利用GPRS技术实现移动互联网

网络 无线技术
GPRS是利用分封交换的概念所发展出的一套无线传输方式。因此,GPRS技术可以令手机上网省时、省力、省花费,在一定程度上满足了用户对信息的要求,让用户在手机上也能够尽情地享受上网冲浪。

引言

网络技术是20世纪最重要的科技进展之一,互联网的迅速发展是信息技术发展的一个集中体现,丰富的信息资源使人留恋,但人们对只能坐在办公室或家里通过固定网络上网是不满足的,对能够在移动之中随时随地上网、收发E-mail、查阅信息充满着幻想和希望。如何选择新的技术,使现有移动通信技术和设备得以充分利用和升级换代,就成为大家所关心的问题。

1 GPRS技术

从第2代移动通信向第3代移动通信过渡有许多技术可供选择,而GPRS(通用分组无线电业务)则是其中最引人瞩目的一种。GPRS是利用分封交换的概念所发展出的一套无线传输方式。因此,GPRS技术可以令手机上网省时、省力、省花费,在一定程度上满足了用户对信息的要求,让用户在手机上也能够尽情地享受上网冲浪。

现代信息技术的飞速发展正在改变我们的社会,移动通信的迅猛增长和瓦联网的普及是信息领域最重要的两件大事,将两者结合到一起是人们的梦想,有着广阔动人的市场前景。而GSM等为主的数字蜂窝移动通信和以Internet为主的分组数据通信是目前信息领域增长最为迅猛的两大产业,正呈现出相互融合的趋势,而GPRS可以看做移动通信和分组数据通信融合的第1步。原来GSM的拨号方式是电路交换数据传送方式,GPRS是分组交换技术,由于使用了分组技术,用户上网可以免受断线的困扰。此外,GPRS中较为优越的是下载资料和通话可以同时进行。从技术上来说,声音的传送(即通话)继续使用GSM,而数据的传送便可使用GPRS,这样就把移动电话的应用提升到一个更高的层次。而且发展GPRS技术也十分经济,因为在原GSM网络基础_卜增加一系列功能实体来完成分组数据功能,新增功能实体组成GSM-GPRS网络,作为独立的网络实体对GSM数据进行旁路,完成GPRS业务,原GSM网络则完成话音功能,尽量减少对GSM网络的改动。相对于GSM的9.6 kbit/s的访问速度而言,GPRS拥有171.2.kbit/s的访问速度;在连接建立时间方面,GSM需要10 s~30 s,而GPRS只需要极短的时间就可以访问到相关请求;就费用而言,GSM是按连接时间计费的,而GPRS只需要按数据流量计费;GPRS对于网络资源的利用率相对远远高于GSM,可以说CPRS是GSM网络演进的必由之路。

GPRS主要的应用领域可以是:E-mail、WWW浏览、WAP业务、电子商务、信息查询、远程监控等。

2基于GPRS技术实现移动互联网

GPRS分为MS(移动台)、BSS(基站子系统),包括BTS(基站收发信台)和BSC(基站控制器)、CSS(电路交换子系统)和PSS(分组交换子系统),包括SGSN(业务GPRS支持节点)和GGsN(网关GPRS支持节点)、MSC(移动交换中心)4部分。其中:MS可以看做是MT(移动终端)和TE(终端设备)功能的集成实体,物理上可以是一个实体,也可以是两个实体(TE+MT);SGSN是GPRS网络的重要组成部分,主要负责MS的接人控制、移动性管理、会话管理、记录MS当前的位置等功能。通过SGSN建立MS的PDP(分组数据协议)上下文,为MS提供接入外部Internet的通道;GGSN主要是起网关作用,负责提供GPRS PLMN(公用陆地移动通信网)与外部分组数据网的接口,可与多种不同的数据网连接,并提供必要的网问安全机制(如防火墙);BG(边界网关)用于PLMN间GPRS骨干网的互连,它应具有基本的安全功能,此外,还可以根据运营商之间的漫游协定增加相关功能;DNS(域名服务器)在GPRS网络中存在两种域名服务器,一种是GGSN与外部网之间的DNS,主要功能是对外部网的域名进行解析,其作用完全等同于固定Internet网络上的普通DNS,另一种是GPRS骨干网上的DNS,其作用主要有两点,一是在PDP上下文激活过程中根据确定的APN(接入点名称)解析出GGSN的IP地址,二是在SGSN间的路由区更新过程中,根据旧的路由区号码,解析出旧的SGSN的IP地址。该功能实体并非GPRS所专有的设备实体。#p#

