[摘 要 ] WAP規(guī) 范 了 一 種 建 立 在 各 種 承 載 之 上 的 應 用 平 臺 ， 為 移 動 用 戶 提 供 了 統 一 、 開 放 的 應 用 接 口 。 在 各 種 承 載 網 絡 的 應 用 中 ， 構 筑 在 GPRS(通 用 分 組 無 線 業(yè) 務 )之 上 的 WAP是 目 前 最 佳 的 方 案 。 本 文 從 協 議 和 網 絡 結 構 兩 個 方 面 對 構 筑 在 GPRS之 上 的 WAP進 行 分 析 ， 并 就 移 動 終 端 的 接 入 過 程 作 了 討 論 。
[關 鍵 字 ] WAP； GPRS； 接 口 方 案
1. 引 言
WAP協 議 規(guī) 范 了 一 個 統 一 開 放 的 標 準 ， 它 支 持 各 種 無 線 承 載 技 術 ， 包 括 短 消 息 、 電 路 交 換 式 和 分 組 數 據 。 也 就 是 說 ， WAP提 供 了 一 種 建 立 在 無 線 數 據 網 絡 載 體 上 的 應 用 平 臺 。 構 筑 在 承 載 網 絡 之 上 的 WAP無 需 對 承 載 網 絡 改 動 ， 而 只 需 在 原 有 的 承 載 網 絡 中 加 入 WAP網 關 ， 建 立 與 相 關 應 用 服 務 器 或 INTERNET相 連 ， 同 時 采 用 支 持 WAP的 移 動 終 端 。 如 圖 1。
圖1.構筑在GPRS之上的WAP網絡結構
針 對 GSM網 絡 不 同 的 數 據 載 體 ， WAP應 用 于 網 絡 中 的 網 絡 結 構 也 有 所 不 同 。 構 筑 在 GSM SMS(短 消 息 )或 GSM USSD(非 結 構 補 充 業(yè) 務 數 據 )之 上 時 ， 圖 1中 與 WAP網 關 相 連 的 可 選 設 備 就 是 SMSC(短 消 息 控 制 中 心 )或 USSDC(USSD控 制 中 心 )； 如 果 采 用 CSD(電 路 交 換 數 據 業(yè) 務 )作 為 數 據 載 體 ， 則 圖 1中 的 可 選 設 備 就 會 換 用 接 入 服 務 器 ， 實 現 點 對 點 連 接 ； 如 果 數 據 載 體 采 用 的 是 GSM GPRS， 則 要 通 過 GPRS兩 個 支 持 點 之 一 的 網 關 支 持 點 GGSN完 成 無 線 網 絡 和 WAP網 關 的 連 接 。
與 SMS， USSD和 CSD相 比 ， GPRS具 有 帶 寬 寬 ， 而 且 可 以 動 態(tài) 分 配 的 優(yōu) 點 ， 能 更 有 效 地 利 用 寶 貴 的 無 線 信 道 資 源 。 這 樣 ， 可 以 有 效 地 解 決 WAP應 用 中 的 “ 瓶 頸 ” 問 題 。 同 時 GPRS移 動 終 端 無 需 撥 號 而 即 刻 連 接 ， 并 支 持 虛 擬 連 接 ， 可 從 網 絡 獲 得 有 關 信 息 。 因 此 ， 構 筑 在 GPRS之 上 的 WAP更 能 有 效 地 為 無 線 終 端 用 戶 提 供 便 捷 高 效 的 應 用 ， 是 目 前 最 佳 的 方 案 。
2. 構 筑 在 GPRS之 上 的 WAP的 協 議 棧 模 型
