行動寬頻通訊技術無疑地漸漸改變了人類的生活習性，無論是在工作或社交中，我們都可以透過行動寬頻通訊技術與他人或朋友聯絡。許多行動廠商更是為了這片廣大的市場，盡力研發出殺手級的行動寬頻通訊技術應用程式，以從中獲取更多收入。

目前許多廠商並未研發出殺手級的應用程式，但卻推出了一系列套件；在這些套件裡，它有不同的服務項目與應用程式，能夠讓手持設備與不同的技術作整合，以達到最好的效能，並提供客戶最低的價格。

行動寬頻通訊技術服務

使用者可想像清晨坐在家中喝著咖啡時，家中的通訊系統會自動查知使用者所在的位置，並將其座標設定好。當家中的影音會議電話響起時，通訊系統會自動轉接在使用者身邊的視訊電話。舉例來說，當使用者走進廚房時，通訊系統會利用廚房裡的Set Top Box（STB）將影音會議轉到廚房的視訊電話裡；而使用者要離開廚房時，可以透Wi – Fi系統將影音會議傳到手機上。

當使用者上班時，家中的Wi – Fi系統就會自動將使用者的位置傳到3G基地台，而3D基地台會把影音會議傳送到使用者的手機上，讓使用者可以在離開家後繼續開會。使用者在開車時，雖然不會影響到影音會議的影像傳輸，但卻會對聲音傳輸造成影響；這時使用者可以利用多媒體簡訊（Multimedia Message Service，MMS）來處理這個問題。例如使用者在開車時，位在辦公室內的同事可以利用MMS錄下開會的過程，然後透過 “文字轉語音”的技術，將開會內容傳送到使用者的手機上，讓使用者可以聆聽其開會的內容。

到了辦公室後，使用者利用Wi – Fi來讓手持設備（如PDA、手機）與公司內部的終端機來作同步的動作後，即可帶著辦公室電腦的資訊到處跑。假如使用者想要與同事就其內容作討論時，可以再度透過無線資料傳輸（如VPN）的技術，用電腦與公司同事作討論，甚至還可以作同步的動作，使兩人所見到的畫面能夠有同步的效果。

上述的一些情境在許多人聽起來可能像科幻小說一般，而以目前的技術來說，的確是有很大的挑戰。不過要達到這些情境並不是不無可能，只是要將許多不同的技術作一個整合，才會有實現的可能，這些技術包括Quality of Service（QoS）、WiFi handoffs、WLAN，以及3G網路的整合與付款功能。

行動寬頻通訊技術概略

行動寬頻通訊技術目前朝著兩個方面來進行研發，分別是應用程式協定，和無線傳輸介面協定。

在應用程式協定方面較為重要的有Session Initiation Protocol（SIP）、Presence Instance Messaging（SIP／PIM）、Push to talk over Cellular（SIP／PoC）、Video Telephony（3G – 324M）、Real Time Streaming Protocol（RTSP），及H.323。

而在無線傳輸介面協定較為重要的有GSM、GPRS、CDMA2000 – 1x／EVDO／EVDV、WCDMA、Wi – Fi（802.11x）、WiMAX（802.16），及Bluetooth（802.15）。

《圖一　行動寬頻通訊技術所能夠應用的範圍》

無線傳輸介面協定

我們可以從(圖一)中見到，許多的無線傳輸介面是利用不同的技術來達到無線傳輸的動作，從最短距離的Bluetooth技術到最長距離的3G（WCDMA、CDMA2000和WiMAX）技術都有。

短距無線傳輸

目前短距無線傳輸協定最具代表性的就是Bluetooth（802.15），它不但比IrDA快，且傳輸的失敗率（Bit Error Rate，BER）也很低。目前Bluetooth的技術從手機延伸到印表機、數位相機、玩具，甚至交通工具上。任何與數位相關的無線產品，幾乎都可以見到它的蹤跡。

中距無線傳輸

Wi – Fi（802.11x）是中距無線傳輸協定的代表，目前使用最頻繁的是企業內部和商業區，而這些區域都設有熱點來讓使用者作連結。Wi – Fi有11 Mbps以上的速度，而BER從低至中不等，其熱點可替在100 – 300公尺內的十名使用者服務。

目前最受熱門的是802.11b，其它還有速度為54 Mbps的802.11a和802.11g，以及速度高達100 Mbps的802.11n。

遠距無線傳輸

在遠距無線傳輸方面，較為知名的協定有WiMAX（802.16）、3G、2.5G/2.75G、2 G ，以下就為這四項技術作個簡介：

WiMAX（802.16）

WiMAX說穿了其實就是遠距版的Wi – Fi，其距離可長達30英哩。它可以提供的頻寬從75 Mbps到250 Mbps以上，而BER的穩定度為中。WiMAX的研發不但讓無線傳輸的技術能夠延伸，且能夠讓多媒體訊號傳到Wi – Fi到達不了的地方。802.16的基地台可與其它的大眾傳播系統結合（如手機基地台、電台、電視台等），並預計在2005到2006年投入市場。

