基于GPRS技術(shù)實(shí)現移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)

　　0引言

　　網(wǎng)絡(luò )技術(shù)是20世紀最重要的科技進(jìn)展之一，互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展是信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)集中體現，豐富的信息資源使人留戀，但人們對只能坐在辦公室或家里通過(guò)固定網(wǎng)絡(luò )上網(wǎng)是不滿(mǎn)足的，對能夠在移動(dòng)之中隨時(shí)隨地上網(wǎng)、收發(fā)E-mail、查閱信息充滿(mǎn)著(zhù)幻想和希望。如何選擇新的技術(shù)，使現有移動(dòng)通信技術(shù)和設備得以充分利用和升級換代，就成為大家所關(guān)心的問(wèn)題。

　　1 GPRS技術(shù)

　　從第2代移動(dòng)通信向第3代移動(dòng)通信過(guò)渡有許多技術(shù)可供選擇，而GPRS(通用分組無(wú)線(xiàn)電業(yè)務(wù))則是其中最引人矚目的一種。GPRS是利用分封交換的概念所發(fā)展出的一套無(wú)線(xiàn)傳輸方式。因此，GPRS技術(shù)可以令手機上網(wǎng)省時(shí)、省力、省花費，在一定程度上滿(mǎn)足了用戶(hù)對信息的要求，讓用戶(hù)在手機上也能夠盡情地享受上網(wǎng)沖浪。

　　現代信息技術(shù)的飛速發(fā)展正在改變我們的社會(huì )，移動(dòng)通信的迅猛增長(cháng)和瓦聯(lián)網(wǎng)的普及是信息領(lǐng)域最重要的兩件大事，將兩者結合到一起是人們的夢(mèng)想，有著(zhù)廣闊動(dòng)人的市場(chǎng)前景。而GSM等為主的數字蜂窩移動(dòng)通信和以Internet為主的分組數據通信是目前信息領(lǐng)域增長(cháng)最為迅猛的兩大產(chǎn)業(yè)，正呈現出相互融合的趨勢，而GPRS可以看做移動(dòng)通信和分組數據通信融合的第1步。原來(lái)GSM的撥號方式是電路交換數據傳送方式，GPRS是分組交換技術(shù)，由于使用了分組技術(shù)，用戶(hù)上網(wǎng)可以免受斷線(xiàn)的困擾。此外，GPRS中較為優(yōu)越的是下載資料和通話(huà)可以同時(shí)進(jìn)行。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，聲音的傳送(即通話(huà))繼續使用GSM，而數據的傳送便可使用GPRS，這樣就把移動(dòng)電話(huà)的應用提升到一個(gè)更高的層次。而且發(fā)展GPRS技術(shù)也十分經(jīng)濟，因為在原GSM網(wǎng)絡(luò )基礎_卜增加一系列功能實(shí)體來(lái)完成分組數據功能，新增功能實(shí)體組成GSM-GPRS網(wǎng)絡(luò )，作為獨立的網(wǎng)絡(luò )實(shí)體對GSM數據進(jìn)行旁路，完成GPRS業(yè)務(wù)，原GSM網(wǎng)絡(luò )則完成話(huà)音功能，盡量減少對GSM網(wǎng)絡(luò )的改動(dòng)。相對于GSM的9.6 kbit／s的訪(fǎng)問(wèn)速度而言，GPRS擁有171.2．kbit／s的訪(fǎng)問(wèn)速度；在連接建立時(shí)間方面，GSM需要10 s～30 s，而GPRS只需要極短的時(shí)間就可以訪(fǎng)問(wèn)到相關(guān)請求；就費用而言，GSM是按連接時(shí)間計費的，而GPRS只需要按數據流量計費；GPRS對于網(wǎng)絡(luò )資源的利用率相對遠遠高于GSM，可以說(shuō)CPRS是GSM網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)的必由之路。

　　GPRS主要的應用領(lǐng)域可以是：E-mail、WWW瀏覽、WAP業(yè)務(wù)、電子商務(wù)、信息查詢(xún)、遠程監控等。

　　2基于GPRS技術(shù)實(shí)現移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)

