【正文】 中文 4500字 無線移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及其發(fā)展趨勢 摘 要：本文首先介紹了蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù) (CDPD)業(yè)務(wù)，然后介紹了 GSM移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并對幾種主流業(yè)務(wù)進(jìn)行了比較和分析，最后得出 GSM移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢。 一、前言 無線移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是無線數(shù)據(jù)中心與主機(jī)或其他無線終端之間采用無線連接，通過無線電波傳遞數(shù)據(jù)的一種通信方式。它是移動通信和數(shù)據(jù)通信的結(jié)合物，是當(dāng)前信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)。高速、有效、可靠的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的成熟，以及便攜式計算機(jī)和各種數(shù)據(jù)終端的處理能力與通信功能的日益完善，為 無線移動數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。 近幾年，無線移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)得到了迅速發(fā)展。移動通信和數(shù)據(jù)通信的融合將促進(jìn)無線移動互聯(lián)網(wǎng)和 Email 等更為廣泛的應(yīng)用，也必將促進(jìn)第二代移動通信系統(tǒng)向第三代的演進(jìn)。1994年 4月成立了蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù) (CDPD)論壇，這是一個民間組織，它由多家運(yùn)營商、系統(tǒng)集成商、設(shè)備制造商、軟件及應(yīng)用開發(fā)商等共同發(fā)起創(chuàng)建的。制定了 CDPD 的技術(shù)規(guī)范，推動了 CDPD 技術(shù)和市場發(fā)展。 1995年以后，我國移動通信在數(shù)字化和市場競爭的推動下，進(jìn)入了以 GSM 為主的快速發(fā)展軌道。而 GSM無線數(shù)據(jù)通信使得人們不受空間、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)電子郵件、收到傳真、訪問 Inter等業(yè)務(wù)，這是數(shù)據(jù)通信技術(shù)和移動通信技術(shù)的結(jié)合。對 GSM數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，人們又在諸多方面進(jìn)行了改進(jìn)、調(diào)整，例如提供消息系統(tǒng)、電路交換型和分組交換型移動數(shù)據(jù)的功能等等，即從最初的電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)到高速電路交換數(shù)據(jù) (HSCSD)業(yè)務(wù)進(jìn)而到通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)、增強(qiáng)型分組 (EDGE)業(yè)務(wù)和 IMT2021分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。下面對不同類型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行介紹。 二、蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù) (CDPD)業(yè)務(wù) 1． CDPD的概念 CDPD 是建立在 TCP／ IP 基礎(chǔ)上的一種開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用分組數(shù)據(jù)交換方式，將開放式接口。高傳輸速度、用戶單元確定、空中鏈路加密、空中數(shù)據(jù)加密、壓縮數(shù)據(jù)交錯與重發(fā)以及 IP 尋址模式結(jié)合在一起，提供同層網(wǎng)絡(luò)的無縫連接以及多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 所謂分組數(shù)據(jù)交換，就是將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)按一定長度分組，然后，把來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)分組在一條信道上交織地進(jìn)行傳輸。 CDPD 系統(tǒng)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)。 2． CDPD系統(tǒng)簡單組成 從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看，一個 CDPD系統(tǒng)由交換機(jī)、基站和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)組成。 (1)CDPD交換機(jī) 主要由分組服務(wù)器和管理服務(wù)器兩部分組成。其中分組服務(wù)器負(fù)責(zé)分組數(shù)據(jù)交換，管理服務(wù)器負(fù)責(zé)用戶賬戶管理以及記費(fèi)信息管理。 (2)基站 每個基站上的信道板為移動終端提供一個 19． 2kbps的空中接人，使移動終端進(jìn)行全雙工分組數(shù)據(jù)傳輸。