل پیشنهادی را برای حمایت از توسعه و بکارگیری شبکه های محدوده شهری بی سیم باند پهن را توسعه می دهند.

3- شبکه محدوده محلی بی سیم (LAN های بی سیم) : شبکه های محدوده محلی بی‌سیم به کاربران در ایجاد اتصالات بی سیم در محدوده محلی در شرکت یا ساختمان محوطه یا در فضای عمومی مثل فرودگاه، معمولاً در ردیف 100 متر امکان عمل میدهند.

WLAN ها سیستم های ارتباطی داده های انعطاف پذیری را ارائه می دهند که می توانند در ادارات و فضاهای دیگر موقتی بکار روند جایی که نصب کابل گران و وسیع ممنوع می باشد و یا برای مکمل LAN موجود است که کاربران بتوانند در محل های مختلف در ساختمان در زمانهای مختلف کار نمایند.

ادارات، خانه ها، کافه ها، فرودگاهها، نقاط دائمی را برای نصب LAN بی سیم ارائه می دهند و LAN های بی سیم در وضعیت موقتی و بر اساس زیر ساختار می توانند عمل نمایند.

در وضعیت زیرساختار.

ایستگاههای بی سیم به نقاط دسترسی بی سیم متصل می شوند که بعنوان پل هایی بین ایستگاهها و اسکلت شبکه موجود عمل می نمایند.

در وضعیت موقتی.

چندین ایستگاه بی سیم در محدوده محدود شده، مثل اتاق کنفرانس، می توانند شبکه موقتی بدون کاربر نقاط دسترسی را شکل دهند چنانچه به دسترسی به منابع شبکه نیازی نداشته باشند.

اجراها و پیاده سازی های LAN بی سیم شامل (Wi-Fi) 11/802 و 20 Hiprtlan است.

تحت b11،802 و 118، 1802 داده ها می توانند به سرعت های انتقال بین mbps11 و mbps 54 براند.

4- شبکه های محدوده شخصی بی سیم (PAN های بی سیم) فناوریهای PAN های بی سیم به کاربران امکان ایجاد ارتباطات حقوقی، بی سیم در میان دستگاههای بی سیم شخصی مثل PDA ها، تلفن های معمولی یا لپ تاپ ها می دهد که در فضاهای عملیاتی مشخص تا ردیف بیش از 10 متر استفاده می شوند.

دو فناوری کلیه ی PAN بی سیم، نور مادون قرمز و Bluetooth می باشند.

Bluetooth، فناوری جایگزین کابل است که از امواج رادیویی برای انتقال داده ها در فاصله بیش از 10-9 متر استفاده می‌کند.

در عوض، نور مادون قرمز می تواند دستگاهها را در ردیف 1 متر متصل کند.

PAN بی سیم، لحظه ای را بعلت پیچیدگی پایین خود معرف توان کم، و تعامل متقابل با شبکه های 11،802 بدست می آورد.

3/2/2/1- توسط فناوری دستیابی: بسته به استاندارد خاص، فرکانس و کاربرد طیف، شبکه های بی سیم می توانند بر اساس فناوری دستیابی بکار رفته طبقه بندی شوند.

اینها شامل موارد زیر می باشند - شبکه های GSM - شبکه های TDMA - شبکه های CDMA - شبکه های ماهواره ای - شبکه های wi-fi (11.‌‌802) شبکه های Hiperlan 2 - شبکه های Bluetooth - شبکه های مادون قرمز 4-2-2-1توسط برنامه های کاربردی شبکه: شبکه های بی سیم می توانند بر اساس کاربرد خاص و برنامه های کاربردی که حمایت می کنند طبقه بندی شوند، برای مثال، 1- شبکه های شرکتی 2- شبکه های خانگی 3- شبکه های تاکتیکی 4- شبکه های سنسور 5- شبکه های گسترده 6- محاسبات قابل پوشش 7- شبکه های خودرو خودکار 3-2-1- نیروهای برانگیزاننده تحول فناوری بی سیم: برای درک روندهای فناوری بی سیم، و برای مشاهده علت اینکه چرا شبکه های متحرک و موبایل موقتی مبتنی بر برون زیرساختار نقش مهمی را در تحول شبکه های بی سیم آینده ایفا می کنند، آن به بررسی مسیر تحول نسل های مختلف فناوری کمک می کند.

