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GPRS 通用分組無線業(yè)務(wù)

云知道

本文描述有關(guān)移動通信網(wǎng)的發(fā)展過程和趨勢 ， 介紹我國第三代移動通信的最新發(fā)展情況 。重點討論了當(dāng)前處于前沿的通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）的發(fā)展和相關(guān)技術(shù) ， 以及現(xiàn)有GSM向第三代移動通信演進的策略 。
要害詞：GPRS數(shù)據(jù)傳輸IP技術(shù)個人多媒體業(yè)務(wù)第三代移動通信 一、前言 二十世紀(jì)90年代 ， 第二代數(shù)字移動通信迅猛發(fā)展 ， 人們對第三代移動通信提出了新的要求：它應(yīng)該能實現(xiàn)全球漫游 ， 同時應(yīng)具備寬帶的數(shù)據(jù)通信能力 。我國的移動通信網(wǎng)絡(luò)主要采用三種技術(shù)：模擬TACS系統(tǒng)、GSM900／1800雙頻系統(tǒng)和800MHz CDMA系統(tǒng) 。我國從1995年開始GSM的商用以來 ， 發(fā)展速度非常迅猛 。中國移動通信集團公司的GSM用戶已超過2 ， 400萬 ， 是世界上最大的GSM運營者 。從今年開臺 ， 我國計劃在全國范圍內(nèi)規(guī)模發(fā)展800MHz CDMA網(wǎng)絡(luò) 。預(yù)計到2003年CDMA網(wǎng)絡(luò)容量將達到4 ， 000萬 ， 用戶將達2 ， 800萬 。這樣大的發(fā)展規(guī)模 ， 單靠現(xiàn)有的技術(shù)和頻段是很難滿足需求的 。巨大的移動通信市場和頻譜資源的有限性促進了第三代移動通信的發(fā)展 。從業(yè)務(wù)角度看 ， 移動通信和IP兩個發(fā)展最快的領(lǐng)域的結(jié)合（移動多媒體通信） ， 無疑是移動通信的發(fā)展方向 ?，F(xiàn)有的第二代技術(shù)能力僅能滿足話音和低、中速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求；而以提供移動多媒體業(yè)務(wù)為特征的第三代移動通信 ， 能提供高達2Mbit/s速率的業(yè)務(wù) ， 而且在頻譜利用率和業(yè)務(wù)能力上都有明顯提高 ， 所以運營者會爭取盡早提供第三代業(yè)務(wù)以取得競爭的優(yōu)勢 。數(shù)據(jù)網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)融合的未來核心網(wǎng)絡(luò)將采用IP結(jié)構(gòu) 。IP將是數(shù)據(jù)、話音、多媒體聯(lián)網(wǎng)以及固定和移動應(yīng)用的融匯層 。核心IP技術(shù)的應(yīng)用使得網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可采用分布式 ， 并答應(yīng)第三方開發(fā)商擴展網(wǎng)絡(luò)功能和提供增值應(yīng)用 。大多數(shù)專家認為 ， 未來的發(fā)展方向?qū)⑹窃贕SM以話音為基礎(chǔ)的運營模式上 ， 以終端客戶為核心 ， 把具有增值意義的業(yè)務(wù)和應(yīng)用加到GSM上來 。在應(yīng)用方面 ， 將主要包括六種重要的應(yīng)用：簡單的信息、遠程數(shù)據(jù)查詢、信息接入、高質(zhì)量的多媒體、廣播業(yè)務(wù)及縱向的應(yīng)用等 。其中80％到90％都可以在現(xiàn)在的GSM網(wǎng)和GPRS（通用分組無線業(yè)務(wù)）上實現(xiàn) 。GSM對話音業(yè)務(wù)提供了很好的支持 ， 但不適合數(shù)據(jù)應(yīng)用的開展 。而把包交換引入GSM所形成的GPRS ， 則可以適應(yīng)移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展 ， 其突出的特點是多個用戶可以共享一個信道 ， 可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源 ， 另外 ， GPRS可以按照用戶的需要來提供帶寬 ， 在無線接口上采用了寬帶CDMA技術(shù) ， 以及大幅度提高數(shù)據(jù)傳輸速率 。如何才能更好地過渡到第三代移動通信呢？我國第二代的核心網(wǎng)絡(luò)目前以GSM為主 ， 所以我們希望第二代網(wǎng)絡(luò)過渡到第三代的同時 ， 還要實現(xiàn)他們之間的互聯(lián)互通 ， 以保證終端在不同網(wǎng)絡(luò)之間的無縫漫游 。在當(dāng)前GSM網(wǎng)絡(luò)中引入移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) ， 面臨著如何在合理的投資成本下 ， 實現(xiàn)業(yè)務(wù)市場快速啟動和有效覆蓋的問題 。