承 載 網 絡 可 分 為 基 于 IP的 承 載 網 絡 (如 CSD、 CDPD、 iDEN、 GPRS等 )和 非 基 于 IP的 承 載 網 絡 (如 SMS、 USSD、 FLEX等 )。 WAP在 這 兩 種 不 同 的 承 載 網 絡 之 上 構 筑 應 用 時 ， 采 用 的 規(guī) 范 會 有 所 不 同 ， 其 主 要 差 異 表 現 在 WAP的 傳 輸 層 。 前 者 采 用 UDP／ IP協 議 ， 而 后 者 采 用 WDP(無 線 數 據 報 協 議 )。 GPRS是 基 于 IP的 分 組 交 換 網 絡 ， 所 以 采 用 UDP／ IP來 完 成 WAP傳 輸 層 的 功 能 ， 并 向 高 層 協 議 提 供 套 接 字 (Socket)接 口 。 構 筑 在 GPRS之 上 的 WAP的 協 議 棧 如 圖 2所 示 。
在 圖 2中 ， SGSN和 GGSN是 GPRS的 兩 個 支 持 結 點 ， 它 們 負 責 GPRS網 絡 的 移 動 性 管 理 和 路 由 管 理 。 構 筑 在 GPRS之 上 的 WAP應 用 主 要 是 由 這 兩 個 接 點 完 成 連 接 的 。 SGSN是 GPRS的 業(yè) 務 支 持 結 點 ， 它 主 要 是 用 來 記 錄 移 動 臺 的 當 前 位 置 信 息 ， 并 在 移 動 臺 和 GGSN之 間 完 成 移 動 分 組 數 據 的 發(fā) 送 和 接 收 ： GGSN則 主 要 是 起 網 關 的 作 用 ， 它 可 以 和 多 種 不 同 的 外 部 數 據 網 絡 連 接 ， 如 ISDN， PSPDN和 LAN等 。 GGSN還 可 以 把 GSM網 中 GPRS分 組 數 據 包 進 行 協 議 轉 換 ， 從 而 可 以 把 這 些 分 組 數 據 包 傳 送 到 遠 端 的 TCP／ IP或 X 25網 絡 。
UDP(User Datagram Protocol， 用 戶 數 據 報 協 議 )是 無 連 接 的 ， 提 供 高 效 率 的 服 務 ， 對 GPRS向 上 層 提 交 的 數 據 報 進 行 重 新 組 裝 。 為 了 標 識 通 信 的 進 程 ， UDP仍 采 用 協 議 端 口 為 進 程 訪 問 傳 輸 服 務 提 供 入 口 點 。 無 線 事 務 層 (WTP)提 供 了 一 種 輕 型 的 面 向 事 務 的 協 議 ， 適 合 在 “ 瘦 型 ” 客 戶 機 (移 動 臺 )上 實 現 。 該 層 協 議 主 要 負 責 在 客 戶 端 和 服 務 器 端 傳 送 信 息 時 ， 采 用 事 務 的 方 式 ， 以 便 在 數 據 報 業(yè) 務 之 上 完 成 適 合 無 線 環(huán) 境 的 信 息 傳 輸 。 WTP協 議 的 主 要 用 途 是 為 WSP提 供 建 立 在 不 可 靠 數 據 業(yè) 務 之 上 的 可 靠 的 事 務 業(yè) 務 。
由 于 UDP和 WTP在 數 據 傳 輸 過 程 中 對 數 據 的 正 確 性 不 作 太 多 的 保 障 ， 為 此 ， WAP論 壇 制 定 了 相 關 的 差 錯 控 制 協 議 來 完 成 該 功 能 。 非 基 于 IP的 網 絡 中 ， 使 用 的 是 WCMP(無 線 消 息 控 制 協 議 )， 而 基 于 IP的 網 絡 則 用 ICMP(國 際 控 制 報 文 協 議 )。 在 GPRS構 筑 的 WAP應 用 中 ， ICMP一 般 用 在 結 點 和 無 線 數 據 網 關 中 ， 用 來 報 告 數 據 處 理 過 程 中 所 遇 到 的 錯 誤 ， 并 提 供 錯 誤 產 生 的 信 息 并 進 行 錯 誤 診 斷 ， 同 時 由 傳 輸 層 向 管 理 實 體 或 高 層 協 議 提 請 ICMP消 息 報 文 。 所 以 ， 傳 輸 層 主 要 是 由 WTP、 UDP和 ICMP三 種 協 議 構 成 。
