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[關(guān) 鍵 詞 ]GPRS； 通 信 網(wǎng) 絡(luò) ； 通 信 體 制 ； 移 動 性 管 理 ； 應(yīng) 用
1 概 述
在 今 天 充 滿 競 爭 的 市 場 中 ， GSM運 營 商 希 望 能 夠 通 過 提 供 低 成 本 的 、 可 贏 利 的 和 創(chuàng) 新 的 業(yè) 務(wù) 來 增 加 業(yè) 務(wù) 收 入 、 拓 寬 市 場 、 增 加 用 戶 群 ， 而 當 今 能 為 GSM運 營 商 提 供 可 贏 利 和 創(chuàng) 新 的 業(yè) 務(wù) 為 移 動 數(shù) 據(jù) 業(yè) 務(wù) 。 發(fā) 展 移 動 數(shù) 據(jù) 業(yè) 務(wù) ， 已 成 為 中 國 移 動 等 GSM運 營 商 今 后 業(yè) 務(wù) 發(fā) 展 的 中 心 ， 但 當 今 GSM網(wǎng) 絡(luò) 傳 輸 的 低 速 率 和 移 動 終 端 的 局 限 性 大 大 影 響 了 移 動 數(shù) 據(jù) 業(yè) 務(wù) 的 發(fā) 展 。 而 GPRS正 是 應(yīng) 付 這 一 挑 戰(zhàn) 的 新 技 術(shù) ， GPRS在 GSM網(wǎng) 絡(luò) 中 實 現(xiàn) 傳 輸 速 率 的 性 能 是 目 前 昂 貴 而 又 緩 慢 的 電 路 交 換 方 式 的 三 倍 ， 其 速 度 甚 至 超 過 了 有 線 網(wǎng) 絡(luò) 上 的 傳 輸 速 率 。
2 GPRS簡 介
GPRS是 按 GSM標 準 定 義 的 封 包 交 換 協(xié) 議 ， 可 快 速 接 入 數(shù) 據(jù) 網(wǎng) 絡(luò) 。 它 在 移 動 終 端 和 網(wǎng) 絡(luò) 之 間 實 現(xiàn) 了 ‘ 永 遠 在 線 ’ 的 連 接 ， 網(wǎng) 絡(luò) 容 量 只 有 在 實 際 進 行 傳 輸 時 才 被 占 用 。 GPRS的 實 際 速 度 典 型 值 比 理 論 速 度 慢 得 多 ， 介 乎 14.4kbps－ 43.2kbps(上 下 行 非 對 稱 速 率 )左 右 。 GPRS將 是 第 一 個 實 現(xiàn) 移 動 互 聯(lián) 網(wǎng) 即 時 接 入 的 標 準 ， 也 是 邁 向 3G/UMTS的 過 渡 技 術(shù) 。
GPRS實 驗 網(wǎng) 很 多 ， 尚 無 與 之 配 合 的 終 端 。 終 端 將 是 GPRS早 期 推 廣 的 一 大 瓶 頸 。 為 推 動 GPRS的 發(fā) 展 ， 愛 立 信 、 PALM、 IBM、 ORACLE和 SYMBIAN于 1999年 10月 成 立 了 GAA (GPRS APPLICATION ALLIANCE)。 GPRS被 市 場 接 納 需 要 大 量 相 關(guān) 應(yīng) 用 。 使 用 創(chuàng) 新 的 計 費 計 價 系 統(tǒng) 將 使 現(xiàn) 在 的 按 時 間 收 費 逐 漸 過 時 。 GPRS與 UMTS同 為 封 包 技 術(shù) ， 因 此 前 者 將 會 被 廣 泛 采 納 以 成 為 邁 向 3G的 基 石 。
GPRS是 歐 洲 電 信 協(xié) 會 GSM系 統(tǒng) 中 有 關(guān) 分 組 數(shù) 據(jù) 所 規(guī) 定 的 標 準 。 它 可 以 提 供 高 達 115kbps的 空 中 接 口 傳 輸 速 率 。 GPRS使 若 干 移 動 用 戶 能 夠 同 時 共 享 一 個 無 線 信 道 ， 一 個 移 動 用 戶 也 可 以 使 用 多 個 無 線 信 道 。 實 際 不 發(fā) 送 或 接 收 數(shù) 據(jù) 包 的 用 戶 僅 占 很 小 一 部 分 網(wǎng) 絡(luò) 資 源 。 有 了 GPRS， 用 戶 的 呼 叫 建 立 時 間 大 為 縮 短 ， 幾 乎 可 以 做 到 “ 永 遠 在 線 ” 。 此 外 ， GPRS是 營 運 商 能 夠 以 傳 輸 的 數(shù) 據(jù) 量 而 不 是 連 接 時 間 為 基 準 來 計 費 ， 從 而 令 每 個 用 戶 的 服 務(wù) 成 本 更 底 。 GPRS采 用 信 道 捆 綁 和 增 強 數(shù) 據(jù) 速 率 改 進 實 現(xiàn) 高 速 接 入 ， 目 前 GPRS的 設(shè) 計 可 以 在 一 個 載 頻 或 8個 信 道 中 實 現(xiàn) 捆 綁 ， 將 每 個 信 道 的 傳 輸 速 率 提 高 到 14.4kbps， 因 此 GPRS方 式 最 大 速 率 是 8× 14.4kbps=115.2kbps。 GPRS發(fā) 展 的 第 二 步 是 通 過 增 強 數(shù) 據(jù) 速 率 將 每 個 信 道 的 速 率 提 高 到 48kbps， 因 此 第 二 代 的 GPRS設(shè) 計 速 率 為 384kbps。
