數(shù)字移動通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及發(fā)展

數(shù)字移動通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及發(fā)展（張靜）
[摘要] 本文介紹了第三代數(shù)字移動通信支持的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，包括蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和
數(shù)字移動通信系統(tǒng)無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及它們的發(fā)展情況。
[關(guān)鍵詞]GSM；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)
1引言
    數(shù)據(jù)通信技術(shù)是當(dāng)今信息技術(shù)領(lǐng)域十分活躍的一個方向，Internet技術(shù)的發(fā)展直接
導(dǎo)致了電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)、電視網(wǎng)三網(wǎng)的融合和信息產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，促進了ATM／IP交
換機技術(shù)的發(fā)展，使得移動通信與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)相結(jié)合的第三代移動通信成為
近年來人們研究的熱點。
    1994年出現(xiàn)在北美的CDPD（蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)）系統(tǒng)，最初是基于AMPS蜂窩移動電
話系統(tǒng)之上的分組數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，它采用TCP／IP協(xié)議，利用話音信道的間隙傳送數(shù)據(jù)。
隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，國外開始采用專用信道甚至專門的CDPD系統(tǒng)來傳送數(shù)據(jù)。1994年4
月由多家運營商、設(shè)備制造商、系統(tǒng)集成商。軟件及應(yīng)用開發(fā)商等發(fā)起成立了CDPD論壇，
制定了CDPD的技術(shù)規(guī)范，共同推動CDPD技術(shù)和市場發(fā)展。
    1995年以來，我國移動通信在數(shù)字化和市場競爭的推動下，進入了第二代數(shù)字系統(tǒng)
為主的快速發(fā)展軌道。當(dāng)前，全球GSM用戶超過1億，其中中國電信的用戶數(shù)占七分之一，
中國電信的GSM電話網(wǎng)已成為世界上服務(wù)范圍最廣、業(yè)務(wù)種類最多的移動電話網(wǎng)之一。據(jù)
有關(guān)專家預(yù)測，中國電信移動電話用戶到1999年底有望突破4000萬大關(guān)。中國聯(lián)通計劃
到2003年移動通信用戶總數(shù)力爭達到3500萬戶左右。
    GSM無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使得人們不受空間、地域的限制，隨時隨地獲取所需的信息，可以
在移動中收發(fā)E-mail、收發(fā)傳真、訪問Internet等通信，它是數(shù)據(jù)通信技術(shù)和移動通信
技術(shù)的結(jié)合。正在演進的GSM系統(tǒng)和IMT－2000將提供更為強大的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)功能。與此同
時，無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的范疇也在不斷地拓展，由于GSM甚至IMT－2000提供的只是應(yīng)用層以
下的功能，運營商甚至用戶可以自己生成更為豐富的增值業(yè)務(wù)，諸如遠程控制、電子購
物、車輛調(diào)度、新聞瀏覽、移動多媒體等等諸如此類的業(yè)務(wù)都將是未來無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的
范疇。對數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，GSM技術(shù)在多個方面進行了調(diào)整，提供了消息系統(tǒng)、電路交換型
和分組交換型移動數(shù)據(jù)通信的功能，從最初的電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)到GPRS分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，
進而到增強型GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（EDGE）。下面對不同類型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進行介紹。
2蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)（CDPD）