同時它也負(fù)責(zé)頻譜檢測、頻率管理。它通過一根 64kbps 幀中繼與交換機(jī)相連接。 (3)網(wǎng) 絡(luò)管理系統(tǒng) 負(fù)責(zé)對整個 CDPD網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，并能進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置和修改。由于 CDPD 是基于 TCP／ IP 發(fā)展起來的，因而它可以通過 Inter、 X． 2 DDN、電話網(wǎng)和 ISDN 很容易地與其他網(wǎng)絡(luò)相連。 3． CDPD系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù) 頻段： 824— 849MHz， 869894MHz 調(diào)制方式： GMSK RF速率： 19． 2kbps 基站發(fā)謝功率： 45W(連續(xù)可調(diào) ) 基站接受靈敏度： — 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． 64W 終端接收靈敏度： — 113dBm 4． CDPD的應(yīng)用領(lǐng)域 目前， CDPD主要用于小范圍內(nèi)的移動通信系統(tǒng)。特別適用于用戶點(diǎn)多、分布面廣，移動中短信息使用頻次密的場合。主要應(yīng)用領(lǐng)域有： (1)金融交易 在商業(yè)金融交易領(lǐng)域，如持卡購物、證券交易、電子銀行、金融保險、 POS 系統(tǒng)等，都可用 CDPD系統(tǒng)。 (2)交通運(yùn)輸 在交通運(yùn)輸行業(yè)，如汽車調(diào)度、路由導(dǎo)引、車流量測控、車輛 GPS 自動定位跟 蹤、汽車防盜、出租車移動刷卡消費(fèi)等場合，可 CDPD系統(tǒng)。 (3)遙測與遠(yuǎn)程監(jiān)控 在城市供水、供電、煤氣、環(huán)保、銀行無線 ATM、各類工業(yè)控制、醫(yī)療保健等場合也可以用 CDPD 系統(tǒng)實現(xiàn)遙測和過程監(jiān)控，以提高工作效率。 CDPD 還可以滿足對各類營業(yè)場合的財務(wù)、采購以及住宅區(qū)的安全防范需求。 (4)移動辦公 現(xiàn)代生活的許多工作和業(yè)務(wù)都需要在辦公室以外的地方進(jìn)行，如交警、工商稅務(wù)人員、新聞記者、律師、房地產(chǎn)代理、保險經(jīng)濟(jì)、銀行經(jīng)理、行政官員等，他們需要利用移動數(shù)據(jù)終端查詢主機(jī)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行實 時數(shù)據(jù)交換、訪問及控制，實現(xiàn)新聞采訪的文件傳遞、現(xiàn)場辦公服務(wù)等。 三、移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及其發(fā)展趨勢 1．消息系統(tǒng) 現(xiàn)在 GSM移動通信系統(tǒng)已經(jīng)能夠提供短消息服務(wù)功能，兩個 GSM手機(jī)之間可以發(fā) 送、接收中文短消息。移動通信網(wǎng)與 Inter連接后，手機(jī)用戶可以從 Inter上獲取信息。如若運(yùn)營商與信息內(nèi)容提供商合作，用戶可以得到豐富的信息服務(wù)，如股市行情、經(jīng)濟(jì)新聞、旅游信息、交通情況等。這樣，利用短消息系統(tǒng)也可以形成一個個人的移動信息 2．電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) GSM 移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是這樣劃分的。 GSM 第一階段提出的 9600bps 以下數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及phase2+階段提出的 HSCSD 都屬于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 Phase2+階段提出的 GPRS、 EDGE 以及 IMT2021，則屬于分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。后者相對于前者具有很顯著的優(yōu)越性， 兩者對比如表 1所示。 (1)HSCSD HSCSD即高速電路交換數(shù)據(jù)。它是一種新的信道編碼技術(shù)，把一個時隙 9 600bps的傳輸速率提高到 14． 4kbm。即只使用一個時隙用戶傳輸數(shù)率即可提高 50％。 HSCSD 還允許以“時隙捆綁”方 式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，最高的“四時隙捆綁”達(dá)到 57． 6kbm，相當(dāng)于一個 ISDNB信道的速率。在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，大部分?jǐn)?shù)據(jù)從基站流向移動電話。上下行數(shù)據(jù)傳輸可以采用不同的速率，上行時隙一般需求較少 (在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，大部分?jǐn)?shù)據(jù)從基站流向移動電話 )，可以為下行鏈路提供更多的空閑時隙。 HSCSD業(yè)務(wù)，屬電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，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 PSTNZISDN進(jìn)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 實際上是一種增強(qiáng)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。 