為 了 實 現(xiàn) GPRS， 需 要 在 現(xiàn) 有 的 GSM網(wǎng) 絡(luò) 中 引 入 三 種 新 的 邏 輯 網(wǎng) 絡(luò) 實 體 ： 服 務(wù) GPRS支 持 結(jié) 點 (SGSN)、 網(wǎng) 關(guān) GPRS支 持 結(jié) 點 (GGSN)和 分 組 控 制 單 元 (PCU)。 SGSN提 供 GPRS網(wǎng) 絡(luò) 與 外 部 分 組 數(shù) 據(jù) 網(wǎng) 絡(luò) 之 間 的 交 互 操 作 。 在 基 站 子 系 統(tǒng) 中 ， PCU負 責 管 理 分 組 分 段 和 規(guī) 劃 、 無 線 信 道 、 傳 輸 錯 誤 檢 測 和 自 動 重 發(fā) 、 信 道 編 碼 方 案 、 質(zhì) 量 控 制 、 功 率 控 制 等 。
3 GPRS網(wǎng) 絡(luò) 結(jié) 構(gòu)
GPRS解 決 方 案 旨 在 將 網(wǎng) 絡(luò) 上 硬 件 影 響 降 到 最 低 ， GPRS的 建 設(shè) 只 需 對 核 心 (NSS)GSM網(wǎng) 絡(luò) 進 行 簡 單 的 疊 加 ， 網(wǎng) 絡(luò) 運 營 商 添 加 幾 個 關(guān) 鍵 的 模 塊 ， 就 可 以 向 客 戶 提 供 快 速 的 GPRS增 值 業(yè) 務(wù) 。
所 需 要 的 核 心 模 塊 為 ：
(1) PCU分 組 控 制 單 元
PCU管 理 信 道 和 無 線 鏈 路 控 制 ， 提 供 與 SGSN聯(lián) 結(jié) 的 標 準 接 口 。 PCU能 將 幀 從 無 線 部 分 轉(zhuǎn) 化 為 分 組 ， 或 者 反 向 ； PCU還 具 備 服 務(wù) 質(zhì) 量 功 能 ， 負 載 共 享 和 流 程 控 制 功 能 等 。
(2) SGSN GPRS業(yè) 務(wù) 支 持 結(jié) 點
主 要 負 責 移 動 性 管 理 ， 監(jiān) 測 本 地 區(qū) 內(nèi) 移 動 臺 對 于 分 組 數(shù) 據(jù) 的 傳 輸 和 接 收 。 此 外 它 還 定 位 和 識 別 移 動 臺 的 狀 態(tài) 并 收 集 關(guān) 鍵 的 呼 叫 信 息 ， 控 制 移 動 尋 呼 和 短 消 息 等 電 路 交 換 業(yè) 務(wù) 的 加 密 、 壓 縮 與 交 互 。
(3) GGSN GPRS網(wǎng) 關(guān) 支 持 結(jié) 點
GGSN是 GSM網(wǎng) 絡(luò) 和 公 共 數(shù) 據(jù) 網(wǎng) 絡(luò) 之 間 的 網(wǎng) 關(guān) 。 GGSN能 利 用 各 種 物 理 和 隧 道 協(xié) 議 上 的 IP， 直 接 與 互 聯(lián) 網(wǎng) 連 結(jié) 。 GGSN還 可 以 用 作 防 火 墻 ， 以 保 證 所 有 的 輸 入 和 輸 出 數(shù) 據(jù) 都 是 經(jīng) 過 授 權(quán) 的 ， 增 加 了 網(wǎng) 絡(luò) 的 安 全 性 。 GPRS只 接 受 來 自 被 鑒 權(quán) 的 、 加 密 的 和 隧 道 式 連 結(jié) 的 業(yè) 務(wù) ， 所 有 出 入 GRPS網(wǎng) 絡(luò) 的 業(yè) 務(wù) 活 動 都 被 安 全 地 記 錄 下 來 。
支 持 結(jié) 點 GSN(GPRS Support Node)具 有 支 持 GPRS的 全 部 功 能 。 在 一 個 PLMN中 允 許 有 多 個 GSN。
分 組 數(shù) 據(jù) 網(wǎng) 絡(luò) 對 PDP(Packet Data Protocol)的 地 址 進 行 分 析 后 從 GGSN接 入 GPRS網(wǎng) 。 GGSN負 責 存 儲 已 經(jīng) 激 活 (attached) GPRS業(yè) 務(wù) 的 用 戶 的 路 由 信 息 ， 并 能 根 據(jù) 該 信 息 將 PDUs(Protocol Data Units)通 過 隧 道 技 術(shù) 發(fā) 送 到 MS的 當 前 注 冊 點 ， 也 就 是 SGSN。 GGSN可 以 通 過 Gc接 口 (如 果 存 在 )從 HLR查 詢 該 移 動 用 戶 當 前 的 位 置 信 息 。 GGSN是 PDN(Packet Data Network)與 支 持 GPRS的 GSM PLMN互 聯(lián) 的 第 一 個 結(jié) 點 (即 Gi參 考 點 由 GGSN支 持 )。