    CDPD移動數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要由移動交換機（DIS）、基站（MDBS）、連接設(shè)備（IS）
和網(wǎng)管中心等部分組成。基站通過無線電波實現(xiàn)與用戶移動終端之間的數(shù)據(jù)傳輸，并負
責(zé)無線信道的管理、數(shù)據(jù)信號的調(diào)制和解調(diào)等；移動交換機主要負責(zé)對移動終端位置的
跟蹤、數(shù)據(jù)包的交換和路由及漫游實現(xiàn)等；網(wǎng)管中心負責(zé)網(wǎng)路設(shè)備的配置及維護、用戶
數(shù)據(jù)的管理、用戶的鑒權(quán)和計費等；連接設(shè)備負責(zé)交換機之間的連接和路由，與其它網(wǎng)
絡(luò)的互連等。為了提高無線信道的利用率，系統(tǒng)對TCP／IP報頭進行壓縮，并對數(shù)據(jù)進行
V.42bis壓縮。為了提高無線信道的安全性，系統(tǒng)允許采用到達127位的加密算法，目前
通常為RC4算法。
    CDPD系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)如下：
    頻段：824－849MHz，869－894MHz
    調(diào)制方式：GMSK
    RF速率：19.2kbps
    基站發(fā)射功率：45W（連續(xù)可調(diào)）
    基站接收靈敏度：－116dBm
    頻道間隔： 30kHz
    信道占用方式：DSMA/CD
    載干比：17dB
    終端發(fā)射功率：0.6－4W
    終端接收靈敏度：－113 dBm
    我國已在幾個城市對CDPD系統(tǒng)做過一段時間的實驗和試用，技術(shù)上是可行的，但與
美國相比，為擴大覆蓋范圍，該技術(shù)在中國推廣使用需要新建基站，投資較大。因此，
目前CDPD在我國主要應(yīng)用于小范圍內(nèi)的移動通信，如公共安全、交通管理等。為適應(yīng)我
國國民經(jīng)濟信息化的發(fā)展，滿足社會對移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的需求，中國電信已在北京、
上海、廣州、深圳、廈門、長沙等6個城市利用CDPD技術(shù)組建了我國第一個公用移動數(shù)
據(jù)通信網(wǎng)。該網(wǎng)現(xiàn)已初步建成，并在車輛GPS定位和調(diào)度、無線Internet接入、公安部
門移動辦公、銀行POS聯(lián)網(wǎng)、水電系統(tǒng)遠程監(jiān)控等方面取得了初步的應(yīng)用。
3數(shù)字移動通信系統(tǒng)無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)
    對于正在蓬勃發(fā)展的Internet和數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，GSM技術(shù)提供了消息系統(tǒng)、電路交
換型和分組交換型移動數(shù)據(jù)通信的功能，從最初的電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)到GPRS分組型數(shù)據(jù)業(yè)
務(wù)。
3.1消息系統(tǒng)
    在GSM系統(tǒng)中引入短消息業(yè)務(wù)中心，作為短消息的存儲轉(zhuǎn)發(fā)的單元，可實現(xiàn)移動終
端間的點對點短消息通信�，F(xiàn)在GSM的移動通信系統(tǒng)已經(jīng)提供了短消息服務(wù)功能，兩個
GSM手機之間可以發(fā)送。接收中英文短消息。移動通信網(wǎng)與Internet聯(lián)結(jié)后，移動通信
公司可向用戶提供“推、拉”技術(shù)（push andpull），手機用戶可從Internet上獲取
大量文本信息，如果移動公司與第三方信息內(nèi)容提供商合作，更可以推出個人化、定制
的信息給廣大移動用戶，用戶可以得到豐富的信息服務(wù)，如股市行情、經(jīng)濟日報、旅游
信息等。這樣，利用短消息系統(tǒng)也可形成一個個人的移動信息中心。
3.2電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)
    電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是基于目前的GSM網(wǎng)絡(luò)、采用電路交換的業(yè)務(wù)類型。電路型數(shù)據(jù)業(yè)
務(wù)包括GSM承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和高速電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)HSCSD（High Speed Circuit Switch
 Data）。
    目前移動網(wǎng)所能提供的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)基本上都屬于GSM承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，只能收發(fā)文本E－
mail（不能包含圖片）和傳真，一般傳輸速率為9.6kbps（可支持V.42協(xié)議），理論上
可將傳輸速率提高到38.4kbps。