3. 構 筑 在 GPRS之 上 的 WAP的 網 絡 結 構
構 筑 在 GPRS之 上 的 WAP的 網 絡 結 構 如 圖 3所 示 。
在 圖 3所 示 的 網 絡 結 構 中 ， 定 義 了 兩 類 服 務 器 ： WAP網 關 ／ 代 理 服 務 器 和 無 線 電 話 應 用 服 務 器 (WTA)。 WAP服 務 器 完 成 與 INTERNET網 的 連 接 ， 為 INTERNET網 絡 提 供 基 于 WML編 程 語 言 的 文 本 資 源 ， 以 便 被 移 動 終 端 接 收 瀏 覽 。
而 WTA服 務 器 則 完 成 WTA(無 線 電 話 應 用 )所 提 供 的 對 電 話 呼 叫 和 特 征 控 制 機 制 所 做 的 特 定 擴 展 ， 目 前 ， WTA以 函 數 庫 和 接 口 的 形 式 提 供 三 類 服 務 ：
① 通 用 網 絡 服 務 ： 完 成 諸 如 呼 叫 建 立 和 響 應 獨 立 于 網 絡 類 型 的 業(yè) 務 ；
② 特 定 網 絡 服 務 ： 只 有 運 行 于 WTA用 戶 代 理 中 的 內 容 才 能 訪 問 這 種 面 向 特 定 類 型 網 絡 和 通 用 網 絡 擴 展 的 服 務 ；
�、� 公 共 服 務 ： 沒 有 任 何 限 制 的 訪 問 業(yè) 務 。
WTA服 務 器 和 Web服 務 器 一 樣 ， 只 是 它 提 供 的 是 話 音 數 據 。 WTA用 戶 代 理 可 以 像 INTERNET的 Web瀏 覽 器 那 樣 ， 用 URLs在 WTA服 務 器 上 標 識 信 息 。 同 樣 地 ， WTA服 務 器 也 能 利 用 URL及 相 應 的 編 程 應 用 ， 通 過 關 聯 應 用 ， 可 以 與 移 動 網 絡 (比 如 ： IN－ node， 智 能 結 點 )和 其 他 實 體 (像 語 音 信 箱 系 統 )建 立 交 互 的 業(yè) 務 。 移 動 用 戶 可 以 通 過 使 用 瀏 覽 器 方 式 的 用 戶 接 口 ， 應 用 各 種 智 能 業(yè) 務 而 不 需 修 改 移 動 終 端 。 具 體 地 說 ， WTA允 許 手 機 接 入 各 種 電 話 功 能 如 呼 叫 控 制 、 電 話 簿 訪 問 和 來 自 WML Script applet中 的 電 文 信 息 。 這 樣 ， 運 營 商 就 能 夠 開 發(fā) 各 種 電 話 應 用 并 且 將 其 集 成 到 WML／ WML Script服 務 中 ， 例 如 ， 對 于 呼 叫 轉 移 服 務 ， 運 營 商 可 以 提 供 一 個 用 戶 接 口 ， 提 醒 用 戶 決 定 是 接 受 呼 叫 、 轉 移 到 它 處 還 是 將 其 轉 發(fā) 成 一 個 語 音 郵 件 等 。
位 于 電 路 交 換 網 (PSTN／ ISDN／ GSM等 )與 IP網 之 間 的 接 入 服 務 器 (Network Access Server)是 遠 程 訪 問 接 入 設 備 ， 它 將 撥 號 用 戶 接 入 IP網 。 電 路 方 式 的 WAP業(yè) 務 必 須 通 過 接 入 服 務 器 與 GSM互 連 。
WAP網 關 是 在 無 線 網 絡 之 上 構 筑 應 用 的 關 鍵 設 備 ， 它 主 要 完 成 以 下 的 功 能 ：
�、� 協 議 轉 換 ： 將 來 自 WAP協 議 棧 的 請 求 翻 譯 到 WWW協 議 棧 (HTTP和 TCP／ IP)中 。
