GPRS----走向第三代移动通信的重要一步<1>

发布: 2010-10-20 00:50 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

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GPRS----走向第三代移动通信的重要一步<1>（何淑贞  王日远）
摘  要   本文简单介绍GPRS技术，结合第三代移动通信所达到的技术目标，来说明
GPRS是如何开启这扇大门的。最后将介绍国内外GPRS技术的最新发展动态和市场分
析。
关键词   移动通信  GPRS技术  市场动态分析
    当人类社会迈向新世纪之时，移动通信技术的发展也开创了新纪元——进入第三
代移动通信时代。开启第三代移动通信时代的大门是GPRS技术。本文首先通过回顾移
动通信技术的发展简史，导出GSM系统的分组移动数据通信即GPRS，从而简介GPRS技
术。其次介绍第三代移动通信的特点、达到的通信目标，GPRS是如何开启这扇大门的
，如何过渡到第三代移动通信时代。最后介绍国内外GPRS技术的发展动向，市场形势
分析。
1 移动通信技术的发展简史
    移动通信所赖以生存的无线电频率是一种宝贵的资源，而频谱资源是有限的，随
着移动通信的飞速发展，移动用户急剧增加，有限的资源被“无限”地利用，矛盾越
来越尖锐，解决这一对矛盾就是移动通信技术的发展史；也就是说移动通信技术的发
展过程就是不断采用频谱利用率更高、业务能力更强的技术的过程。
1.1 第一代模拟移动电话
    通过使用电话交换技术和蜂窝无线电技术，70年代末诞生了第一代模拟移动电话
。第一代无线网络技术的一大成就就是去掉了将电话连接到网络的用户线，用户第一
次能够在移动状态下无线接收和拨打电话。这时有三种主要的窄带模拟标准，它们是
北美蜂窝系统AMPS、北欧移动电话系统NMT和全接入通信系统 TACS。
1.2 第二代移动通信系统
    引入数字无线电技术组成的数字蜂窝移动通信系统，提供更高的网络容量，改善
了话音质量和保密性，并为用户提供无缝的国际漫游。当今世界市场的第二代数字无
线标准，包括GSM、D-AMPS。PDC（日本数字蜂窝系统）和IS-95CDMA等，均仍然是窄
带系统。现有的移动通信网络主要以第二代的GSM和CDMA为主，采用GSM GPRS、CDMA的
IS-95B技术，数据提供能力可达115.2kbit／s，全球移动通信系统（GSM）采用增强型
数据速率（EDGE）技术，速率可达384kbit／s。第二代移动通信系统已在全球133个国
家使用，用户总数约有2.5亿左右，预计到2003年用户总数可达4-5亿。
1.3 第三代移动通信系统
    即IMT-2000，是一种真正的宽带移动多媒体通信系统，它能提供高质量宽带多媒
体综合业务，并实现全球无缝覆盖，实现全球漫游。第三代技术数据传输速率可高达
2Mbit／s，其容量是第二代技术的2-5倍，因此向第三代技术演进是移动通信的必然趋
势，是用户期待的理想通信方式。所以说20世纪是电话通信的世纪，而21世纪则是智
能多媒体通信的世纪。
2 GPRS----开启移动多媒体通信时代之门
2.1 开创第三代移动通信新纪元
2.1.1 创建移动的信息社会
    IP网络和移动通信相结合将推动信息社会的形成，当今的移动系统已经能够提供
有限的移动多媒体业务，目前的GSM允许通过短消息服务存储、传输和检索文本信息，
但与我们将要实现的目标相比还相差很远。真正的多媒体业务如话音、视频剪辑、数
据文件、电脑程序和终端功能软件升级等等，都将能够以存储转发的方式进行传送，
移动多媒体将把交互式数据通信的范围从家庭和办公室扩展到希望到达的任何地方。
2.1.2 第三代移动通信系统的目标与要求
    第三代移动通信系统是真正宽带移动多媒体通信综合信息系统，其具体目标和要
求如下：
    目标：
    （1）提供室内2Mbit／s、室外步行384kbit／s、乘车144kbit／s、卫星移动多
媒体通信业务9.6kbit／s；
    （2）是现有第二代移动通信系统频率效率的2-5倍；
    （3）通信质量可与固定网络相比拟；
    （4）适应移动蜂窝、无绳、卫星、PSTN、Internet、IP／数据网等；
    （5）实现全球无缝覆盖和漫游，并实现个人移动性和终端移动性。
    要求：
    （1）能提供低价的多频／多模移动终端；