    電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以應(yīng)用在PLMN內(nèi)部以及PLMN和PSTN／ISDN／PSPDN之間，其中和
PSPDN的互通是通過PSTN／ISDN進行的。不同的承載業(yè)務(wù)類型所對應(yīng)的傳輸路徑是不同
的，相應(yīng)地所對應(yīng)的組網(wǎng)形式也不同。
    HSCSD采用一種新的信編碼技術(shù)，把一個時隙9.6kbps的傳輸速率提高到14.4kbps，
從而意味著只使用一個時隙，用戶傳輸速率即可提高50％。HSCSD還允許以“時隙捆綁”
方式進行數(shù)據(jù)傳輸，最高的“四時隙捆綁”達到57.6kbps，而且上下行數(shù)據(jù)傳輸可以采
用不同的速率。同時，因為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中大部分數(shù)據(jù)都是從基站流向移動電話，因此上下
行時隙可以動態(tài)調(diào)整，上行時隙一般需求較少，可以為下行鏈路提供更多的空閑時隙。
    HSCSD實際上是一種增強型承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，本質(zhì)上與承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)無多大區(qū)別。HS
CSD硬件上比較易于實施，無需改變目前的GSM網(wǎng)絡(luò)的硬件結(jié)構(gòu)。
    目前支持HSCSD的GSM設(shè)備（包括手機）已面市。另一方面，由于歷史的原因，在
GSM Phase1、Phase2的標(biāo)準里并沒有提供PLMN和IP網(wǎng)的直接互通，因此為向用戶更好地
提供移動接入Internet的服務(wù)，有些廠家推出了由PLMN直接接入Internet的設(shè)備。采用
直接接入Internet設(shè)備就使得GSM運營商同時也擔(dān)當(dāng)ISP的角色，給GSM的組網(wǎng)帶來一定
的靈活性。
3.3分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)
    分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)包括通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS（Genetal Packet Radio Service）、
增強型分組業(yè)務(wù)EDGE（Enhanced Data Rates for GSM Evolution）和IMT2000分組型數(shù)
據(jù)業(yè)務(wù)。
    分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的本質(zhì)區(qū)別就在于：電路性能數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)必須先建
立一個呼叫并始終占據(jù)該呼叫信道直至呼叫結(jié)束，它并不考慮所占用的信道是否正在傳
輸信息或數(shù)據(jù)；分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)則無須先建立呼叫，只是在需要傳輸數(shù)據(jù)的時候利用空
閑信道，數(shù)據(jù)傳遞完立即釋放，并不長久地占用信道。顯而易見，分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有
很大的優(yōu)勢，它以數(shù)據(jù)量和傳遞時間計費，同時運營者也不必為網(wǎng)絡(luò)擁塞而不斷升級和
投資。
    由于電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有它固有的缺陷，因此在GSM的 Phase2+引入了通用分組無
線業(yè)務(wù)GPRS。GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中引入了分組交換和分組傳輸?shù)母拍睿�這樣使得GSM網(wǎng)絡(luò)對
數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持從網(wǎng)絡(luò)體系上得到了加強。同時由于GPRS采用了動態(tài)分配無線資源的策
略，提高了無線資源的使用效率，這更適合于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突發(fā)性的特點。GPRS為運營商采
用以傳輸業(yè)務(wù)流量為依據(jù)收費方式從技術(shù)上提供了可能性。
    GPRS其實是疊加在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)的另一網(wǎng)絡(luò)，GPRS網(wǎng)絡(luò)在原有的GSM網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上
增加了SGSN、GGSN、PYMSC等功能實體。GPRS共用現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)的基站，但要對軟硬件
進行相應(yīng)的更新；同時，雖然共用現(xiàn)有的BSC，但由于BSC和SGSN的接口采用幀中繼的方
式，因此也要進行相應(yīng)的軟硬件更新；GPRS和GSM網(wǎng)絡(luò)各實體的接口必須作相應(yīng)的界定；
