基于GPRS技術實現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng)

　　0引言

　　網(wǎng)絡技術是20世紀最重要的科技進展之一，互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展是信息技術發(fā)展的一個集中體現(xiàn)，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固定網(wǎng)絡上網(wǎng)是不滿足的，對能夠在移動之中隨時隨地上網(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，使現(xiàn)有移動通信技術和設備得以充分利用和升級換代，就成為大家所關心的問題。

　　1 GPRS技術

　　從第2代移動通信向第3代移動通信過渡有許多技術可供選擇，而GPRS(通用分組無線電業(yè)務)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技術可以令手機上網(wǎng)省時、省力、省花費，在一定程度上滿足了用戶對信息的要求，讓用戶在手機上也能夠盡情地享受上網(wǎng)沖浪。

　　現(xiàn)代信息技術的飛速發(fā)展正在改變我們的社會，移動通信的迅猛增長和瓦聯(lián)網(wǎng)的普及是信息領域最重要的兩件大事，將兩者結合到一起是人們的夢想，有著廣闊動人的市場前景。而GSM等為主的數(shù)字蜂窩移動通信和以Internet為主的分組數(shù)據(jù)通信是目前信息領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，而GPRS可以看做移動通信和分組數(shù)據(jù)通信融合的第1步。原來GSM的撥號方式是電路交換數(shù)據(jù)傳送方式，GPRS是分組交換技術，由于使用了分組技術，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進行。從技術上來說，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，這樣就把移動電話的應用提升到一個更高的層次。而且發(fā)展GPRS技術也十分經(jīng)濟，因為在原GSM網(wǎng)絡基礎_卜增加一系列功能實體來完成分組數(shù)據(jù)功能，新增功能實體組成GSM-GPRS網(wǎng)絡，作為獨立的網(wǎng)絡實體對GSM數(shù)據(jù)進行旁路，完成GPRS業(yè)務，原GSM網(wǎng)絡則完成話音功能，盡量減少對GSM網(wǎng)絡的改動。相對于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；在連接建立時間方面，GSM需要10 s～30 s，而GPRS只需要極短的時間就可以訪問到相關請求；就費用而言，GSM是按連接時間計費的，而GPRS只需要按數(shù)據(jù)流量計費；GPRS對于網(wǎng)絡資源的利用率相對遠遠高于GSM，可以說CPRS是GSM網(wǎng)絡演進的必由之路。

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

　　2基于GPRS技術實現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng)

　　如圖1所示，GPRS分為MS(移動臺)、BSS(基站子系統(tǒng))，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(tǒng))和PSS(分組交換子系統(tǒng))，包括SGSN(業(yè)務GPRS支持節(jié)點)和GGsN(網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點)、MSC(移動交換中心)4部分。其中：MS可以看做是MT(移動終端)和TE(終端設備)功能的集成實體，物理上可以是一個實體，也可以是兩個實體(TE+MT)；SGSN是GPRS網(wǎng)絡的重要組成部分，主要負責MS的接人控制、移動性管理、會話管理、記錄MS當前的位置等功能。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)關作用，負責提供GPRS PLMN(公用陸地移動通信網(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)問安全機制(如防火墻)；BG(邊界網(wǎng)關)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(jù)運營商之間的漫游協(xié)定增加相關功能；DNS(域名服務器)在GPRS網(wǎng)絡中存在兩種域名服務器，一種是GGSN與外部網(wǎng)之間的DNS，主要功能是對外部網(wǎng)的域名進行解析，其作用完全等同于固定Internet網(wǎng)絡上的普通DNS，另一種是GPRS骨干網(wǎng)上的DNS，其作用主要有兩點，一是在PDP上下文激活過程中根據(jù)確定的APN(接入點名稱)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)號碼，解析出舊的SGSN的IP地址。該功能實體并非GPRS所專有的設備實體。

 
　　3 GPRS業(yè)務特點及應用 

　　GPRS包含豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務，包括PTP點對點數(shù)據(jù)業(yè)務、PTM-M點對多點廣播數(shù)據(jù)業(yè)務、PTM-G點對多點群呼數(shù)據(jù)業(yè)務、IP-M廣播業(yè)務等。這些業(yè)務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(shù)據(jù)業(yè)務及Phase2+階段提出的HSCSD都屬于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務。Phase 2+階段提出的GPRS，則屬于分組型數(shù)據(jù)業(yè)務)中定義的話音廣播及話音組呼業(yè)務，GPRS已能完成一些調度功能。GPRS提供應用業(yè)務的特點如下：

