【正文】 中文 4500字 無(wú)線(xiàn)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及其發(fā)展趨勢(shì) 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(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并對(duì)幾種主流業(yè)務(wù)進(jìn)行了比較和分析，最后得出 GSM移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)。 一、前言 無(wú)線(xiàn)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)中心與主機(jī)或其他無(wú)線(xiàn)終端之間采用無(wú)線(xiàn)連接，通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波傳遞數(shù)據(jù)的一種通信方式。它是移動(dòng)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(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的成熟，以及便攜式計(jì)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(wú)線(xiàn)移動(dòng)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(wú)線(xiàn)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)得到了迅速發(fā)展。移動(dòng)通信和數(shù)據(jù)通信的融合將促進(jìn)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)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(dòng)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(gè)民間組織，它由多家運(yùn)營(yíng)商、系統(tǒng)集成商、設(shè)備制造商、軟件及應(yīng)用開(kāi)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(dòng)了 CDPD 技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展。 1995年以后，我國(guó)移動(dòng)通信在數(shù)字化和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的推動(dòng)下，進(jìn)入了以 GSM 為主的快速發(fā)展軌道。而 GSM無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信使得人們不受空間、地域的限制，隨時(shí)隨地獲取所需的信息，可以在移動(dòng)中收發(fā)電子郵件、收到傳真、訪(fǎng)問(wèn) Inter等業(yè)務(wù)，這是數(shù)據(jù)通信技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)的結(jié)合。對(duì) 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(dòng)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(wú)線(xiàn)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(duì)不同類(lèi)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(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用分組數(shù)據(jù)交換方式，將開(kāi)放式接口。高傳輸速度、用戶(hù)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(cuò)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(wú)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(zhǎng)度分組，然后，把來(lái)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(dòng)電話(huà)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(huà)音信道的間隙傳送數(shù)據(jù)。 2． CDPD系統(tǒng)簡(jiǎn)單組成 從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看，一個(gè) 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(hù)賬戶(hù)管理以及記費(fèi)信息管理。 (2)基站 每個(gè)基站上的信道板為移動(dòng)終端提供一個(gè) 19． 2kbps的空中接人，使移動(dòng)終端進(jìn)行全雙工分組數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)它也負(fù)責(zé)頻譜檢測(cè)、頻率管理。它通過(guò)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(duì)整個(gè) 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(lái)的，因而它可以通過(guò) Inter、 X． 2 DDN、電話(huà)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(dòng)通信系統(tǒng)。特別適用于用戶(hù)點(diǎn)多、分布面廣，移動(dòng)中短信息使用頻次密的場(chǎng)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(gòu)物、證券交易、電子銀行、金融保險(xiǎn)、 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(chē)調(diào)度、路由導(dǎo)引、車(chē)流量測(cè)控、車(chē)輛 GPS 自動(dòng)定位跟 蹤、汽車(chē)防盜、出租車(chē)移動(dòng)刷卡消費(fèi)等場(chǎng)合，可 CDPD系統(tǒng)。 (3)遙測(cè)與遠(yuǎn)程監(jiān)控 在城市供水、供電、煤氣、環(huán)保、銀行無(wú)線(xiàn) ATM、各類(lèi)工業(yè)控制、醫(yī)療保健等場(chǎng)合也可以用 CDPD 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遙測(cè)和過(guò)程監(jiān)控，以提高工作效率。 CDPD 還可以滿(mǎn)足對(duì)各類(lèi)營(yíng)業(yè)場(chǎng)合的財(cái)務(wù)、采購(gòu)以及住宅區(qū)的安全防范需求。 (4)移動(dòng)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?dòng)浾?