② 內 容 編 碼 和 解 碼 ： 網 關 把 Web內 容 翻 譯 成 壓 縮 編 碼 的 格 式 ， 以 減 少 通 過 無 線 數 據 網 絡 傳 輸 的 數 據 包 內 的 大 小 和 數 量 。
�、� 使 不 同 類 型 無 線 網 絡 的 移 動 終 端 用 戶 可 以 通 過 同 一 個 WAP網 關 瀏 覽 各 種 WAP內 容 和 應 用 。
�、� 使 不 同 Web服 務 器 共 享 WAP網 關 的 基 本 功 能 ， 并 將 來 自 不 同 的 Web服 務 器 上 的 數 據 聚 合 起 來 ， 并 且 緩 存 經 常 使 用 的 信 息 ， 從 而 減 少 手 持 設 備 的 應 答 時 間 。
�、� 與 的 數 據 庫 接 口 ： 使 用 來 自 無 線 網 絡 的 信 息 ， 如 位 置 信 息 ， 來 為 用 戶 動 態(tài) 定 制 WML頁 面 。
實 現 GPRS和 WAP連 接 的 接 口 主 要 有 兩 種 ： 一 種 是 標 準 的 GSM接 口 ， 這 種 接 口 是 WAP網 關 的 適 配 層 部 分 ， 與 下 層 網 絡 的 接 口 ； 另 一 種 是 與 網 絡 實 體 和 數 據 庫 的 接 口 ， 這 種 接 口 一 般 是 使 用 現 存 的 專 用 的 網 絡 接 口 ， 像 CAP， MAP， INAP等 。
4. 移 動 終 端 的 接 入 過 程
對 應 用 在 GPRS之 上 的 WAP網 絡 而 言 ， 能 提 供 兩 種 移 動 業(yè) 務 ： 數 據 業(yè) 務 和 話 音 業(yè) 務 。 針 對 這 兩 種 不 同 的 業(yè) 務 ， 移 動 終 端 的 接 入 過 程 是 不 同 的 。 WAE代 理 主 要 負 責 移 動 終 端 的 數 據 業(yè) 務 接 入 ， 而 WTA代 理 ／ 服 務 器 則 負 責 完 成 話 音 業(yè) 務 的 接 入 。
移 動 用 戶 接 入 外 部 數 據 網 時 ， 要 經 過 三 個 過 程 ： GPRS附 著 過 程 (Attach)、 PDP上 下 文 激 活 過 程 (PDP Context Activation)和 WAP應 用 的 接 入 過 程 。
移 動 用 戶 開 機 后 ， WAP手 機 (或 者 是 WAP－ GPRS雙 特 性 手 機 )將 監(jiān) 聽 無 線 信 道 ， 收 聽 系 統 信 息 ， 然 后 在 系 統 信 息 給 出 的 控 制 信 道 上 發(fā) 送 請 求 。 系 統 接 到 請 求 后 ， 將 分 配 無 線 信 道 給 移 動 終 端 。 之 后 ， 移 動 臺 在 系 統 分 配 的 無 線 信 道 上 向 SGSN發(fā) 送 一 個 附 著 請 求 啟 動 附 著 過 程 。 SGSN收 到 附 著 請 求 后 ， 就 會 向 SGSN發(fā) 送 消 息 Identity Request(Identity Type=IMSI)， 請 求 移 動 臺 的 IMSI。 移 動 臺 以 一 個 Identity Response將 它 的 IMSI告 知 SGSN， SGSN用 取 得 的 IMSI到 HLR中 請 求 認 證 ， 并 對 MS進 行 鑒 權 。 移 動 臺 認 證 通 過 后 ， SGSN向 HLR發(fā) 送 Update Location消 息 。 