SGSN是 當 前 正 在 為 MS提 供 業(yè) 務(wù) 的 結(jié) 點 (即 Gb接 口 由 SGSN支 持 )。 在 激 活 GPRS業(yè) 務(wù) 時 ， SGSN負 責 與 MS建 立 移 動 性 和 保 密 性 的 有 關(guān) 信 息 。 在 PDP信 息 被 激 活 時 ， SGSN負 責 與 GGSN建 立 路 由 的 PDP信 息 。
SGSN與 GGSN的 功 能 既 可 以 由 一 個 物 理 結(jié) 點 全 部 實 現(xiàn) ， 也 可 以 在 不 同 的 物 理 結(jié) 點 上 分 別 實 現(xiàn) 。 它 們 都 應(yīng) 有 IP路 由 功 能 ， 并 能 與 IP路 由 器 相 連 。 當 SGSN與 GGSN位 于 不 同 的 PLMN時 ， 通 過 Gp接 口 互 聯(lián) 。 Gp接 口 具 有 Gn接 口 的 全 部 功 能 以 及 PLMN之 間 相 互 通 信 所 需 的 安 全 功 能 。 通 過 Gs接 口 ， SGSN可 以 向 MSC/VLR傳 送 MS的 位 置 信 息 ， 并 能 收 聽 來 自 MSC/VLR的 尋 呼 請 求 。 用 IP網(wǎng) 承 建 SGSN和 GGSN之 間 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 。 APN存 儲 在 HLR中 ， 用 于 標 識 哪 家 運 營 商 提 供 何 種 PDN業(yè) 務(wù) 。
4 GPRS解 決 方 案
4.1 摩 托 羅 拉
摩 托 羅 拉 的 通 用 分 組 無 線 業(yè) 務(wù) (GPRS)系 統(tǒng) 是 一 種 可 以 在 GSM網(wǎng) 絡(luò) 之 上 提 供 靈 活 高 速 的 數(shù) 據(jù) 通 信 服 務(wù) 的 高 技 術(shù) 系 統(tǒng) 。 該 系 統(tǒng) 提 供 了 高 性 能 的 無 線 分 組 數(shù) 據(jù) 傳 輸 服 務(wù) ， 它 只 需 簡 單 地 覆 加 于 現(xiàn) 有 GSM網(wǎng) 絡(luò) 之 上 ， 并 且 采 用 類 似 IN(智 能 網(wǎng) )的 實 現(xiàn) 方 法 ， 為 網(wǎng) 絡(luò) 運 營 者 提 供 經(jīng) 濟 高 效 的 選 擇 方 案 ， 從 而 降 低 投 資 風 險 和 固 定 的 運 營 成 本 。 摩 托 羅 拉 分 布 式 GPRS網(wǎng) 絡(luò) 結(jié) 構(gòu) 平 臺 可 平 滑 地 向 第 三 代 移 動 通 信 UMTS系 統(tǒng) 過 渡 。
摩 托 羅 拉 的 GPRS系 統(tǒng) 采 用 基 于 分 組 的 結(jié) 構(gòu) ， 在 數(shù) 據(jù) 傳 輸 方 面 給 網(wǎng) 絡(luò) 運 營 者 提 供 了 比 傳 統(tǒng) 電 路 交 換 網(wǎng) 絡(luò) 效 率 更 高 的 網(wǎng) 絡(luò) 服 務(wù) ， 例 如 多 個 用 戶 可 以 共 享 同 一 信 道 ， 而 且 只 需 原 電 路 交 換 網(wǎng) 絡(luò) 的 10％ 的 網(wǎng) 絡(luò) 資 源 即 可 提 供 同 樣 的 數(shù) 據(jù) 服 務(wù) 。 分 組 用 戶 可 以 在 網(wǎng) 絡(luò) 上 保 持 永 久 的 虛 連 接 ， 即 一 直 保 持 連 接 在 網(wǎng) 上 而 不 影 響 網(wǎng) 絡(luò) 的 容 量 。 這 樣 就 大 大 減 少 了 在 傳 統(tǒng) 電 路 交 換 網(wǎng) 絡(luò) 中 存 在 的 建 立 撥 號 連 接 的 時 間 延 誤 。 GPRS系 統(tǒng) 為 廣 泛 的 數(shù) 據(jù) 業(yè) 務(wù) 提 供 了 有 效 的 支 持 。 在 目 前 迫 切 需 要 大 容 量 網(wǎng) 絡(luò) 服 務(wù) 來 支 持 快 速 高 容 量 的 數(shù) 據(jù) 傳 輸 的 情 況 下 ， 投 資 GPRS系 統(tǒng) 可 以 使 網(wǎng) 絡(luò) 運 營 者 在 向 UMTS過 渡 時 ， 保 護 好 已 有 的 投 資 。 GPRS系 統(tǒng) 可 以 提 供 每 秒 高 達 17 1． 2kb的 理 論 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 ， 而 更 具 實 際 意 義 的 是 它 將 ” 分 組 交 換 ” 這 一 新 的 用 戶 數(shù) 據(jù) 傳 輸 概 念 引 入 GSM領(lǐng) 域 。