3 GPRS业务特点及应用

GPRS包含丰富的数据业务,包括PTP点对点数据业务、PTM-M点对多点广播数据业务、PTM-G点对多点群呼数据业务、IP-M广播业务等。这些业务已具有了一定的调度功能,再加上GSM-phase 2+(GSM第1阶段提供的9.6 kbit/s以下数据业务及Phase2+阶段提出的HSCSD都属于电路型数据业务。Phase 2+阶段提出的GPRS,则属于分组型数据业务)中定义的话音广播及话音组呼业务,GPRS已能完成一些调度功能。GPRS提供应用业务的特点如下:

a)适用不连续的非周期性(突发)的数据传送,突发出现的时间间隔远大于突发数据的平均传输时延。

b)适用小于500字节小数据量事务处理业务,允许每分钟出现几次,可以频繁传送。

c)适用几千字节大数据量事务处理业务,允许每小时出现几次,可以频繁传送。

上述GPRS应用业务特点表明:GPRS非常适合突发数据应用业务,能高效利用信道资源,但对大数据量应用业务GPRS网络要加以限制。主要原因是:

a)数据业务量较小。GPRS网络依附于原有的GSM网络之上。但在目前,GSM网络还主要提供电话业务,电话用户密度高、业务量大,而GPRS数据用户密度低。在一个小区内不可能有更多的信道用于GPRS业务。

b)无线信道的数据速率较低。

c)当采用静态分配业务信道方式时,初期一个小区一般考虑分配一个频道(载波)即8个信道(时隙)用于分组数据业务。例如某家公司的第1代GPRSBSS多时隙工作能力为:上下行各5个时隙(PDCH)用于全双工MS。一个小区仅能提供上下行***数据速率小于67 kbit/s(CS-2编码)。当下行4个时隙(PDCH)和上行2个时隙(PDCH)用于半双工MS工作,一个小区仅提供下行***数据速率小于53.6 kbit/s(CS-2编码)和上行***数据速率小于26.8 kbit/s(CS-2编码)。多时隙信道一般用于Web浏览业务(数据库查询)和FTP(文件传送协议)文件传送业务等。由于多时隙信道数量有限,因此GPRS网络要对大数据量应用业务加以限制,允许每小时出现几次。 d)当GPRS业务和GSM业务共享信道,采用动态分配信道方式时,电话有较高的优先级。可利用任何一个信道的两次通话间隙传送GPRS分组数据业务,如果某个信道用于GPRS业务,一个分组数据信道(PDCH)可以实现多个GPRS MS用户共享(即多个逻辑信道可以复用到一个物理信道),因此,GPRS特别适用突发数据的应用,大大地提高了信道利用率。

4网络发展展望

从移动通信市场的走势来看,国外移动通信运营商已开始涉及多媒体服务的领域,使用户可以用手机在股票市场上进行交易、办理银行转账业务等。目前全世界已有近100个运营商开通了GPRS商用系统等。2000年12月21日,中国移动通信集团公司在北京宣布:正式启动称为移动梦网的GPRS网络建设。2001年6月,中国移动GPRS一期工程已完成,2001年10月正式投入商用。经过几年的发展,GPRS的应用已经相对成熟。由于GPRS是在GSM基础上发展起来的分组交换数据承载和传输业务,是2.5代的网络产品,但并不意味着GPRS仅仅是一个过渡产品,相反,GPRS是第2代向第3代网络演进的非常重要、不可或缺的一个步骤和里程碑。因为GPRS较之GSM在数据的传输上产生了由电路交换到分组交换这样一个质的飞跃,对于移动互联网和数据业务有了一个很大的促进。虽然3G时代即将到来,但是由于GPRS网络成本、市场渐进性的原因和2.5G的广泛应用以及一些其他技术、商用问题等,GPRS还会在移动通信中扮演相当重要的角色,还将与3代共存很长一段时间。

目前,全球对3代网络呼之欲出,相信中国的运营商也会根据数据用户的数量和需求稳步发展3代网络。在过去的几年真空期,数据业务技术发展与市场需求都不是很成熟的情况下,GPRS在过去4~6年成为了移动数据业务的最主要的承载方式。

【编辑推荐】

  1. GPRS无线DDN系统与应用
  2. PC巨头热捧移动互联网迎来机遇
责任编辑:许凤丽 来源: 中电网
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