    （2）应具备在多种不同特性的网络之间进行固定／移动混合交换的功能。
    之所以要有这两条要求，是因为第二代、第三代移动通信要长期共存，平滑过渡
的原则所决定。下面分析其原因。
2.2 GPRS如何开启移动多媒体通信的大门
2.2.1 第二代向第三代只能平滑过渡而非变革
    我们知道当今第二代移动通信主要以提供话音和低速数据业务为主；第三代移动
通信则在改善话音业务的基础上，以提供中高速的数据业务及多媒体业务为主要特征
，两者在业务能力上是互补的，而不是互相代替的，况且当今话音业务和低速率数据
业务，仍是移动通信的主导业务；而移动IP业务的需求是逐渐增长的，预计我国在
2002-2003年开始引入第三代多媒体移动业务，发展的路还很长，第二代的巨大投资
还不能一刀切地丢掉，这就决定了第二代、第三代长期共存，互补的发展原则。
2.2.2 GPRS是重要里程碑
    GPRS是完成上述过渡的最佳方案，是迈向移动多媒体通信时代的重要里程碑，它
将使移动通信与数据网络合二为一，使IP业务得以引入广阔的移动市场；也就是说它
允许移动终端通过分组交换数据链路与Internet连接，使得数据和多媒体业务的使用
更加便利和快捷。
2.2.3 GPRS筒介
      1．GPRS的由来：目前在无线环境中，Internet的应用性能很差，是由于带宽
使用效率低、连接设置时间较长和无线链路容量低等所致。因此，GPRS的标准化工作
主要是改进上述这些缺点，其具体改进的是：减少连接建立时间；支持X.25和IP协议
；提供资源的优化使用。
      2．GPRS的构成：GPRS是一种基于分组交换传输数据高效率的方式，其数据率
是现有GSM的10倍以上，巨大的吞吐量改变了单一面向文本的无线应用，使得包括图
片、话音和视频的多媒体业务得以实现。
    要实现GPRS网络，需要在传统的GSM网络中引入新的网络接口和通信协议，在移
动用户和远端的数据网络（如支持TCP／IP、X.25等）之间提供一种连接，从而给用
户提供高速无线IP和无线X.25业务。目前GPRS网络是通过在GSM网络结构中引入两个
新的网络节点，它们是GPRS网关支持节点GGSN（Gateway GPRS Supporting Node）
和GPRS业务支持节点SGSN（Service GPRS Supporting Node），移动台则必须是
GPRS移动台或GPRS／GSM双模移动台。
    根据欧洲ETSI的GSM2十阶段的建议，GPRS分为两个阶段，即Phasel和Phase2。
GPRS的Phasel阶段将能支持 TCP／IP和 X.25业务、GPRS附加业务、增强型的短信息
业务和全新GPRS空中接口加密技术。同时也诞生了崭新的“按流量计费”的合理收费
政策，可以做到24小时在线，只有点击时才收费。GPRS Phase2阶段的规范尚在制定
之中，它将提供更多的新功能和新业务。
    3. GPRS如何提高频谱利用率：
    ----分组交换
    GPRS网络是通过在GSM网络结构中增添两个新的网络节点（一个是GPRS业务支持
节点，一个是GPRS网关支持节点）和一个软件，将现有的网络部分进行升级，将交换
功能加到GSM网络，形成双模空中接口，把电路交换和分组交换结合在一起操作，其
移动数据的格式与GSM技术兼容，由于能分组交换，故能高效地与分组交换网络连接
，如与In－ternet接入，移动信用卡认证和远程阅读煤气表、电表的数值等多种应用。
    所谓分组交换，利用GPRS信息在传输前被分成既是分离的又是相关的“分组”，
并且在接收端进行组合。这种方式有点类似拼图玩具，玩具代表的图案在生产车间被
分成许多小片并装进塑料袋里。一种图案的玩具被装在一个袋里，这些小片是相关的
而且又能组合在一起；不同图案的玩具装在不同的袋里，不同的袋就是不同的“分组
”，这些不同的袋在运输过程中都可以走同一条大马路，最终到不同的用户手里，再
组成不同的玩具图案。
    ----提高频谱利用率，节省有限的无线资源
    分组交换意味着大量的GPRS用户可以共享相同的带宽，而且由同一单元提供服务
。上述不同袋装玩具，如同不同用户的信息，不是把一个无线信道指定给一个移动数
据用户，而是多个用户共用相同的带宽，这就节约了不少的网络资源，因此GPRS可以
使网络运营商以一种动态的和灵活的方式最大可能地利用他们的网络资源。因此说
GPRS技术的采用对移动通信将产生深远的影响，是跨入移动多媒体通信时代的里程碑。