4.2 諾 基 亞
諾 基 亞 的 GPRS解 決 方 案 讓 運 營 商 能 緊 跟 快 速 增 長 的 數(shù) 據(jù) 服 務(wù) 市 場 ， 使 其 用 戶 能 夠 方 便 地 訪 問 他 們 所 需 要 的 信 息 。
為 了 給 運 營 商 的 GPRS網(wǎng) 絡(luò) 規(guī) 劃 、 建 設(shè) 以 及 分 組 數(shù) 據(jù) 流 的 計 費 等 方 方 面 面 提 供 幫 助 ， 諾 基 亞 公 司 推 出 了 基 于 成 熟 的 GSM和 IP路 由 技 術(shù) 的 優(yōu) 化 的 解 決 方 案 。 諾 基 亞 靈 活 的 網(wǎng) 絡(luò) 設(shè) 計 允 許 從 很 小 的 規(guī) 模 起 步 ， 可 隨 著 業(yè) 務(wù) 的 發(fā) 展 隨 時 擴 展 容 量 。
諾 基 亞 網(wǎng) 關(guān) GPRS支 持 結(jié) 點 (GGSN)安 全 地 將 GPRS網(wǎng) 絡(luò) 連 接 到 各 種 外 部 數(shù) 據(jù) 網(wǎng) 絡(luò) ， 允 許 同 時 提 供 多 個 安 全 的 接 入 點 。 諾 基 亞 GGSN的 體 系 結(jié) 構(gòu) 是 以 諾 基 亞 IP路 由 器 平 臺 為 基 礎(chǔ) 的 。 這 個 平 臺 集 成 了 防 火 墻 功 能 ， 不 論 用 戶 是 與 因 特 網(wǎng) 相 連 還 是 與 內(nèi) 特 網(wǎng) 相 連 ， 都 能 提 供 出 色 的 數(shù) 據(jù) 安 全 性 能 。
諾 基 亞 服 務(wù) GPRS支 持 結(jié) 點 (SGSN)在 IP核 心 網(wǎng) 絡(luò) 與 無 線 網(wǎng) 絡(luò) 之 間 提 供 可 靠 的 協(xié) 議 轉(zhuǎn) 換 。 這 個 核 心 網(wǎng) 元 執(zhí) 行 的 其 他 功 能 包 括 終 端 移 動 性 管 理 、 用 戶 驗 證 、 與 移 動 交 換 中 心 的 信 令 接 口 以 及 計 費 數(shù) 據(jù) 的 收 集 等 。 諾 基 亞 SGSN建 立 在 可 靠 的 諾 基 亞 DX200電 信 交 換 平 臺 的 基 礎(chǔ) 之 上 ， 并 且 采 用 了 內(nèi) 置 的 冗 余 設(shè) 計 ， 從 而 具 有 出 色 的 系 統(tǒng) 可 靠 性 。
由 于 分 組 數(shù) 據(jù) 可 支 持 新 型 計 費 模 式 ， 諾 基 亞 的 解 決 方 案 融 入 了 獨 一 無 二 的 單 獨 的 諾 基 亞 計 費 網(wǎng) 關(guān) ， 為 GPRS網(wǎng) 絡(luò) 提 供 一 個 單 一 的 接 口 與 現(xiàn) 有 的 計 費 系 統(tǒng) 相 連 。 由 SGSN和 GGSN產(chǎn) 生 的 計 費 信 息 被 轉(zhuǎn) 送 到 這 個 計 費 網(wǎng) 關(guān) ， 在 此 對 計 費 信 息 進 行 處 理 和 預 處 理 ， 以 減 少 計 費 系 統(tǒng) 的 處 理 負 荷 ， 保 證 服 務(wù) 不 中 斷 。
除 了 網(wǎng) 絡(luò) 設(shè) 施 以 外 ， 諾 基 亞 GPRS解 決 方 案 還 包 括 了 網(wǎng) 絡(luò) 管 理 工 具 以 及 集 成 的 業(yè) 務(wù) 管 理 與 計 費 解 決 方 案 ， 通 過 一 個 接 點 就 能 管 理 整 個 網(wǎng) 絡(luò) 。
針 對 最 佳 的 系 統(tǒng) 性 能 和 經(jīng) 濟 效 能 進 行 了 優(yōu) 化 ， 諾 基 亞 的 GPRS解 決 方 案 可 幫 助 客 戶 更 快 速 地 向 市 場 推 出 增 值 業(yè) 務(wù) ， 這 樣 客 戶 就 可 推 動 數(shù) 據(jù) 網(wǎng) 絡(luò) 全 速 向 前 發(fā) 展 ， 快 速 獲 得 投 資 回 報 。
5 GPRS的 局 限 性