之 后 ， HLR發(fā) 送 消 息 Insert Subscriber Data給 SGSN， 該 消 息 包 括 移 動 臺 的 GPRS簽 約 數 據 (GPRS Subscription Data)。 如 果 移 動 臺 的 GPRS簽 約 數 據 允 許 移 動 臺 在 當 前 路 由 區(qū) 內 附 著 ， SGSN將 向 HLR返 回 消 息 Insert Subscriber Data Ack， HLR將 向 SGSN返 回 消 息 Update Location Ack作 為 對 Update Location消 息 的 回 應 。 最 后 ， SGSN向 MS發(fā) 送 消 息 Attach Accept， 表 明 移 動 臺 附 著 成 功 。
移 動 臺 附 著 成 功 后 ， 就 建 立 了 移 動 臺 與 GPRS網 絡 之 間 的 通 信 通 道 ， 要 想 通 過 WAP網 關 接 入 外 部 數 據 網 ， 還 必 須 發(fā) 起 PDP上 下 文 激 活 過 程 ， 建 立 移 動 終 端 與 外 部 數 據 網 的 數 據 通 路 。
PDP上 下 文 激 活 過 程 是 在 移 動 臺 附 著 成 功 后 ， 通 過 用 戶 輸 入 的 訪 問 點 名 (APN)被 激 活 的 。 移 動 終 端 向 SGSN發(fā) 送 激 活 PDP上 下 文 請 求 消 息 (消 息 中 帶 有 APN， PDP地 址 ， 服 務 質 量 等 信 息 )。 SGSN收 到 PDP上 下 文 請 求 消 息 后 ， 請 求 DNS(域 名 服 務 器 )對 APN進 行 解 析 ， 得 到 該 APN對 應 的 GGSN的 IP地 址 ， 同 時 SGSN向 GGSN發(fā) 送 PDP上 下 文 請 求 消 息 ， GGSN收 到 請 求 消 息 后 ， 對 該 用 戶 進 行 認 證 。 認 證 通 過 以 后 ， GGSN向 SGSN返 回 建 立 PDP上 下 文 響 應 消 息 。 最 后 ， SGSN向 移 動 終 端 發(fā) 送 激 活 PDP上 下 文 接 收 消 息 。 至 此 ， 移 動 臺 與 GPRS網 絡 之 間 完 全 建 立 了 數 據 通 路 。
但 對 于 WAP用 戶 而 言 ， 必 須 通 過 WAP網 關 完 成 WAP應 用 的 接 入 過 程 后 才 能 實 現 WAP終 端 與 數 據 網 的 通 信 。 用 戶 經 過 移 動 終 端 鍵 入 URL后 ， 移 動 終 端 就 通 過 內 嵌 的 WAP瀏 覽 器 或 WTAI把 URL翻 譯 成 用 戶 要 訪 問 INTERNET網 站 地 址 ， 通 過 無 線 信 道 以 無 線 信 號 的 方 式 接 入 到 GSM GPRS無 線 移 動 網 絡 中 。 而 后 ， 經 過 GPRS附 著 過 程 和 PDP上 下 文 之 后 ， 接 入 到 WAP網 關 ， 通 過 WAP網 關 把 WAP協 議 方 式 翻 譯 成 HTTP協 議 方 式 ， 這 樣 ， 就 可 接 入 IP網 絡 獲 取 INTERNET資 源 。 在 這 個 過 程 中 ， WAP網 關 提 供 的 是 一 種 應 用 ， 為 WAP終 端 接 入 GPRS網 絡 獲 取 GPRS提 供 的 高 帶 寬 高 速 率 的 分 組 業(yè) 務 (數 據 業(yè) 務 和 話 音 業(yè) 務 )提 供 了 保 證 。
