GPRS----走向第三代移動通信的重要一步<1>

GPRS----走向第三代移動通信的重要一步<1>（何淑貞  王日遠）
摘  要   本文簡單介紹GPRS技術(shù)，結(jié)合第三代移動通信所達到的技術(shù)目標，來說明
GPRS是如何開啟這扇大門的。最后將介紹國內(nèi)外GPRS技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)和市場分
析。
關(guān)鍵詞   移動通信  GPRS技術(shù)  市場動態(tài)分析
    當人類社會邁向新世紀之時，移動通信技術(shù)的發(fā)展也開創(chuàng)了新紀元——進入第三
代移動通信時代。開啟第三代移動通信時代的大門是GPRS技術(shù)。本文首先通過回顧移
動通信技術(shù)的發(fā)展簡史，導出GSM系統(tǒng)的分組移動數(shù)據(jù)通信即GPRS，從而簡介GPRS技
術(shù)。其次介紹第三代移動通信的特點、達到的通信目標，GPRS是如何開啟這扇大門的
，如何過渡到第三代移動通信時代。最后介紹國內(nèi)外GPRS技術(shù)的發(fā)展動向，市場形勢
分析。
1 移動通信技術(shù)的發(fā)展簡史
    移動通信所賴以生存的無線電頻率是一種寶貴的資源，而頻譜資源是有限的，隨
著移動通信的飛速發(fā)展，移動用戶急劇增加，有限的資源被“無限”地利用，矛盾越
來越尖銳，解決這一對矛盾就是移動通信技術(shù)的發(fā)展史；也就是說移動通信技術(shù)的發(fā)
展過程就是不斷采用頻譜利用率更高、業(yè)務能力更強的技術(shù)的過程。
1.1 第一代模擬移動電話
    通過使用電話交換技術(shù)和蜂窩無線電技術(shù)，70年代末誕生了第一代模擬移動電話
。第一代無線網(wǎng)絡技術(shù)的一大成就就是去掉了將電話連接到網(wǎng)絡的用戶線，用戶第一
次能夠在移動狀態(tài)下無線接收和撥打電話。這時有三種主要的窄帶模擬標準，它們是
北美蜂窩系統(tǒng)AMPS、北歐移動電話系統(tǒng)NMT和全接入通信系統(tǒng) TACS。
1.2 第二代移動通信系統(tǒng)
    引入數(shù)字無線電技術(shù)組成的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，提供更高的網(wǎng)絡容量，改善
了話音質(zhì)量和保密性，并為用戶提供無縫的國際漫游。當今世界市場的第二代數(shù)字無
線標準，包括GSM、D-AMPS。PDC（日本數(shù)字蜂窩系統(tǒng)）和IS-95CDMA等，均仍然是窄
帶系統(tǒng)�，F(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡主要以第二代的GSM和CDMA為主，采用GSM GPRS、CDMA的
IS-95B技術(shù)，數(shù)據(jù)提供能力可達115.2kbit／s，全球移動通信系統(tǒng)（GSM）采用增強型
數(shù)據(jù)速率（EDGE）技術(shù)，速率可達384kbit／s。第二代移動通信系統(tǒng)已在全球133個國
家使用，用戶總數(shù)約有2.5億左右，預計到2003年用戶總數(shù)可達4-5億。
1.3 第三代移動通信系統(tǒng)
    即IMT-2000，是一種真正的寬帶移動多媒體通信系統(tǒng)，它能提供高質(zhì)量寬帶多媒
體綜合業(yè)務，并實現(xiàn)全球無縫覆蓋，實現(xiàn)全球漫游。第三代技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸速率可高達
2Mbit／s，其容量是第二代技術(shù)的2-5倍，因此向第三代技術(shù)演進是移動通信的必然趨
勢，是用戶期待的理想通信方式。所以說20世紀是電話通信的世紀，而21世紀則是智
能多媒體通信的世紀。
2 GPRS----開啟移動多媒體通信時代之門
2.1 開創(chuàng)第三代移動通信新紀元
2.1.1 創(chuàng)建移動的信息社會
    IP網(wǎng)絡和移動通信相結(jié)合將推動信息社會的形成，當今的移動系統(tǒng)已經(jīng)能夠提供
有限的移動多媒體業(yè)務，目前的GSM允許通過短消息服務存儲、傳輸和檢索文本信息，
但與我們將要實現(xiàn)的目標相比還相差很遠。真正的多媒體業(yè)務如話音、視頻剪輯、數(shù)
據(jù)文件、電腦程序和終端功能軟件升級等等，都將能夠以存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式進行傳送，
移動多媒體將把交互式數(shù)據(jù)通信的范圍從家庭和辦公室擴展到希望到達的任何地方。
2.1.2 第三代移動通信系統(tǒng)的目標與要求
    第三代移動通信系統(tǒng)是真正寬帶移動多媒體通信綜合信息系統(tǒng)，其具體目標和要
求如下：
    目標：
    （1）提供室內(nèi)2Mbit／s、室外步行384kbit／s、乘車144kbit／s、衛(wèi)星移動多
媒體通信業(yè)務9.6kbit／s；
    （2）是現(xiàn)有第二代移動通信系統(tǒng)頻率效率的2-5倍；
    （3）通信質(zhì)量可與固定網(wǎng)絡相比擬；
    （4）適應移動蜂窩、無繩、衛(wèi)星、PSTN、Internet、IP／數(shù)據(jù)網(wǎng)等；
    （5）實現(xiàn)全球無縫覆蓋和漫游，并實現(xiàn)個人移動性和終端移動性。
    要求：
    （1）能提供低價的多頻／多模移動終端；
    （2）應具備在多種不同特性的網(wǎng)絡之間進行固定／移動混合交換的功能。
    之所以要有這兩條要求，是因為第二代、第三代移動通信要長期共存，平滑過渡