相 對 于 現(xiàn) 在 的 非 語 音 數(shù) 據(jù) 服 務(wù) ， GPRS大 幅 提 高 了 頻 譜 的 利 用 和 開 發(fā) ， 是 一 種 重 要 的 移 動 數(shù) 據(jù) 服 務(wù) ， 但 仍 存 在 一 些 缺 點 。
5.1 有 限 的 蜂 窩 容 量
GPRS的 應(yīng) 用 會 沖 擊 現(xiàn) 有 的 網(wǎng) 絡(luò) 容 量 。 現(xiàn) 在 ， 僅 允 許 用 有 限 的 射 頻 資 源 來 開 發(fā) 新 的 用 途 ， 達 到 一 個 目 的 就 達 不 到 另 一 個 ， 例 如 ， GPRS電 話 呼 叫 與 語 音 使 用 同 一 個 系 統(tǒng) 資 源 。 GPRS對 容 量 的 影 響 取 決 于 留 給 GPRS應(yīng) 用 的 時 隙 多 寡 。 GPRS可 以 動 態(tài) 管 理 頻 道 配 置 ， 可 在 信 號 流 量 高 峰 期 時 使 用 短 消 息 傳 送 以 減 少 頻 道 的 負 荷 。
5.2 實 際 傳 輸 速 度 比 理 論 值 低 得 多
達 到 理 論 上 的 最 高 傳 輸 速 度 172． 2 kbps的 條 件 是 ： 只 一 個 用 戶 占 用 全 部 八 個 時 隙 并 且 沒 有 任 何 錯 誤 保 護 程 序 。 現(xiàn) 實 中 ， 營 運 商 不 可 能 允 許 單 個 GPRS用 戶 占 用 全 部 時 隙 。 另 外 ， 初 期 的 GPRS終 端 會 受 很 大 局 限 — — 只 支 持 一 個 、 兩 個 或 三 個 時 隙 。 因 此 ， 理 論 上 最 大 速 度 要 考 慮 到 現(xiàn) 實 環(huán) 境 的 約 束 而 重 新 檢 驗 。
5.3 不 能 保 證 無 線 終 止 的 終 端 應(yīng) 用
在 撰 寫 本 文 時 ， 還 沒 有 任 何 一 家 主 要 手 機 制 造 廠 家 宣 稱 初 期 的 GPRS終 端 支 持 無 線 終 止 接 收 來 電 的 功 能 ， 這 將 是 對 GPRS是 否 可 以 成 功 地 從 其 它 非 語 音 服 務(wù) 搶 奪 用 戶 的 核 心 問 題 。 啟 用 GPRS服 務(wù) 時 ， 用 戶 確 認 就 服 務(wù) 內(nèi) 容 的 流 量 支 付 費 用 ， GPRS終 端 會 裝 載 WAP瀏 覽 器 。 但 是 ， 無 線 終 止 的 IP流 量 會 允 許 未 經(jīng) 授 權(quán) 的 內(nèi) 容 發(fā) 送 給 終 端 而 不 應(yīng) 被 收 取 費 用 。 更 壞 的 情 況 是 用 戶 要 為 不 想 收 取 的 垃 圾 內(nèi) 容 付 費 。
5.4 不 太 理 想 的 調(diào) 制 方 式
GPRS使 用 GMSK(Gaussian Minimun－ Shift Keying)調(diào) 制 技 術(shù) 。 EDGE基 于 一 種 新 的 調(diào) 制 方 法 8 PSK(eight－ phase－ shift keying)， 允 許 無 線 接 口 有 更 高 的 比 特 率 。 8 PSK也 用 于 UMTS。 網(wǎng) 絡(luò) 營 運 商 為 過 渡 到 第 三 代 ， 須 在 某 一 階 段 改 為 使 用 新 的 調(diào) 制 方 式 。
5.5 傳 輸 延 遲
GPRS封 包 數(shù) 據(jù) 向 各 個 方 向 傳 輸 ， 最 終 到 達 同 一 目 的 地 。 這 種 傳 輸 途 徑 使 被 傳 輸 數(shù) 據(jù) 包 有 可 能 在 射 頻 鏈 中 遺 失 或 損 毀 。 GPRS標 準 涵 蓋 了 無 線 封 包 技 術(shù) 這 一 特 征 并 采 用 數(shù) 據(jù) 整 合 和 再 傳 方 法 ， 但 可 能 造 成 潛 在 的 傳 輸 延 遲 。
5.6 沒 有 儲 存 和 發(fā) 送 功 能
SMS存 儲 和 發(fā) 送 引 擎 是 SMS中 心 的 核 心 ， 也 是 SMS服 務(wù) 的 主 要 功 能 。 GPRS標 準 中 未 提 及 任 何 存 儲 機 制 。
6 GPRS中 的 移 動 性 管 理 功 能
GPRS的 移 動 性 管 理 (MM)功 能 包 括 激 活 、 去 活 、 安 全 保 密 、 位 置 管 理 、 用 戶 管 理 等 。 對 GPRS用 戶 的 移 動 性 管 理 體 現(xiàn) 為 MS在 三 種 MM狀 態(tài) 之 間 的 相 互 轉(zhuǎn) 換 。 這 三 種 狀 態(tài) 是 ： 空 閑 (idle)、 守 候 (standby)、 準 備 (ready)。 某 一 時 刻 的 MS總 是 處 于 三 種 狀 態(tài) 之 一 (狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 關(guān) 系 見 圖 1)。