　　如圖1所示，GPRS分為MS(移動(dòng)臺)、BSS(基站子系統)，包括BTS(基站收發(fā)信臺)和BSC(基站控制器)、CSS(電路交換子系統)和PSS(分組交換子系統)，包括SGSN(業(yè)務(wù)GPRS支持節點(diǎn))和GGsN(網(wǎng)關(guān)GPRS支持節點(diǎn))、MSC(移動(dòng)交換中心)4部分。其中：MS可以看做是MT(移動(dòng)終端)和TE(終端設備)功能的集成實(shí)體，物理上可以是一個(gè)實(shí)體，也可以是兩個(gè)實(shí)體(TE+MT)；SGSN是GPRS網(wǎng)絡(luò )的重要組成部分，主要負責MS的接人控制、移動(dòng)性管理、會(huì )話(huà)管理、記錄MS當前的位置等功能。通過(guò)SGSN建立MS的PDP(分組數據協(xié)議)上下文，為MS提供接入外部Internet的通道；GGSN主要是起網(wǎng)關(guān)作用，負責提供GPRS PLMN(公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng))與外部分組數據網(wǎng)的接口，可與多種不同的數據網(wǎng)連接，并提供必要的網(wǎng)問(wèn)安全機制(如防火墻)；BG(邊界網(wǎng)關(guān))用于PLMN間GPRS骨干網(wǎng)的互連，它應具有基本的安全功能，此外，還可以根據運營(yíng)商之間的漫游協(xié)定增加相關(guān)功能；DNS(域名服務(wù)器)在GPRS網(wǎng)絡(luò )中存在兩種域名服務(wù)器，一種是GGSN與外部網(wǎng)之間的DNS，主要功能是對外部網(wǎng)的域名進(jìn)行解析，其作用完全等同于固定Internet網(wǎng)絡(luò )上的普通DNS，另一種是GPRS骨干網(wǎng)上的DNS，其作用主要有兩點(diǎn)，一是在PDP上下文激活過(guò)程中根據確定的APN(接入點(diǎn)名稱(chēng))解析出GGSN的IP地址，二是在SGSN間的路由區更新過(guò)程中，根據舊的路由區號碼，解析出舊的SGSN的IP地址。該功能實(shí)體并非GPRS所專(zhuān)有的設備實(shí)體。

 
　　3 GPRS業(yè)務(wù)特點(diǎn)及應用 

　　GPRS包含豐富的數據業(yè)務(wù)，包括PTP點(diǎn)對點(diǎn)數據業(yè)務(wù)、PTM-M點(diǎn)對多點(diǎn)廣播數據業(yè)務(wù)、PTM-G點(diǎn)對多點(diǎn)群呼數據業(yè)務(wù)、IP-M廣播業(yè)務(wù)等。這些業(yè)務(wù)已具有了一定的調度功能，再加上GSM-phase 2+(GSM第1階段提供的9.6 kbit／s以下數據業(yè)務(wù)及Phase2+階段提出的HSCSD都屬于電路型數據業(yè)務(wù)。Phase 2+階段提出的GPRS，則屬于分組型數據業(yè)務(wù))中定義的話(huà)音廣播及話(huà)音組呼業(yè)務(wù)，GPRS已能完成一些調度功能。GPRS提供應用業(yè)務(wù)的特點(diǎn)如下：

　　a)適用不連續的非周期性(突發(fā))的數據傳送，突發(fā)出現的時(shí)間間隔遠大于突發(fā)數據的平均傳輸時(shí)延。
　　b)適用小于500字節小數據量事務(wù)處理業(yè)務(wù)，允許每分鐘出現幾次，可以頻繁傳送。
　　c)適用幾千字節大數據量事務(wù)處理業(yè)務(wù)，允許每小時(shí)出現幾次，可以頻繁傳送。

　　上述GPRS應用業(yè)務(wù)特點(diǎn)表明：GPRS非常適合突發(fā)數據應用業(yè)務(wù)，能高效利用信道資源，但對大數據量應用業(yè)務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò )要加以限制。主要原因是：

　　a)數據業(yè)務(wù)量較小。GPRS網(wǎng)絡(luò )依附于原有的GSM網(wǎng)絡(luò )之上。但在目前，GSM網(wǎng)絡(luò )還主要提供電話(huà)業(yè)務(wù)，電話(huà)用戶(hù)密度高、業(yè)務(wù)量大，而GPRS數據用戶(hù)密度低。在一個(gè)小區內不可能有更多的信道用于GPRS業(yè)務(wù)。