的原則所決定。下面分析其原因。
2.2 GPRS如何開啟移動多媒體通信的大門
2.2.1 第二代向第三代只能平滑過渡而非變革
    我們知道當今第二代移動通信主要以提供話音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務為主；第三代移動
通信則在改善話音業(yè)務的基礎上，以提供中高速的數(shù)據(jù)業(yè)務及多媒體業(yè)務為主要特征
，兩者在業(yè)務能力上是互補的，而不是互相代替的，況且當今話音業(yè)務和低速率數(shù)據(jù)
業(yè)務，仍是移動通信的主導業(yè)務；而移動IP業(yè)務的需求是逐漸增長的，預計我國在
2002-2003年開始引入第三代多媒體移動業(yè)務，發(fā)展的路還很長，第二代的巨大投資
還不能一刀切地丟掉，這就決定了第二代、第三代長期共存，互補的發(fā)展原則。
2.2.2 GPRS是重要里程碑
    GPRS是完成上述過渡的最佳方案，是邁向移動多媒體通信時代的重要里程碑，它
將使移動通信與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡合二為一，使IP業(yè)務得以引入廣闊的移動市場；也就是說它
允許移動終端通過分組交換數(shù)據(jù)鏈路與Internet連接，使得數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務的使用
更加便利和快捷。
2.2.3 GPRS筒介
      1．GPRS的由來：目前在無線環(huán)境中，Internet的應用性能很差，是由于帶寬
使用效率低、連接設置時間較長和無線鏈路容量低等所致。因此，GPRS的標準化工作
主要是改進上述這些缺點，其具體改進的是：減少連接建立時間；支持X.25和IP協(xié)議
；提供資源的優(yōu)化使用。
      2．GPRS的構(gòu)成：GPRS是一種基于分組交換傳輸數(shù)據(jù)高效率的方式，其數(shù)據(jù)率
是現(xiàn)有GSM的10倍以上，巨大的吞吐量改變了單一面向文本的無線應用，使得包括圖
片、話音和視頻的多媒體業(yè)務得以實現(xiàn)。
    要實現(xiàn)GPRS網(wǎng)絡，需要在傳統(tǒng)的GSM網(wǎng)絡中引入新的網(wǎng)絡接口和通信協(xié)議，在移
動用戶和遠端的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡（如支持TCP／IP、X.25等）之間提供一種連接，從而給用
戶提供高速無線IP和無線X.25業(yè)務。目前GPRS網(wǎng)絡是通過在GSM網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中引入兩個
新的網(wǎng)絡節(jié)點，它們是GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點GGSN（Gateway GPRS Supporting Node）
和GPRS業(yè)務支持節(jié)點SGSN（Service GPRS Supporting Node），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GSM2十階段的建議，GPRS分為兩個階段，即Phasel和Phase2。
GPRS的Phasel階段將能支持 TCP／IP和 X.25業(yè)務、GPRS附加業(yè)務、增強型的短信息
業(yè)務和全新GPRS空中接口加密技術(shù)。同時也誕生了嶄新的“按流量計費”的合理收費
政策，可以做到24小時在線，只有點擊時才收費。GPRS Phase2階段的規(guī)范尚在制定
之中，它將提供更多的新功能和新業(yè)務。
    3. GPRS如何提高頻譜利用率：
    ----分組交換
    GPRS網(wǎng)絡是通過在GSM網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中增添兩個新的網(wǎng)絡節(jié)點（一個是GPRS業(yè)務支持
節(jié)點，一個是GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點）和一個軟件，將現(xiàn)有的網(wǎng)絡部分進行升級，將交換
功能加到GSM網(wǎng)絡，形成雙�？罩薪涌�，把電路交換和分組交換結(jié)合在一起操作，其
移動數(shù)據(jù)的格式與GSM技術(shù)兼容，由于能分組交換，故能高效地與分組交換網(wǎng)絡連接
，如與In－ternet接入，移動信用卡認證和遠程閱讀煤氣表、電表的數(shù)值等多種應用。
    所謂分組交換，利用GPRS信息在傳輸前被分成既是分離的又是相關(guān)的“分組”，
并且在接收端進行組合。這種方式有點類似拼圖玩具，玩具代表的圖案在生產(chǎn)車間被
分成許多小片并裝進塑料袋里。一種圖案的玩具被裝在一個袋里，這些小片是相關(guān)的
而且又能組合在一起；不同圖案的玩具裝在不同的袋里，不同的袋就是不同的“分組
”，這些不同的袋在運輸過程中都可以走同一條大馬路，最終到不同的用戶手里，再
組成不同的玩具圖案。
    ----提高頻譜利用率，節(jié)省有限的無線資源
    分組交換意味著大量的GPRS用戶可以共享相同的帶寬，而且由同一單元提供服務
。上述不同袋裝玩具，如同不同用戶的信息，不是把一個無線信道指定給一個移動數(shù)
據(jù)用戶，而是多個用戶共用相同的帶寬，這就節(jié)約了不少的網(wǎng)絡資源，因此GPRS可以
使網(wǎng)絡運營商以一種動態(tài)的和靈活的方式最大可能地利用他們的網(wǎng)絡資源。因此說
GPRS技術(shù)的采用對移動通信將產(chǎn)生深遠的影響，是跨入移動多媒體通信時代的里程碑。