空 閑 狀 態(tài) 下 ， 用 戶 尚 未 激 活 GPRS的 移 動 性 管 理 ， MS與 SGSN中 還 沒 有 存 儲 用 戶 的 有 效 位 置 信 息 或 路 由 信 息 ， 此 時 不 執(zhí) 行 與 用 戶 有 關(guān) 的 任 何 移 動 性 管 理 ， MS不 能 接 收 除 PTM－ M(Point To Mu1tipoint－ Multicast)以 外 的 任 何 消 息 。 當 MS向 SGSN發(fā) 起 激 活 請 求 并 接 受 后 ， MS就 轉(zhuǎn) 入 準 備 狀 態(tài) ， 此 時 MS可 以 收 /發(fā) PDP(Packet Data Protocol)PDUs， 可 以 接 收 PTM－ M和 PTM－ G(Point To Multipoint－ Group)消 息 。
準 備 狀 態(tài) 下 ， 不 管 有 沒 有 為 用 戶 分 配 無 線 資 源 ， 即 使 沒 有 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送 ， 都 應(yīng) 始 終 維 持 MM聯(lián) 系 。 有 一 個 專 門 的 定 時 器 用 于 監(jiān) 測 準 備 狀 態(tài) 下 的 活 動 ， 當 定 時 滿 時 ， MS轉(zhuǎn) 入 守 候 狀 態(tài) 。 MS向 SGSNA發(fā) 出 去 活 GPRS的 請 求 并 被 接 受 后 ， MS轉(zhuǎn) 入 空 閑 狀 態(tài) 。
守 候 狀 態(tài) 下 ， MS與 SGSN已 經(jīng) 為 用 戶 的 IMSI(International Mobile Station Identity)建 立 了 MM聯(lián) 系 。 此 時 MS可 以 接 收 PTM— M和 PTM— G數(shù) 據(jù) ， 也 可 以 接 收 尋 呼 PTP或 PTM— G的 消 息 和 信 令 以 及 由 SGSN發(fā) 送 的 尋 呼 CS(Circuit Switched)業(yè) 務(wù) 的 消 息 。 但 是 MS不 能 收 ／ 發(fā) PTP數(shù) 據(jù) 以 及 傳 送 PTM— G數(shù) 據(jù) 。 當 MS對 尋 呼 消 息 做 出 響 應(yīng) 時 ， MS轉(zhuǎn) 入 準 備 狀 態(tài) ， 而 SGSN在 收 到 MS返 回 的 尋 呼 響 應(yīng) 時 轉(zhuǎn) 入 準 備 狀 態(tài) 。
MS中 存 儲 的 MM信 息 有 IMSI、 MM狀 態(tài) (空 閑 、 準 備 或 守 侯 )、 P－ TMSI(Packet Temporary Mobile Subscriber Identity)、 P－ TMSI簽 名 (用 于 身 份 驗 證 、 當 前 路 由 區(qū) RA、 當 前 小 區(qū) 識 別 CI、 當 前 使 用 的 密 鑰 Kc、 密 鑰 序 列 號 CKSN、 加 密 算 法 、 PDP信 息 等 )。 MSC／ VLR中 存 儲 IMSI、 SGSN編 號 ， HLR存 儲 IMSI、 MSISDN、 SGSN編 號 、 GGSN地 址 、 GGSN列 表 、 PDP信 息 等 。 SGSN存 儲 IMSI、 MM狀 態(tài) 、 P— TMSI、 P— TMSI簽 名 、 IMEI(International Mobile Equipment Identity)、 MSISDN、 RA、 CI、 Kc、 CKSN、 加 密 算 法 、 PDP信 息 等 。
移 動 管 理 的 協(xié) 議 由 三 部 分 構(gòu) 成 ， 它 們 是 Um接 口 采 用 的 LLC和 RLC／ MAC協(xié) 議 ， SGSN和 HLR(Cr)之 間 ， SGSN和 EIR(Cf)之 間 采 用 的 MAP協(xié) 議 ， SGSN和 MSC／ VLR(Gs)之 間 的 BSSAP＋ 協(xié) 議 。
7 GPRS在 WAP中 的 應(yīng) 用