結(jié)合中國移動通信網(wǎng)絡(luò)的實際情況 ， 較為可行的方案是采取平滑演進策略 ， 大體分三步走：即GSM-GPRS-3G 。通過在移動關(guān)口局GMSC和MSC上集成IP網(wǎng)關(guān) ， 實現(xiàn)低速、中速移動因特網(wǎng)接入 ， 并支持以智能網(wǎng)方式靈活、經(jīng)濟地提供各類IP業(yè)務(wù) 。借助該方案 ， 運營商能夠根據(jù)用戶需求 ， 從關(guān)口局到端局 ， 分階段、分區(qū)域地擴大移動數(shù)據(jù)通信的業(yè)務(wù)覆蓋范圍 ， 充分保護網(wǎng)絡(luò)投資 。GPRS的引入策略為分階段引入：先在發(fā)達城市、然后在各省級建骨干網(wǎng)（省間不互通）；之后建省內(nèi)GPRS骨干網(wǎng)、省間部分互通漫游；接下來是全國GPRS互通漫游 ， 最后發(fā)展國際GPRS漫游 。GPRS的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要由網(wǎng)絡(luò)的容量需求和GPRS業(yè)務(wù)支持節(jié)點SGSN、GPRS關(guān)口支持節(jié)點GGSN、分組控制單元PCU等的配置共同決定 ， GPRS骨干網(wǎng)絡(luò)GSN可采用ATM或IP方式組網(wǎng) ， 基站可采用升級的GSM基站 。SGSN與GPRS基站系統(tǒng)中的PCU可采用E1或幀中繼方式連接 ， PCU可集成在BSC或GSN ， PCU也可獨立設(shè)置 。GPRS基站系統(tǒng)采用A3、A5加密算法 ， 在GTP接口采用IPSec加密 ， 同時在與外網(wǎng)絡(luò)互通處還設(shè)置防火墻 。二、通用分組無線業(yè)務(wù)技術(shù) 將在2000年初開啟的通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS ， General Packet Radio Service） ， 作為邁向第三代個人移動通信系統(tǒng)的重要里程碑 ， 將使移動通信與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)合二為一 ， 使IP業(yè)務(wù)得以引入廣闊的移動市場 ， GPRS是基本分組無線業(yè)務(wù) ， 采用分組交換的方式 ， 數(shù)據(jù)速率最高可達164kbit/s ， 它可以給GSM用戶提供移動環(huán)境下的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) ， 還可以提供收發(fā)Email、Internet創(chuàng)覽等功能 。1． GPRS的功能和業(yè)務(wù) GPRS是一種新的GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) ， 它可以給移動用戶提供無線分組數(shù)據(jù)接入股務(wù) 。GPRS主要是在移動用戶和遠端的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（如支持TCP／IP、X.25等網(wǎng)絡(luò)）之間提供一種連接 ， 從而給移動用戶提供高速無線IP和無線X.25業(yè)務(wù) 。GPRS采用分組交換技術(shù) ， 它可以讓多個用戶共享某些固定的信道資源 。假如把空中接口上的TDMA幀中的8個時隙都用來傳送數(shù)據(jù) ， 那么數(shù)據(jù)速率最高可達164 kbit/s 。GSM空中接口的信道資源既可以被話音占用 ， 也可以被GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占用 。當(dāng)然在信道充足的條件下 ， 可以把一些信道定義為GPRS專用信道 。要實現(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò) ， 需要在傳統(tǒng)的GSM網(wǎng)絡(luò)中引入新的網(wǎng)絡(luò)接口和通信協(xié)議 。目前GPRS網(wǎng)絡(luò)引入GSN（GPRS Surporting Node）節(jié)點 。移動臺則必須是GPRS移動臺或GPRS／GSM雙模移動臺 。根據(jù)歐洲ETSI的GSM第2＋階段的建議 ， GPRS分為兩個發(fā)展階段（即PhaSe1和PhaSe2） 。GPRS的PhaSel階段將能支持下列功能和業(yè)務(wù)： .TCP／IP和X.25業(yè)務(wù) .全新的GPRS空中接口加密技術(shù) .GPRS附加業(yè)務(wù) .增強型的短信業(yè)務(wù)（E-SMS） .GPRS分組數(shù)據(jù)計費功能 ， 即根據(jù)數(shù)據(jù)量計費 。上述功能業(yè)務(wù)中最顯著的是TCP／IP和X.25功能 。GSM網(wǎng)絡(luò)可以通過TCP／IP和X.25為用戶提供電子郵件、www瀏覽、專用數(shù)據(jù)、LAN接入等業(yè)務(wù) 。

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