　　b)無(wú)線(xiàn)信道的數據速率較低。

　　c)當采用靜態(tài)分配業(yè)務(wù)信道方式時(shí)，初期一個(gè)小區一般考慮分配一個(gè)頻道(載波)即8個(gè)信道(時(shí)隙)用于分組數據業(yè)務(wù)。例如某家公司的第1代GPRSBSS多時(shí)隙工作能力為：上下行各5個(gè)時(shí)隙(PDCH)用于全雙工MS。一個(gè)小區僅能提供上下行最高數據速率小于67 kbit／s(CS-2編碼)。當下行4個(gè)時(shí)隙(PDCH)和上行2個(gè)時(shí)隙(PDCH)用于半雙工MS工作，一個(gè)小區僅提供下行最高數據速率小于53.6 kbit／s(CS-2編碼)和上行最高數據速率小于26.8 kbit／s(CS-2編碼)。多時(shí)隙信道一般用于Web瀏覽業(yè)務(wù)(數據庫查詢(xún))和FTP(文件傳送協(xié)議)文件傳送業(yè)務(wù)等。由于多時(shí)隙信道數量有限，因此GPRS網(wǎng)絡(luò )要對大數據量應用業(yè)務(wù)加以限制，允許每小時(shí)出現幾次。 d)當GPRS業(yè)務(wù)和GSM業(yè)務(wù)共享信道，采用動(dòng)態(tài)分配信道方式時(shí)，電話(huà)有較高的優(yōu)先級?？衫萌魏我粋€(gè)信道的兩次通話(huà)間隙傳送GPRS分組數據業(yè)務(wù)，如果某個(gè)信道用于GPRS業(yè)務(wù)，一個(gè)分組數據信道(PDCH)可以實(shí)現多個(gè)GPRS MS用戶(hù)共享(即多個(gè)邏輯信道可以復用到一個(gè)物理信道)，因此，GPRS特別適用突發(fā)數據的應用，大大地提高了信道利用率。

　　4網(wǎng)絡(luò )發(fā)展展望

　　從移動(dòng)通信市場(chǎng)的走勢來(lái)看，國外移動(dòng)通信運營(yíng)商已開(kāi)始涉及多媒體服務(wù)的領(lǐng)域，使用戶(hù)可以用手機在股票市場(chǎng)上進(jìn)行交易、辦理銀行轉賬業(yè)務(wù)等。目前全世界已有近100個(gè)運營(yíng)商開(kāi)通了GPRS商用系統等。2000年12月21日，中國移動(dòng)通信集團公司在北京宣布：正式啟動(dòng)稱(chēng)為移動(dòng)夢(mèng)網(wǎng)的GPRS網(wǎng)絡(luò )建設。2001年6月，中國移動(dòng)GPRS一期工程已完成，2001年10月正式投入商用。經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，GPRS的應用已經(jīng)相對成熟。由于GPRS是在GSM基礎上發(fā)展起來(lái)的分組交換數據承載和傳輸業(yè)務(wù)，是2.5代的網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品，但并不意味著(zhù)GPRS僅僅是一個(gè)過(guò)渡產(chǎn)品，相反，GPRS是第2代向第3代網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)的非常重要、不可或缺的一個(gè)步驟和里程碑。因為GPRS較之GSM在數據的傳輸上產(chǎn)生了由電路交換到分組交換這樣一個(gè)質(zhì)的飛躍，對于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和數據業(yè)務(wù)有了一個(gè)很大的促進(jìn)。雖然3G時(shí)代即將到來(lái)，但是由于GPRS網(wǎng)絡(luò )成本、市場(chǎng)漸進(jìn)性的原因和2.5G的廣泛應用以及一些其他技術(shù)、商用問(wèn)題等，GPRS還會(huì )在移動(dòng)通信中扮演相當重要的角色，還將與3代共存很長(cháng)一段時(shí)間。

　　目前，全球對3代網(wǎng)絡(luò )呼之欲出，相信中國的運營(yíng)商也會(huì )根據數據用戶(hù)的數量和需求穩步發(fā)展3代網(wǎng)絡(luò )。在過(guò)去的幾年真空期，數據業(yè)務(wù)技術(shù)發(fā)展與市場(chǎng)需求都不是很成熟的情況下，GPRS在過(guò)去4~6年成為了移動(dòng)數據業(yè)務(wù)的最主要的承載方式。