جدول 1/1 فناوری ها و معماری ها و برنامه های کاربردی را برای هر یک از این نسل ها بطور خلاصه نشان می دهد.

فرد می تواند بحث کند که تاریخچه بازرگانی بی سیم با اولین نسل یا G1 در دهه 1980 آغاز شده که از تلفن های معمولی آنالوگ با استفاده از FDMA حمایت کرده است و غیر برجسته بوده است.

چون محدوده های مختلف دنیا از استانداردهای تلفن موبایل مختلف پیروی می نمایند، تلفن های G1 تنها در یک کشور بکار میرود.

مثال‌های E سیستم های G1 شامل NMT، TALS در اروپا و AMPS در امریکای شمالی است.

صنعت معمولی، بکارگیری دومین نسل شبکه های G2 را دهه ای قبل آغاز کرد.

G2، سیستم موبایل را دیجیتالی می کند و فاکس، داده ها و قابلیت های پیام رسانی را روی نوک خدمات صوتی سنتی اضافه می کند.

این تحول توسط تقاضای زیاد برای دسترس داده ها با سرعت پایین مورد نیاز برای قادر ساختن خدمات داده های متحرک مشهور مثل ایمیل، SMS و غیره برانگیخته شده است.

استانداردهای مختلف در محدوده های مختلف دنیا بکار گرفته شده اند، برای مثال، اروپا و آسیا از Gsm استفاده می کند، و یا فرض، امریکای شمالی از مخلوط TOMA، CDMA و GSM بعنوان فناوریهای G2 استفاده می کنند.

اخیراً، G2 تا G 5/2 برای ارائه حمایت بهتر برای انتقال داده ها با سرعت پایین تا بیش از kbps 384 توسعه یافته است.

اخیراً، تلاشهایی تحت راه سنت صنعت بی سیم از شبکه های G2 به شبکه های نسل سوم (G3) صورت می گیرد که استاندارد جهانی متداولی را بر اساس CDMA دنبال می کند و قابلیت های وسیع جهانی را ارائه می دهد.

شبکه های G3، پهنای باند افزایش یافته kbps128 را ارائه می کند که وقتی که دستگاه موبایل در سرعتهای بالا جابجا می شود، برای مثال، ماشین، با بیش از kbps 384 برای به حرکت در آوردن در سرعت زیاد و Mbps 2 در برنامه های کاربردی قانونی، که ارسال کلیپ های ویدئویی زنده را امکان پذیر می سازد.

هنوز رابط های هوایی گوناگونی وجود دارد: اروپا و آسیا، w-CDma و EDGE را ارتقا می دهند، در عوض امریکای شمالی روی 2000cdma کار می کند، هر یک توسط هیئت های استاندارد متفاوت 3Gpp برای اروپا و آسیا و 2Gpp3 برای امریکای شمالی توسعه یافته اند.

علی رغم توقعات زیاد برای شبکه های G3، G3 با مشکلاتی در نیل به بکارگیری و تلاقی با عملکرد نویدبخش آن و توان عملیاتی آن بعلت معماری محدودیت های و قابلیت روبرو می شود.

از سوی دیگر، توسعه های فناوری اخیر به خدمات جدید امکان عمل می دهد و لذا شرایط و نیازهای جدید را روی قابلیت های سیستم اعمال می کند که در طراحی سیستم G3 اصلی در نظر گرفته نشده اند.

حالا به بعضی از اینها می پردازیم.

1/3/2/1- نیاز به یکپارچه سازی انواع گوناگون شبکه های بی سیم: سیستم های ارتباطی بی سیم امروزه برای ارائه پوشش محدوده وسیع مقرون به صرفه برای کاربران با تقاضاهای پهنای باند متوسط طراحی می شوند و g3 براساس مفهوم در حیطه وسیع است.