HSCSD 硬件上也易于實施，無需改變目前 GSM網(wǎng)絡(luò)的硬件結(jié)構(gòu)。 (2)GPRS GPRS即通用分組無線業(yè)務(wù)，屬分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它與電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有本質(zhì)區(qū)別：電路型數(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)傳輸完立即釋放，并不長久地占用信道。顯然， GPRS確實是提供移動 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的上好選擇。主要原因有：①由于采用分組技術(shù)，可以有數(shù)據(jù)傳輸時才占用資源，從而使網(wǎng)絡(luò)資源利用率大大提高。而且由于采用分組技術(shù)，可以做到按實際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量進(jìn)行計費(fèi)，從而使計費(fèi)方式更科學(xué)合理。②由于采用多時隙聯(lián)合應(yīng)用和高速編碼方案，GPRS可提供 115． 2bps的數(shù)據(jù)速率；（ 3） GPRS支持 IP 協(xié)議和 X． 25協(xié)議。這就是說 GPRS不僅支持基于 IP的 Inter業(yè)務(wù)，也支持傳統(tǒng)的基于 X． 25協(xié)議的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 GPRS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1所示。 圖 1 中，現(xiàn)有 GSM 網(wǎng)絡(luò)增加 GPRS 功能，除新增 SGSN(服務(wù) GPRS 支撐點(diǎn) )和 GGSN(關(guān)口GPRS支撐點(diǎn) )等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)外，還必須對網(wǎng)上設(shè)備進(jìn)行升級 (a)BTS升級 一般不需要升級硬件，但必須進(jìn)行軟件升級，以支持 GPRS新增的邏輯信道和 4種新 的編碼方案 ( CSl， CS2， CS3， CS4，其中 CS3和 CS4在第一階段可不支持 )以及 Abis 接口規(guī)程。 (b)BSC升級 硬件須增加分組控制單元 PCU，以支持 GPRS 的 Gb 接口協(xié)議和其他 GPRS 通信協(xié)議 (BS~P,RLC／ MAC等 )，除此以外還要升級無線資源管理部分和操 作維護(hù)部分的軟件。 (c)MSC／ VLR 升級移動性管理軟件，以支持 GPRS 和 IMSI Attach ／ detach、組合的LA／ RA更新等功能；增加經(jīng)過 GPRS進(jìn)行 CS呼叫的 Paging；增加 Gs接口 (BSSAP+)。 可見 GPRS是在 GSM系統(tǒng)上通過 GPRS網(wǎng)絡(luò)來提供分組交換業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)速率達(dá) 115． 2bps(其理論最大值是 171． 2bps)，保證了更大數(shù)據(jù)的傳送，更快的因特網(wǎng)接人，可以使終端同時進(jìn)行話音通信業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，支持各類多媒體業(yè)務(wù)，如圖像，視頻等。 GPRS的應(yīng)用主 要分為面向個人用戶的橫向應(yīng)用和面向集團(tuán)用戶的縱向應(yīng)用兩種。對于橫向應(yīng)用， GPRS可提供網(wǎng)上沖浪， Email、文件傳輸、數(shù)據(jù)庫查詢、增強(qiáng)型短消息等業(yè)務(wù)。對于縱向應(yīng)用 GPRS可提供以下幾類應(yīng)用： 運(yùn)輸業(yè)：車輛及智能調(diào)度； 經(jīng)融、證券和商業(yè)：無線 POS、無線 ATM、流動銀行等； 公共安全業(yè)：隨時隨地接人遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫； 遙測、遙感、遙控：如氣象、水文系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，對災(zāi)害進(jìn)行遙測和告警，遠(yuǎn)程操作； 提供 VPN 業(yè)務(wù)，使企業(yè)員工能夠隨時隨地與總部保持聯(lián)系，降低公司建設(shè)自己 的廣域網(wǎng)的成本； 還能提供種類繁多、功能強(qiáng)大的以 GPRS承載業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)和基于 WAP的各種應(yīng)用。 (3)EDGE GPRS 的數(shù)據(jù)傳輸速率已經(jīng)達(dá)到了 115． 2bps，但對于一些如視頻信號的傳輸，這個速率還是太低。因此，在 GPRS的基礎(chǔ)上， EDGE將原來 GSM的四相調(diào)制改為八相調(diào)制，使每個信道的傳輸速率由 14． 4bps提高到 48bps。通過多時隙捆綁， EDGE的數(shù)據(jù)速率最高達(dá)到 384bps，已經(jīng)達(dá)到了 ITU規(guī)定的第三代移動通信系統(tǒng)無線傳輸能力的最低限度。 在 GPRS 網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上引入 EDGE，從經(jīng)濟(jì)上是十分合理的。因為增加 EDGE 功能只要升級 BSS即可，網(wǎng)絡(luò)部分仍使用