WAP是 高 層 應(yīng) 用 ， 而 GPRS是 底 層 傳 輸 ， GPRS的 快 速 傳 輸 能 力 將 可 以 有 效 地 解 決 WAP手 機 上 網(wǎng) 速 度 慢 的 難 題 。 目 前 GSM電 路 數(shù) 據(jù) 業(yè) 務(wù) 能 提 供 的 最 高 用 戶 接 入 速 率 為 9． 6kbps， 在 這 個 速 率 上 只 能 傳 送 一 些 小 數(shù) 據(jù) 量 文 本 信 息 如 Fax、 Email、 FTP等 。 另 外 由 于 無 線 網(wǎng) 絡(luò) 掉 線 率 高 ， 連 接 很 不 穩(wěn) 定 ， 用 戶 經(jīng) 常 要 重 新 撥 號 ， 這 種 速 度 用 于 傳 送 靜 態(tài) 圖 象 還 基 本 能 滿 足 要 求 ， 但 隨 著 因 特 網(wǎng) 的 飛 速 發(fā) 展 ， 用 戶 往 往 希 望 傳 送 高 質(zhì) 量 的 視 頻 和 聲 音 。 GPRS的 出 現(xiàn) 將 可 以 提 供 高 達 115kbps的 空 中 接 口 傳 輸 能 力 ， 這 將 使 現(xiàn) 有 的 WAP上 網(wǎng) 難 題 迎 刃 而 解 。 此 外 ， GPRS使 運 營 商 能 夠 以 傳 輸 的 數(shù) 據(jù) 量 而 不 是 連 接 時 間 為 基 準 來 計 費 ， 從 而 大 大 的 降 低 了 成 本 ， 因 此 可 以 說 GPRS是 WAP的 最 佳 承 載 平 臺 ， 是 WAP業(yè) 務(wù) 成 功 的 關(guān) 鍵 。
(1) 聊 天
GPRS具 有 的 互 聯(lián) 網(wǎng) 的 相 關(guān) 性 ， 可 以 使 移 動 用 戶 完 全 參 與 現(xiàn) 有 的 網(wǎng) 上 聊 天 活 動 ， 而 無 需 特 別 地 開 辦 移 動 用 戶 專 用 的 聊 天 區(qū) 。 但 是 ， GPRS在 初 期 不 能 支 持 一 點 對 多 點 的 服 務(wù) ， 一 個 消 息 不 能 傳 送 給 一 組 收 件 人 。 我 們 預 計 在 可 見 的 將 來 ， 現(xiàn) 有 的 SMS仍 會 是 聊 天 應(yīng) 用 的 主 要 工 具 ， 盡 管 GPRS在 這 方 面 的 試 驗 性 應(yīng) 用 遲 早 會 開 始 。
(2) 文 本 和 圖 象 信 息
很 多 內(nèi) 容 ， 如 股 價 、 體 育 賽 事 比 分 、 天 氣 、 航 班 、 新 聞 概 要 、 祈 禱 語 、 彩 票 結(jié) 果 、 笑 話 、 占 星 、 交 通 情 況 、 與 位 置 有 關(guān) 的 服 務(wù) 等 等 ， 適 合 移 動 用 戶 通 過 移 動 終 端 來 收 看 。 內(nèi) 容 不 一 定 非 文 本 格 式 不 可 ， 可 以 是 地 圖 、 圖 畫 或 其 它 的 視 像 內(nèi) 容 。 SMS最 長 160(英 文 )字 的 長 度 足 夠 傳 送 簡 短 的 消 息 和 數(shù) 字 化 內(nèi) 容 ， 如 股 價 、 賽 事 比 分 或 者 天 氣 。 但 是 ， 如 果 內(nèi) 容 是 描 述 性 的 ， 如 占 星 或 新 聞 報 導 ， 收 到 信 息 的 人 可 能 會 期 望 看 到 更 多 的 本 質(zhì) 內(nèi) 容 ， 而 不 僅 僅 是 標 題 。 GPRS將 可 能 使 移 動 用 戶 通 過 具 有 GPRS功 能 的 裝 置 ， 得 到 有 關(guān) 的 信 息 服 務(wù) 。 有 趣 的 是 ， 聊 天 功 能 應(yīng) 該 算 是 有 質(zhì) 的 內(nèi) 容 ， 但 它 仍 然 會 通 過 SMS傳 輸 ， 以 此 使 用 戶 不 得 不 用 簡 潔 的 語 言 ， 并 減 少 假 的 或 無 關(guān) 的 信 件 到 處 亂 投 。
(3) 靜 止 圖 象
靜 止 圖 象 ， 如 相 片 、 圖 片 、 明 信 片 、 靜 態(tài) 網(wǎng) 頁 等 ， 可 以 在 無 線 移 動 網(wǎng) 上 收 發(fā) ， 一 如 通 過 固 話 系 統(tǒng) 。 有 可 能 在 將 來 可 通 過 一 個 與 GPRS廣 播 裝 置 連 線 的 數(shù) 碼 相 機 ， 將 圖 象 直 接 在 因 特 網(wǎng) 上 發(fā) 表 。
(4) 動 態(tài) 圖 象
移 動 通 信 內(nèi) 容 的 本 質(zhì) 和 形 式 都 將 會 朝 更 少 文 字 、 更 多 圖 象 的 方 向 發(fā) 展 ， 從 文 本 消 息 到 圖 標 ， 圖 片 到 相 片 ， 簡 要 介 紹 到 視 頻 消 息 ， 甚 至 可 以 從 相 關(guān) 裝 置 上 下 載 電 影 預 覽 。 在 移 動 系 統(tǒng) 中 發(fā) 送 動 態(tài) 圖 象 可 以 應(yīng) 用 在 幾 個 市 場 ， 包 括 監(jiān) 視 停 車 場 所 或 建 筑 地 盤 的 入 侵 者 或 偷 竊 者 ， 從 救 護 車 上 將 急 癥 病 人 的 資 料 傳 回 醫(yī) 院 ， 還 可 以 不 拘 地 點 召 開 視 像 會 議 。
