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

　　0引言

　　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是20世紀(jì)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(xiàn)，豐富的信息資源使人留戀，但人們對(duì)只能坐在辦公室或家里通過固定網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)是不滿足的，對(duì)能夠在移動(dòng)之中隨時(shí)隨地上網(wǎng)、收發(fā)E-mail、查閱信息充滿著幻想和希望。如何選擇新的技術(shù)，使現(xiàn)有移動(dòng)通信技術(shù)和設(shè)備得以充分利用和升級(jí)換代，就成為大家所關(guān)心的問題。

　　1 GPRS技術(shù)

　　從第2代移動(dòng)通信向第3代移動(dòng)通信過渡有許多技術(shù)可供選擇，而GPRS(通用分組無線電業(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)展出的一套無線傳輸方式。因此，GPRS技術(shù)可以令手機(jī)上網(wǎng)省時(shí)、省力、省花費(fèi)，在一定程度上滿足了用戶對(duì)信息的要求，讓用戶在手機(jī)上也能夠盡情地享受上網(wǎng)沖浪。

　　現(xiàn)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(jié)合到一起是人們的夢(mèng)想，有著廣闊動(dòng)人的市場前景。而GSM等為主的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信和以Internet為主的分組數(shù)據(jù)通信是目前信息領(lǐng)域增長最為迅猛的兩大產(chǎn)業(yè)，正呈現(xiàn)出相互融合的趨勢(shì)，而GPRS可以看做移動(dòng)通信和分組數(shù)據(jù)通信融合的第1步。原來GSM的撥號(hào)方式是電路交換數(shù)據(jù)傳送方式，GPRS是分組交換技術(shù)，由于使用了分組技術(shù)，用戶上網(wǎng)可以免受斷線的困擾。此外，GPRS中較為優(yōu)越的是下載資料和通話可以同時(shí)進(jìn)行。從技術(shù)上來說，聲音的傳送(即通話)繼續(xù)使用GSM，而數(shù)據(jù)的傳送便可使用GPRS，這樣就把移動(dòng)電話的應(yīng)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(jì)，因?yàn)樵谠璆SM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)_卜增加一系列功能實(shí)體來完成分組數(shù)據(jù)功能，新增功能實(shí)體組成GSM-GPRS網(wǎng)絡(luò)，作為獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體對(duì)GSM數(shù)據(jù)進(jìn)行旁路，完成GPRS業(yè)務(wù)，原GSM網(wǎng)絡(luò)則完成話音功能，盡量減少對(duì)GSM網(wǎng)絡(luò)的改動(dòng)。相對(duì)于GSM的9.6 kbit／s的訪問速度而言，GPRS擁有171.2．kbit／s的訪問速度；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)間就可以訪問到相關(guān)請(qǐng)求；就費(fèi)用而言，GSM是按連接時(shí)間計(jì)費(fèi)的，而GPRS只需要按數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)；GPRS對(duì)于網(wǎng)絡(luò)資源的利用率相對(duì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于GSM，可以說CPRS是GSM網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的必由之路。

　　GPRS主要的應(yīng)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、遠(yuǎn)程監(jiān)控等。

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

　　如圖1所示，GPRS分為MS(移動(dòng)臺(tái))、BSS(基站子系統(tǒng))，包括BTS(基站收發(fā)信臺(tái))和BSC(基站控制器)、CSS(電路交換子系統(tǒng))和PSS(分組交換子系統(tǒng))，包括SGSN(業(yè)務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn))和GGsN(網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)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(shè)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(fù)責(zé)MS的接人控制、移動(dòng)性管理、會(huì)話管理、記錄MS當(dāng)前的位置等功能。通過SGSN建立MS的PDP(分組數(shù)據(jù)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(fù)責(zé)提供GPRS PLMN(公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng))與外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的接口，可與多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)連接，并提供必要的網(wǎng)問安全機(jī)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(yīng)具有基本的安全功能，此外，還可以根據(jù)運(yùn)營商之間的漫游協(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(duì)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上下文激活過程中根據(jù)確定的APN(接入點(diǎn)名稱)解析出GGSN的IP地址，二是在SGSN間的路由區(qū)更新過程中，根據(jù)舊的路由區(qū)號(hào)碼，解析出舊的SGSN的IP地址。該功能實(shí)體并非GPRS所專有的設(shè)備實(shí)體。