بسیاری از انواع دیگر شبکه های بی سیم طراحی شده اند و مشهوریتی شامل شبکه های PAN و LAN بی سیم را بدست می آورند، ولی اینها بعنوان شبکه های مجزا طراحی می شوند.

شبکه های بی سیم گوناگون لازم است به منظور ارائه خدمات بی سیم یکپارچه شوند.

ظهور روندهای فناوری نشان می دهند که سیستم های ارتباطی نسل بعدی شامل اسکلت با سیم با سرعت بالا و شبکه های محدوده محلی بی سیم متصل به پیرامون شبکه است.

LAN ها و PAN های بی سیم، پوشش خدمات باند پهن را توسعه می دهد و شبکه حاضر در همه جا قابل دسترس برای کاربران موبایل را فراهم می آورد.

2/3/2/1- نیاز به یکپارچه سازی سیستم های عامل بی سیم با زیرساختارهای اسکلت شبکه ثابت: مشتری خدمات مخابراتی فردا انتظار دارد تا همان خدمات را در حالت بی سیم دریافت کند تحت عنوانی که از شبکه ثابت دریافت می کند.

لذا، سیستم بی سیم باید برای کاربرد واضح باشد و باید با اسکت شبکه ثابت مثل شبکه های PSTN و اینترنت یکپارچه شود.

3/3/2/1- نیاز برای حمایت از خدمات چندرسانه ای با سرعت بالا: رشد در خدمات اطلاعاتی اینترنت و ظهور برنامه های کاربردی چند رسانه ای جدید شامل موسیقی، جریان ویدئویی یا کنفرانس ویدئویی خدمات چند رسانه ای جذاب تری برای کاربران بی سیم ایجاد می کند.

در سیستم های G3، حداکثر سرعت داده های حمایت شده، Mbit/s 2 پهنای باندی است که برای تلاقی با نیازهای این برنامه های کاربردی با عملکرد بالا کافی نمی باشد.

سرعت انتقال داده های با سرعت بسیار بالا باید به منظور فعال ساختن خدمات چند رسانه ای روی دستگاههای موبایل حمایت شود.

4/3/2/1- نیاز برای تقارن و همگرایی در زیرساختار شبکه: امروزه، ارتباطات بی سیم بسوی صوت منحرف می شوند.

با رشد ترافیک داده ها در تقریباً سرعت تصاعدی و متداول شدن IP، حفظ دو زیرساختار اسکلتی بخود برای ترافیک داده ها و صوت توجیه ناپذیر می شود.

شبکه های بسته دیجیتالی پوشش یافته مبتنی بر IP که می تواند از صوت، داده ها و برنامه های کاربردی چند رسانه ای در یک زمان حمایت و پشتیبانی کند، سیستم عامل ایده آلی با هزینه عملیاتی شبکه ای پایینتر ارائه می کند و به نسل جدید خدمات شبکه ای امکان عمل می دهد.

5/3/2/1- نیاز برای حمایت از تحرک بالا و قابلیت حمل دستگاه: تحرک بالا و قابلیت حمل دستگاه به کاربران بی سیم امکان میدهد تا به شبکه ها وصل شوند و با کاربران یا دستگاههای دیگر در هر زمان و هر جایی ارتباط برقرار نمایند، سیستم های G3 نمی توانند بطور کامل این شفافیت، مثل تغییر آدرس های شبکه و محل های دستگاه را حمایت نمایند.

پیشرفت به حذف و مرتفع کردن کمبودهای سیستم های بی سیم نیاز دارد تا اینکه تناسب منسجمی از تحرک به مدت طولانی موجب فساد عملیات‌های سیستم نخواهد شد.

جنبه دیگر قابلیت حمل به نیاز در ایجاد کاربری تر کردن دستگاه موبایل و توسعه توان باتری، کوچکتر سازی دستگاهها و ایجاد رابط های کاربر بهتر مربوط می شود که با محیط قراردادی تطبیق می یابد.