3G

目前已有許多3G的通訊協定運用在市場上，包括Wideband Code – Division Multiple Access（WCDMA）、Code-Division Multiple Access 2000（CDMA2000），及Time Division Synchronous Code – Division Multiple Access（TD – SCDMA）等。這些3G標準都能夠提供2 Mbps以上的傳輸速度，以及高穩定度的BER。也因為高穩定度的BER和其它方便的因素，目前3G較為應用在影音通訊的方面上。

2.5G／2.75G

目前已有許多無線通訊協定在使用2.5G／2.75G的技術，包括General Packet Radio Services（GPRS）、Code – Division Multiple Access 2000 – 1X（CDMA2000 – 1X），及Enhanced Data GSM Environment（EDGE）。其頻寬從40 Kbps到144 Kbps都有，不過它的 BER穩定度屬於高的範圍。

2G

目前有兩個無線通訊協定是應用2G的技術，分別是Code – Division Multiple Access（CDMA）和Global System for Mobile（GSM），其中GSM的使用者佔所有2G用戶的80%。2G當初是被設計成用來傳輸聲音，其頻寬也只有10 Kbps。目前2G已慢慢地被2.5G／2.75G和3G給代替了。

應用程式協定

目前市面上已有許多的應用程式協定，讓聲音、影像和資料可以在行動寬頻通訊技術中運用自如。以下就為這些協定來作個簡單的介紹。

SIP

在第三代協同設計報告（3rd Generation Partnership Project，3GPP）

裡，SIP被定位為3G技術的一環。而SIP的詳細內容，目前記錄在Internet Engineering Task Force（IETF）的RFC 3261文件裡。不過與SIP相關的RFC文件則有上百件，它們都是由不同的工作團隊所提供，如SIP、SIPPING、SIMPLE、XCON，及MMUSIC。

IETF為了要讓SIP順利加入3G的行列，所以加入了一些需要的技術文件。而在3GPP所定義的3G相關文件裡，將3G的技術定為獨立接收系統。在這個系統的架構底下，家用網路或其它的網路都可以透過相關的通訊協定，來達到影音通訊傳輸的功能。未來的IPv6便能夠在這個架構底下運作，而SIP則可以利用Signaling Compression（SigComp）來壓縮訊息的容量。

自從3G被應用在行動寬頻通訊後，IP的設定也由有線轉為無線。不過要應用在行動通訊上，必須要讓自動將使用者的IP在各無線基地台間緊密地接合，讓使用者能夠無間斷地進行通訊。

在3G架構底下，有三種不同的代理服務設備，分別是Proxy – CSCF、Interrogating – CSCF，及Serving – CSCF。

Proxy – CSCF（P – CSCF）

P – CSCF（Call Session Control Function）專門受理給行動設備和IP Multimedia Subsystem（IMS）用戶的註冊和呼叫。多個P-CSCF可以共同存在用來完成負載分擔，在規劃網路的時候，可以根據該區域內活動用戶數目來配置P-CSCF的數量。

Interrogating – CSCF（I – CSCF）

I – CSCF提供每個呼叫給相對應的S – CSCF，讓一般的使用者能夠在SIP完成註冊的動作。除了提供呼叫的服務外，它還有替SIP訊息作路由和傳送的功能。通常這些訊息在傳到外界的網域時，I – CSCF會將訊息作一個加密的處理。

Serving – CSCF（S – CSCF）

S – CSCF是替網路資料庫作通訊的動作，如Home Subscriber Server（HSS）提供資料接收、身份確認、資料統計（Access、Authorization、Accounting，AAA）等服務項目給行動設備。

IP／PIM

目前SIP所用的即時通訊技術，是由IETF的SIMPLE工作團隊以RFC 3265為基礎所研發出來的架構。這個架構會接受和傳送資料或訊息給被傳送者，任何的SIP資料都可以被傳送，其中包含 “呈現”（ Presence）的架構。

要實現Presence架構，必須要有幾個項目來支援，其項目如下：

Presence Agent（PA）

PA為SIP使用者的代理人，能夠接收和處理Presence的訊息。它也能夠回應和重新整理其它的訊息（如公開的訊息或SIP以外的任何訊息）其能符合Presence的架構。

Presence Server（PS）

PS的作用與PA相似，只不過它的角色是作為一個傳送訊息的代理伺服器。

Presence User Agent（PUA）

PUA的工作是蒐集和處理目前的Presence資料。這些資料會被送往PA，並與其它的Presence資料結合後，再將這些資料發送給收訊者。不同的通訊設備，如PDA、手機等都可以傳出不同Presence訊息給多個PUA。因為不同的設備會發送不同的資料訊息，所以SIMPLE工作團隊制訂了一個稱為Winfo的規範；當Winfo和Presence共用時，就被稱為presence.winfo。