另外，移動臺則要求提供對GPRS業(yè)務(wù)的支持。GPRS支持通過GGSN實現(xiàn)和PSPDN的互聯(lián)，
接口協(xié)議可以是X.75或者是X.25，同時GPRS還支持和IP網(wǎng)絡(luò)的直接互聯(lián)。
    GPRS網(wǎng)絡(luò)所支持的業(yè)務(wù)類型包括點對點數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、點對多點數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（包括點對多
點多信道廣播業(yè)務(wù)、點對多點群呼業(yè)務(wù)和IP廣播業(yè)務(wù)）、GPRS補充業(yè)務(wù)、匿名接入業(yè)務(wù)
和短消息業(yè)務(wù)，并可以衍生出更為豐富的增值業(yè)務(wù)。GPRS支持的接入速率可達171.2Mps。
由此看來GPRS是GSM系統(tǒng)向第三代演進的重要一環(huán)。
    EDGE屬于增強型GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它能夠充分保證GPRS與第三代移動通信的并存和兩
者之間漫游切換；作為GSM技術(shù)的下一個發(fā)展階段，它將采用新的調(diào)制技術(shù)，高效利用
200kHz的載波，使數(shù)據(jù)傳輸速率最高達到 384kbps（8個實隙捆綁在一起），它的具體
標(biāo)準正在制定中。
    從現(xiàn)在的發(fā)展趨勢看，第三代移動通信系統(tǒng)將充分考慮第二代移動通信系統(tǒng)的發(fā)展
現(xiàn)狀，并且在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)和第二代移動通信系統(tǒng)共存。目前，國際上幾個主要
的移動通信設(shè)備商正致力于GPRS的開發(fā)，預(yù)計很快有商用化設(shè)備上市。
    IMT－2000的主要業(yè)務(wù)特征是支持IP和高速電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。IMT－2000的室外
384kbps、室內(nèi)2Mbps的接入帶寬使得IMT－2000將可以向用戶提供真正的移動多媒體業(yè)
務(wù)。同時由于IMT－2000支持業(yè)務(wù)的上行和下行的非對稱傳輸，支持以傳輸數(shù)據(jù)量作為
收費依據(jù)，使得無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)得到更為廣泛的應(yīng)用。
    數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展有一個過程，以保證2G向3G的平滑過渡。其中HSCSD到GPRS是一個質(zhì)
的飛躍，由電路性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)演變?yōu)榉纸M型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。EDGE分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是GPRS的升級，
兩者只是信號調(diào)制方式發(fā)生了改變，由高斯濾波最小移頻鍵控調(diào)制方式（GMSK）改變?yōu)?br />四象幅度調(diào)制方式（QASK）。
    無線應(yīng)用協(xié)議WAP（Wireless APPlication Protocol）是基于Internet標(biāo)準的全球
無線協(xié)議規(guī)范，它主要包括通信協(xié)議和構(gòu)造語言。WAP是一種端到瑞透明協(xié)議和應(yīng)用環(huán)
境，只需要智能電話和WAP代理服務(wù)器支持即可，無須移動網(wǎng)絡(luò)支持，WAP協(xié)議透明地通
過移動網(wǎng)絡(luò)傳輸。WAP可用于任何一種操作系統(tǒng)和大部分移動網(wǎng)絡(luò)如GSM900／1800／1900、
CDMA IS95、TDMA IS136、WCDMA及3G系統(tǒng)（IMT2000，W－CDMA，UMTS，寬帶IS95）等，
具有很強的移植性和靈活性。
    WAP利用了微瀏覽器技術(shù)，可以為移動用戶提供安全、快速、靈活、在線和交互式
的服務(wù)，如查閱道路和火車時刻、客戶服務(wù)、消息通知、呼叫管理、E－mail、報文發(fā)
送、電子商務(wù)、繪圖與定位、新聞、體育、銀行業(yè)務(wù)、在線查址查號和企業(yè)網(wǎng)等業(yè)務(wù)。
NOKIA7110手機支持WAP協(xié)議。
4結(jié)束語
    隨著社會的發(fā)展和信息化時代的到來，隨著能提供真正全球漫游、支持多媒體業(yè)務(wù)
且有足夠容量的第三代移動通信的發(fā)展，移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用需求將越來越廣泛，同時
各種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通信的新技術(shù)也會不斷出現(xiàn)和發(fā)展，他們在不同的時期和不同的應(yīng)用
領(lǐng)域?qū)�會發(fā)揮各自的作用，共同促進全球信息化的進步。


摘自《移動通信》