　　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)的時間間隔遠大于突發(fā)數(shù)據(jù)的平均傳輸時延。
　　b)適用小于500字節(jié)小數(shù)據(jù)量事務處理業(yè)務，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)量事務處理業(yè)務，允許每小時出現(xiàn)幾次，可以頻繁傳送。

　　上述GPRS應用業(yè)務特點表明：GPRS非常適合突發(fā)數(shù)據(jù)應用業(yè)務，能高效利用信道資源，但對大數(shù)據(jù)量應用業(yè)務GPRS網(wǎng)絡要加以限制。主要原因是：

　　a)數(shù)據(jù)業(yè)務量較小。GPRS網(wǎng)絡依附于原有的GSM網(wǎng)絡之上。但在目前，GSM網(wǎng)絡還主要提供電話業(yè)務，電話用戶密度高、業(yè)務量大，而GPRS數(shù)據(jù)用戶密度低。在一個小區(qū)內(nèi)不可能有更多的信道用于GPRS業(yè)務。

　　b)無線信道的數(shù)據(jù)速率較低。

　　c)當采用靜態(tài)分配業(yè)務信道方式時，初期一個小區(qū)一般考慮分配一個頻道(載波)即8個信道(時隙)用于分組數(shù)據(jù)業(yè)務。例如某家公司的第1代GPRSBSS多時隙工作能力為：上下行各5個時隙(PDCH)用于全雙工MS。一個小區(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)。當下行4個時隙(PDCH)和上行2個時隙(PDCH)用于半雙工MS工作，一個小區(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)。多時隙信道一般用于Web瀏覽業(yè)務(數(shù)據(jù)庫查詢)和FTP(文件傳送協(xié)議)文件傳送業(yè)務等。由于多時隙信道數(shù)量有限，因此GPRS網(wǎng)絡要對大數(shù)據(jù)量應用業(yè)務加以限制，允許每小時出現(xiàn)幾次。 d)當GPRS業(yè)務和GSM業(yè)務共享信道，采用動態(tài)分配信道方式時，電話有較高的優(yōu)先級。可利用任何一個信道的兩次通話間隙傳送GPRS分組數(shù)據(jù)業(yè)務，如果某個信道用于GPRS業(yè)務，一個分組數(shù)據(jù)信道(PDCH)可以實現(xiàn)多個GPRS MS用戶共享(即多個邏輯信道可以復用到一個物理信道)，因此，GPRS特別適用突發(fā)數(shù)據(jù)的應用，大大地提高了信道利用率。

　　4網(wǎng)絡發(fā)展展望

　　從移動通信市場的走勢來看，國外移動通信運營商已開始涉及多媒體服務的領域，使用戶可以用手機在股票市場上進行交易、辦理銀行轉賬業(yè)務等。目前全世界已有近100個運營商開通了GPRS商用系統(tǒng)等。2000年12月21日，中國移動通信集團公司在北京宣布：正式啟動稱為移動夢網(wǎng)的GPRS網(wǎng)絡建設。2001年6月，中國移動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的應用已經(jīng)相對成熟。由于GPRS是在GSM基礎上發(fā)展起來的分組交換數(shù)據(jù)承載和傳輸業(yè)務，是2.5代的網(wǎng)絡產(chǎn)品，但并不意味著GPRS僅僅是一個過渡產(chǎn)品，相反，GPRS是第2代向第3代網(wǎng)絡演進的非常重要、不可或缺的一個步驟和里程碑。因為GPRS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質的飛躍，對于移動互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)業(yè)務有了一個很大的促進。雖然3G時代即將到來，但是由于GPRS網(wǎng)絡成本、市場漸進性的原因和2.5G的廣泛應用以及一些其他技術、商用問題等，GPRS還會在移動通信中扮演相當重要的角色，還將與3代共存很長一段時間。

　　目前，全球對3代網(wǎng)絡呼之欲出，相信中國的運營商也會根據(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。在過去的幾年真空期，數(shù)據(jù)業(yè)務技術發(fā)展與市場需求都不是很成熟的情況下，GPRS在過去4~6年成為了移動數(shù)據(jù)業(yè)務的最主要的承載方式。