(5) 網(wǎng) 頁 瀏 覽
用 CSD(CIRCUIT SWITCHED DATA)進 行 網(wǎng) 頁 瀏 覽 對 移 動 用 戶 來 說 不 會 是 享 受 ， 因 為 CSD速 度 很 慢 ， 從 互 聯(lián) 網(wǎng) 到 瀏 覽 器 的 傳 輸 時 間 很 長 ； 但 如 果 用 戶 選 擇 只 接 收 頁 面 中 的 文 字 信 息 ， 從 小 屏 幕 上 又 不 能 看 到 頁 面 的 大 致 結(jié) 構(gòu) 。 有 鑒 于 此 ， GPRS更 適 合 網(wǎng) 頁 瀏 覽 。
(6) 話 音
盡 管 移 動 系 統(tǒng) 的 話 音 質(zhì) 量 在 不 斷 提 高 ， 但 仍 達 不 到 廣 播 質(zhì) 量 。 用 移 動 電 話 錄 音 遠 未 能 提 供 足 夠 高 的 話 音 質(zhì) 量 ， 使 錄 音 可 直 接 用 于 播 放 (如 新 聞 )、 復 制 或 分 析 (如 竊 聽 )。 語 音 信 息 ， 哪 怕 很 短 ， 也 會 是 很 大 的 文 件 ， 需 要 GPRS或 其 它 高 速 率 的 移 動 數(shù) 據(jù) 服 務(wù) 。
(7) 工 作 分 派
非 語 音 移 動 服 務(wù) 可 用 于 辦 公 室 人 員 分 配 移 動 站 點 的 人 力 。 工 作 分 派 的 應(yīng) 用 與 車 輛 定 位 結(jié) 合 在 一 起 ， 使 企 業(yè) 可 以 在 最 短 的 時 間 內(nèi) 搜 尋 到 離 客 戶 最 近 的 合 格 雇 員 來 處 理 客 戶 的 需 要 。 GSM的 非 語 音 服 務(wù) 可 以 發(fā) 出 指 令 ， 也 可 以 收 到 在 外 人 員 的 簡 短 回 復 。 但 有 時 很 有 必 要 加 入 詳 細 些 的 內(nèi) 容 ， 如 要 立 即 趕 到 客 戶 所 在 地 的 在 外 雇 員 要 預 先 有 相 關(guān) 資 料 作 準 備 。 GPRS可 使 信 息 更 輕 易 地 發(fā) 來 發(fā) 去 。 有 了 GPRS， 雇 員 可 以 在 到 達 前 知 道 客 戶 地 址 、 客 戶 的 相 片 等 。 有 鑒 于 此 ， 我 們 相 信 工 作 分 派 將 會 是 GPRS通 信 較 早 的 應(yīng) 用 之 一 。
(8) 互 聯(lián) 網(wǎng) 電 子 郵 件
當 新 郵 件 到 達 時 ， 大 多 數(shù) 互 聯(lián) 網(wǎng) 電 子 郵 件 用 戶 不 會 從 移 動 電 話 上 得 到 通 知 。 如 果 他 們 在 辦 公 室 以 外 ， 要 想 及 時 知 道 新 郵 件 ， 就 不 得 不 定 時 地 查 詢 自 己 的 郵 箱 。 將 互 聯(lián) 網(wǎng) 的 電 子 郵 件 連 接 在 SMS或 GPRS這 類 報 警 機 制 上 ， 用 戶 就 可 以 隨 時 得 知 是 否 有 新 的 郵 件 。
(9) 汽 車 定 位
定 位 應(yīng) 用 結(jié) 合 衛(wèi) 星 定 位 系 統(tǒng) 和 非 語 音 移 動 服 務(wù) ， 可 以 隨 時 提 供 給 使 用 者 目 前 所 處 位 置 、 汽 車 診 斷 和 追 蹤 失 車 的 信 息 。 對 于 GPS定 位 信 息 ， 如 經(jīng) 度 、 緯 度 、 海 拔 等 通 常 約 60字 長 的 內(nèi) 容 ， SMS服 務(wù) 可 以 很 理 想 。 GPRS也 可 選 擇 使 用 。
(10) 局 域 網(wǎng) 遠 距 登 錄
遠 距 離 局 域 網(wǎng) 應(yīng) 用 重 在 使 授 權(quán) 雇 員 可 以 使 用 任 何 網(wǎng) 上 資 源 ， 有 如 本 人 就 在 辦 公 室 內(nèi) 。 GPRS的 字 傳 輸 速 率 和 快 反 應(yīng) 速 度 是 更 理 想 的 傳 輸 途 徑 。
(11) 家 居 自 動 化
家 居 自 動 化 應(yīng) 用 使 你 可 從 任 何 地 方 監(jiān) 視 家 居 。 你 的 GPRS裝 置 就 如 現(xiàn) 在 常 用 的 遙 控 器 一 樣 ， 可 以 操 作 電 視 、 音 響 等 設(shè) 備 。
參 考 文 獻
〔 1〕 愛 立 信 GPRS技 術(shù) 規(guī) 范 .
〔 2〕 摩 托 羅 拉 GPRS技 術(shù) 規(guī) 范 .
〔 3〕 諾 基 亞 GPRS技 術(shù) 規(guī) 范 就 .□
摘自《移動通信》2001.5