6/3/2/1- نیاز برای حمایت از شبکه های مبتنی بر غیر ساختار (بدون ساختار): سیستم های بی سیم اخیر بر زیرساختار از پیش پیکره بندی شده برای ارسال خدمات بی سیم تکیه دارند.

این قابلیت دسترسی به خدمات در محدوده های ایجاد شده را محدود می کند.

بهرحال، در بسیاری از موقعیت ها، خدمات شبکه ای لازم می باشند جایی که زیرساختار در دوره زمانی کوتاهی، برای مثالی، در موقعیت های نبرد یا فوریت و اضطراری قابل دسترس یا قابل ارسال نمی باشد.

حمایت و یکپارچه سازی شبکه های مبتنی بر غیر ساختار در این موقعیت ها مهم می شود.

7/3/2/1- نیاز به افزودن استعداد و هوش محل: همانطوریکه اتخاذ سیستم های بی سیم موبایل به رشد خود ادامه می دهد، کاربران بی سیم خدماتی را تقاضا خواهند کرد که از ریشه یابی مناسب از حرکت استفاده می نمایند در عوض این خدمات، صفات اطلاعاتی مبتنی بر محل، مثل جهت های خدماتی یا نیل به محرک، حمایت از پرس و جو وابسته به محل، و پیکره بندی سیستم، متداول می شود و نیاز دارد تا به قابلیت‌های سیستم اضافه گردد.

8/3/2/1-نیاز به پایین آوردن هزینه خدمات بی سیم: هزینه، یکی از موضوعات کلیدی غیر فنی است که لازم است در سیستم های G3 بدان پرداخته شود.

برای مثال، هزینه، برای بکارگیری استخدام بالا است.

گواهینامه های طیف G3 در قیمت های بسیار بالایی بیش از 100 بیلیون دلار تعیین می گردد.

قادر بودن در پایین آوردن این هزینه‌ها، ضمن ارائه خدمات بهتر، شرط کلیدی برای موفقیت شبکه در آینده است.

یکی از راهها برای پایین آوردن هزینه زیرساختار، برای مثال، توسط اجرای متقارن صوت و چندرسانه در شبکه های IP است.

9-3-2-1- نیاز برای تعامل متقابل استاندارد بیشتر: استانداردهای رابط هوای متعدد در G3 آنرا برای دستگاهها جهت تعامل متقابل در عرض شبکه ها مشکل می سازد.

علاه بر آن، تحرک پذیری جهانی و قابلیت حمل نمی توانند کاملاً بدون استاندارد سازی شبکه جهانی بدست آیند.

محدوده ها مورد نیاز به استاندارد شدن اضافی از موضوعات لایه پایینتر مثل تکنیک های تلفیق، تخصیص طیف، و سیگنال دهی آغاز می گردد و همگی در راهی تا پروتکل ها ادامه می یابند و به معماری بحث شده در بقیه این فصل امکان عمل می دهد.

برای تلاقی با این شرایط جدید و غلبه بر محدودیت ها و مسائل در سیستم های G3 اخیر، معماری ها و قابلیت های جدید لازم است در سیستم های بی سیم نسل بعد برای ارائه بهبودهای مورد یاز بیشتر ثبت گردند.

4/2/1- قابلیت ها و معماری بی سیم G4: G4 گویی شبکه جهانی یکپارچه شده بر اساس روش سیستم های باز است.

یکپارچه سازی انواع مختلف شبکه های بی سیم با شبکه های اسکلتی سیم دار، تقارن صوت، چند رسانه ای، ترافیک داده ها روی شبکه مرکزی مبتنی بر IP تکی، تمرکز اصلی G4 است.

با قابلیت دسترسی به پهنای باند فرا بالا تا بیش از 100 Mbps، خدمات چند رسانه ای می تواند بطور کارآمدی حمایت گردد.

محاسبات حاضر در همه جابا تحرک سیستم های ارتقا یافته و حمایت قابلیت حمل فعال می گردد و خدمات مبتنی بر حمل و حمایت شبکه موقتی انتظار می رود.

تصویر 1/1، شبکه ها و اجزا در معماری شبکه G4 را نشان می دهد.