 
　　3 GPRS業(yè)務(wù)特點(diǎn)及應(yīng)用 

　　GPRS包含豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，包括PTP點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、PTM-M點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)廣播數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、PTM-G點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)群呼數(shù)據(jù)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(diào)度功能，再加上GSM-phase 2+(GSM第1階段提供的9.6 kbit／s以下數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及Phase2+階段提出的HSCSD都屬于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。Phase 2+階段提出的GPRS，則屬于分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))中定義的話音廣播及話音組呼業(yè)務(wù)，GPRS已能完成一些調(diào)度功能。GPRS提供應(yīng)用業(yè)務(wù)的特點(diǎn)如下：

　　a)適用不連續(xù)的非周期性(突發(fā))的數(shù)據(jù)傳送，突發(fā)出現(xiàn)的時(shí)間間隔遠(yuǎn)大于突發(fā)數(shù)據(jù)的平均傳輸時(shí)延。
　　b)適用小于500字節(jié)小數(shù)據(jù)量事務(wù)處理業(yè)務(wù)，允許每分鐘出現(xiàn)幾次，可以頻繁傳送。
　　c)適用幾千字節(jié)大數(shù)據(jù)量事務(wù)處理業(yè)務(wù)，允許每小時(shí)出現(xiàn)幾次，可以頻繁傳送。

　　上述GPRS應(yīng)用業(yè)務(wù)特點(diǎn)表明：GPRS非常適合突發(fā)數(shù)據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)，能高效利用信道資源，但對(duì)大數(shù)據(jù)量應(yīng)用業(yè)務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)要加以限制。主要原因是：

　　a)數(shù)據(jù)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)還主要提供電話業(yè)務(wù)，電話用戶密度高、業(yè)務(wù)量大，而GPRS數(shù)據(jù)用戶密度低。在一個(gè)小區(qū)內(nèi)不可能有更多的信道用于GPRS業(yè)務(wù)。

　　b)無線信道的數(shù)據(jù)速率較低。

　　c)當(dāng)采用靜態(tài)分配業(yè)務(wù)信道方式時(shí)，初期一個(gè)小區(qū)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(shù)據(jù)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(qū)僅能提供上下行最高數(shù)據(jù)速率小于67 kbit／s(CS-2編碼)。當(dāng)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(qū)僅提供下行最高數(shù)據(jù)速率小于53.6 kbit／s(CS-2編碼)和上行最高數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫查詢)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(shù)量有限，因此GPRS網(wǎng)絡(luò)要對(duì)大數(shù)據(jù)量應(yīng)用業(yè)務(wù)加以限制，允許每小時(shí)出現(xiàn)幾次。 d)當(dāng)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)，電話有較高的優(yōu)先級(jí)。可利用任何一個(gè)信道的兩次通話間隙傳送GPRS分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如果某個(gè)信道用于GPRS業(yè)務(wù)，一個(gè)分組數(shù)據(jù)信道(PDCH)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)GPRS MS用戶共享(即多個(gè)邏輯信道可以復(fù)用到一個(gè)物理信道)，因此，GPRS特別適用突發(fā)數(shù)據(jù)的應(yīng)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)通信市場的走勢(shì)來看，國外移動(dòng)通信運(yùn)營商已開始涉及多媒體服務(wù)的領(lǐng)域，使用戶可以用手機(jī)在股票市場上進(jìn)行交易、辦理銀行轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)等。目前全世界已有近100個(gè)運(yùn)營商開通了GPRS商用系統(tǒng)等。2000年12月21日，中國移動(dòng)通信集團(tuán)公司在北京宣布：正式啟動(dòng)稱為移動(dòng)夢(mèng)網(wǎng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。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)過幾年的發(fā)展，GPRS的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟。由于GPRS是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的分組交換數(shù)據(jù)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GPRS僅僅是一個(gè)過渡產(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?yàn)镚PRS較之GSM在數(shù)據(jù)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(duì)于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)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，但是由于GPRS網(wǎng)絡(luò)成本、市場漸進(jìn)性的原因和2.5G的廣泛應(yīng)用以及一些其他技術(shù)、商用問題等，GPRS還會(huì)在移動(dòng)通信中扮演相當(dāng)重要的角色，還將與3代共存很長一段時(shí)間。

　　目前，全球?qū)?代網(wǎng)絡(luò)呼之欲出，相信中國的運(yùn)營商也會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)用戶的數(shù)量和需求穩(wěn)步發(fā)展3代網(wǎng)絡(luò)。在過去的幾年真空期，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)技術(shù)發(fā)展與市場需求都不是很成熟的情況下，GPRS在過去4~6年成為了移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最主要的承載方式。