假如使用者要傳送大量的訊息時，通常會造成網路的擁塞。有鑒於此，SIMPLE工作團隊定義了RFC 3265文件來規範訊息流量，以免造成傳輸的時間過長。

在SIP的即時訊息裡，會以兩種模式來執行，一種是Pager模式，另一種是Session模式。

Pager模式

RFC 3428文件有定義對傳送訊息的方式，其方式有以文章或以外的形式來傳送，不過這兩種形式都不能創造出Session。在SIP的訊息可由不同的方式來傳送，如文字檔、大量文字檔、多重MIME，和CPIM等。在Pager模式裡，這些訊息會以分散的方式由SIP來傳送。不過由於這些訊息的容量不大，所以在傳輸時，並不會讓網路伺服器作一個複雜的處理，但也因為流量過大，有時會造成伺服器Loading過重的情形。

Session模式

為了要解決Pager模式的過大流量，Session模式應運而生。在這個模式底下，它會起始於SIP INVITE訊息，及結束於BYE訊息。INVITE訊息會定義出即時通訊的Session的屬性，而Session則會透過 Message Session Relay Protocol（MSRP）協定來作傳輸的動作。

《圖二　SIP INVITE訊息的傳輸過程》

SIP／PoC

Push To Talk（PTT）的服務目前已在市面上應用多年，如美國NEXTEL公司便有提供此服務。目前PTT是以環繞式交換器來作為其核心技術，不過最近Ericsson、Motorola、Nokia、Siemens，及Comneon等五家大廠一起定義出一份以IP為單位的新技術文件 – Push to talk over Cellular（PoC），目前這份文件正交由Open Mobile Alliance（OMA）審核。PoC的架構如(圖三)。

《圖三　SIP INVITE訊息的傳輸過程》

PoC利用SIP來作為與IMS核心傳輸的介面；RTP／RTCP則是用來交換多媒體訊息（目前多為影音訊息），並存在於IT介面裡。目前RTCP只用在傳輸操控的層面上，但IETF的XCON工作團隊將會在未來定義RTCP為傳輸協定。在群組管理伺服器中，PoC能夠提供管理交談群組的功能。

PoC伺服器的功用是作為一個回傳訊息的代理人Back – To – Back User Agent（B2BUA），並中斷SIP的訊息傳送。此外，PoC伺服器也會中斷RTP／RTCP的流量，以增加其它傳輸協定的流量。PoC伺服器同時也會產生數據統計的報告。

3G – 324M

3G – 324M作為3GPP提出的3G行動通訊流媒體傳輸標準，可確保有線視頻傳輸系統與3G行動視訊傳輸系統間的互操作性。以下是與3G – 324M相關3GPP文件所應用的範圍：

3GPP TS? 23.108 – 應用在無線電第三層的核心網路協定。

3GPP文件替UMTS／ WCDMA2的架構定義出一個解決方案，而3G – 324M則是由3GPP的工作團隊（TSG – SA／WG4）來定義。目前在PSTN的通訊終端機裡，已導入了ITU – T H.324M的協定。目前這個協定已延伸到行動設備上，並稱為H.324M。H.324M的特點是減少多重協定在相互溝通中可能發生的錯誤。

3G – 324M的一些重要輔助協定和功能如下：

一個典型的3G – 324M，會替無線設備提供IP網路，如(圖四)。

《圖四　3G – 324M替無線設備所提供的IP網路架構》

@大標結語

目前有許多的行動寬頻通訊技術，但要提供給使用者良好的服務，就必須要將這些技術和行動設備作一個整合。不過使用者並不需要對這些技術作很詳盡的了解，因為這些技術是為了使用者的服務需求而誕生。在這篇文章所提到的大部份技術並未應用在生活中，不過確定的是，當市場需求夠大時，使用者將會很快地見到這些技術。

＜作者為RADVISION公司產品市場部主任＞

延 伸 閱 讀

本文介紹了未來移動通信網路媒體系統結構，及主要無線流媒體編碼傳輸標準，並以基於MPEG – 4視頻編解碼標準的無線即時流媒體通信解決方案為例，著重闡述了在未來移動網路上 提供即時多媒體業務所將面臨的諸多挑戰及應對辦法。相關介紹請見「行動媒體業務移動通訊的應用前景」一文。 無可否認，3G更多的是一種技術驅動、廠商驅動。而在應用上，分化的服務業務卻是人們所需要的，比如無線、寬頻等等，WiMAX就是這樣一種服務。你可在「WiMAX能否取代3G？」一文中得到進一步的介紹。 3GPP是制訂WCDMA標準的國際標準化組織，已分別於2000年3月、2001年3月和2002年6月 推出R99（又稱R3）、R4和R5三個標準版本。這幾個版本都存在網路結構方面的變化，R4在核心網 電路域引入了控制與承載分離的結構，R5則在分組域的基礎上引入了IP多媒體子系統，即IMS域。 但是，到了3GPP R6版本階段，網路架構方面已沒有太大的變更，主要是增加了一些新的功能特性 ，以及對已有功能特性的增強。在「3GPP R6版本功能特性綜述？」一文為你做了相關的評析。

相關組織網站	RADVISION公司網站 3G新聞網站 Wi – Fi聯盟官方網站