當 移 動 終 端 獲 取 話 音 業(yè) 務 時 ， 同 樣 要 經 過 GPRS附 著 過 程 ， 但 與 接 入 數 據 業(yè) 務 所 不 同 的 是 不 再 要 PDP上 下 文 激 活 過 程 ， 而 是 通 過 WTAI(WTA接 口 )接 入 到 WTA服 務 器 。 WTA主 要 完 成 話 音 和 數 據 集 成 API及 用 于 無 線 的 推 送 (push)等 功 能 ， 應 用 開 發(fā) 者 可 以 從 瀏 覽 器 中 啟 動 電 話 呼 叫 ， 并 在 網 絡 事 件 發(fā) 生 時 即 時 進 行 應 答 。 WTA API通 過 業(yè) 務 控 制 點 、 語 音 信 箱 中 心 或 歸 屬 位 置 寄 存 器 等 網 絡 接 口 完 成 這 個 工 作 ， 網 絡 接 口 允 許 應 用 來 監(jiān) 視 和 啟 動 移 動 網 絡 事 件 ， 因 此 應 用 可 以 根 據 這 些 事 件 作 出 反 應 或 更 新 信 息 。
WTA(無 線 電 話 應 用 服 務 器 )業(yè) 務 是 通 過 調 用 WTA和 WTAI功 能 函 數 庫 實 現 的 ， 這 些 業(yè) 務 的 初 始 化 過 程 如 圖 4所 示 。
針 對 網 絡 而 言 ， WAE代 理 的 數 據 業(yè) 務 和 WTA代 理 的 話 音 業(yè) 務 的 區(qū) 分 和 分 離 是 在 WAP傳 輸 層 實 現 的 ， WAP傳 輸 層 通 過 定 義 一 套 新 的 端 口 號 把 WTA業(yè) 務 從 普 通 的 WAE業(yè) 務 中 分 離 出 來 。 WTA會 話 必 須 通 過 特 定 的 WTA端 口 ， WTA用 戶 代 理 不 能 從 WTA會 話 以 外 獲 得 WTA信 道 。 如 圖 5所 示 。
5. 結 束 語
WAP從 提 出 到 現 在 的 運 營 ， 是 伴 隨 著 GPRS的 提 出 和 發(fā) 展 的 ， 人 們 的 眼 光 開 始 從 WAP移 向 被 稱 為 2 5代 的 GPRS， WAP從 原 來 的 受 寵 地 位 逐 漸 變 成 被 批 評 指 責 的 對 象 。 事 實 上 ， WAP是 一 個 上 層 協 議 ， 是 建 立 在 各 種 無 線 網 絡 之 上 的 應 用 ， 其 目 的 是 為 用 戶 提 供 統 一 、 開 放 的 應 用 平 臺 ， 而 屏 蔽 各 種 承 載 網 絡 ； GPRS只 不 過 是 各 種 數 據 載 體 中 的 一 種 ， GPRS本 身 并 不 完 全 排 斥 WAP技 術 。 隨 著 WAP技 術 的 成 熟 和 完 善 以 及 運 用 承 載 網 絡 的 不 同 ， 接 入 WAP應 用 的 帶 寬 會 有 所 增 加 。 構 筑 在 現 有 的 GSM上 ， 受 GSM網 絡 的 限 制 ， WAP應 用 的 帶 寬 僅 有 9 6kHz， 構 筑 在 GPRS之 上 將 達 到 100kHz左 右 。
當 然 ， GPRS能 夠 通 過 兩 個 支 持 點 接 入 外 部 數 據 網 ， 而 不 非 要 通 過 WAP應 用 ， 但 是 關 鍵 是 WAP那 種 anytime anywhere的 應 用 思 想 ， 以 及 其 產 生 的 方 便 ， 輕 巧 ， 快 速 和 個 性 化 的 思 路 ， 在 GPRS之 上 應 用 WAP一 定 會 利 用 WAP這 種 有 益 的 思 想 ， 充 分 發(fā) 揮 GPRS承 載 和 WAP應 用 的 各 自 的 優(yōu) 勢 ， 為 3G移 動 通 信 開 拓 更 加 有 效 、 便 捷 的 前 景 。
摘自《移動通信》