、律師、房地產(chǎn)代理、保險(xiǎn)經(jīng)濟(jì)、銀行經(jīng)理、行政官員等，他們需要利用移動(dòng)數(shù)據(jù)終端查詢(xún)主機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)交換、訪(fǎng)問(wèn)及控制，實(shí)現(xiàn)新聞采訪(fǎng)的文件傳遞、現(xiàn)場(chǎng)辦公服務(wù)等。 三、移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及其發(fā)展趨勢(shì) 1．消息系統(tǒng) 現(xiàn)在 GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)能夠提供短消息服務(wù)功能，兩個(gè) GSM手機(jī)之間可以發(fā) 送、接收中文短消息。移動(dòng)通信網(wǎng)與 Inter連接后，手機(jī)用戶(hù)可以從 Inter上獲取信息。如若運(yùn)營(yíng)商與信息內(nèi)容提供商合作，用戶(hù)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(gè)個(gè)人的移動(dòng)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(dòng)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(duì)于前者具有很顯著的優(yōu)越性， 兩者對(duì)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(gè)時(shí)隙 9 600bps的傳輸速率提高到 14． 4kbm。即只使用一個(gè)時(shí)隙用戶(hù)傳輸數(shù)率即可提高 50％。 HSCSD 還允許以“時(shí)隙捆綁”方 式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，最高的“四時(shí)隙捆綁”達(dá)到 57． 6kbm，相當(dāng)于一個(gè) 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(dòng)電話(huà)。上下行數(shù)據(jù)傳輸可以采用不同的速率，上行時(shí)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(dòng)電話(huà) )，可以為下行鏈路提供更多的空閑時(shí)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(guò) PSTNZISDN進(jìn)行的。不同的承載業(yè)務(wù)類(lèi)型所對(duì)應(yīng)的傳輸路徑是不同的，相應(yīng)地所對(duì)應(yīng)的組 網(wǎng)形式也不同。 HSCSD 實(shí)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(wú)多大區(qū)別。 HSCSD 硬件上也易于實(shí)施，無(wú)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(wú)線(xiàn)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(gè)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(wú)須先建立呼叫，只是在需要傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候利用空閑信道，數(shù)據(jù)傳輸完立即釋放，并不長(zhǎng)久地占用信道。顯然， GPRS確實(shí)是提供移動(dòng) 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(shí)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(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量進(jìn)行計(jì)費(fèi)，從而使計(jì)費(fèi)方式更科學(xué)合理。②由于采用多時(shí)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(shuō) 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(duì)網(wǎng)上設(shè)備進(jìn)行升級(jí) (a)BTS升級(jí) 一般不需要升級(jí)硬件，但必須進(jìn)行軟件升級(jí)，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(jí) 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(jí)無(wú)線(xiàn)資源管理部分和操 作維護(hù)部分的軟件。 (c)MSC／ VLR 升級(jí)移動(dòng)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(guò) GPRS進(jìn)行 CS呼叫的 Paging；增加 Gs接口 (BSSAP+)。 可見(jiàn) GPRS是在 GSM系統(tǒng)上通過(guò) GPRS網(wǎng)絡(luò)來(lái)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(shí)進(jìn)行話(huà)音通信業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，支持各類(lèi)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(gè)人用戶(hù)的橫向應(yīng)用和面向集團(tuán)用戶(hù)的縱向應(yīng)用兩種。對(duì)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(kù)查詢(xún)、增強(qiáng)型短消息等業(yè)務(wù)。對(duì)于縱向應(yīng)用 GPRS可提供以下幾類(lèi)應(yīng)用： 運(yùn)輸業(yè)：車(chē)輛及智能調(diào)度； 經(jīng)融、證券和商業(yè)：無(wú)線(xiàn) POS、無(wú)線(xiàn) ATM、流動(dòng)銀行等； 公共安全業(yè)：隨時(shí)隨地接人遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)； 遙測(cè)、遙感、遙控：如氣象、水文系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，對(duì)災(zāi)害進(jìn)行遙測(cè)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(shí)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(lèi)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(duì)于一些如視頻信號(hào)的傳輸，這個(gè)速率還是太低。因此，在 GPRS的基礎(chǔ)上， EDGE將原來(lái) GSM的四相調(diào)制改為八相調(diào)制，使每個(gè)信道的傳輸速率由 14． 4bps提高到 48bps。通過(guò)多時(shí)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(dòng)通信系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)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?yàn)樵黾?EDGE 功能只要升級(jí) BSS即可，網(wǎng)絡(luò)部分仍使用