【文章內(nèi)容簡介】 戶。第二代無線通信為分組數(shù)據(jù)技術提供了廣闊的發(fā)展空間，并且在 中也同樣如此。 也包括了 GPRS 和分組數(shù)據(jù)對碼分多址的支持。現(xiàn)在數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)換速率已經(jīng)從原來的 。在將來的 2G 時代，我們將期望分組轉(zhuǎn)換速率達到 115Kb/s。 如果 3G 業(yè)務服務成為現(xiàn)實，它將支持 384Kb/s~2Mb/s 范圍的數(shù)據(jù)速率。多媒體和高速度的因特網(wǎng)接入將我們期望的規(guī)范化數(shù)據(jù)應用。 GPRS 無線數(shù)據(jù)技術 今天， GSM 已經(jīng)能夠通過 SMS 業(yè)務和電路交換來處理信息，其中后者處理數(shù)據(jù)和傳真的速度已經(jīng)達到了 。為了提高現(xiàn)在的 GSM 的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅埽?jīng)營者和基礎設備提供者指定了向 GSMII 發(fā)展的新的擴展方向，它旨在： 基于 GPRS 在滑坡檢測中的應用研究 （ HSCSD）； GPRS 來提供能夠進入外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的無線分組（諸如 X..25 或因特網(wǎng)）； GSM 的發(fā)展提供增強的數(shù)據(jù)傳輸速度，通過運用新的調(diào)制解調(diào)方案為 HSCSD 和GPRS 提供 3 倍以上的數(shù)據(jù)吞吐量增強型數(shù)據(jù)業(yè)務（ EDGE）； （ UMTS），這是運用在新的基礎結構配置基礎上的一種新的無線技術。 這些擴充可獲得更高的數(shù)據(jù)吞吐量、更有效的頻譜利用率并可減少通話聯(lián)接時間。 我們實現(xiàn) GPRS 的方式就是在 GSM 或者 TDMA 網(wǎng)絡系統(tǒng)中加入一種分組數(shù)據(jù)節(jié)點，通過這種方式，我們?yōu)橐苿咏K端和網(wǎng) 關節(jié)點之間的分組數(shù)據(jù)提供路由。這種網(wǎng)關節(jié)點將提供一種能夠與外部分組網(wǎng)絡 —— 一種能夠接入因特網(wǎng)及企業(yè)網(wǎng)的互連網(wǎng)絡 —— 協(xié)同工作的功能。我們幾乎不用對現(xiàn)有的 GSM 和 TDMA 節(jié)點進行技術更新，并且，對于 GSM/TDMA 和 GPRS來說，在基站和控制站之間也可使用相同的傳輸連接 [1]。 前景看好的 GPRS 移動數(shù)據(jù)通信市場 世紀之交開啟的通用分組無線業(yè)務 GPRS，作為邁向第三代個人多媒體業(yè)務的重要里程碑將使移動通信與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡合二為一。它將使 IP 業(yè)務得以引入更為廣闊的移動市場，同時也將使移動網(wǎng)絡能夠提供更 多的增值業(yè)務。 GSM 是當前全球使用最為廣泛的移動電話系統(tǒng)。以目前 GSM 為基礎的 gprs 作為向第三代移動電話系統(tǒng)發(fā)展過程中的一個至關重要和必不可少的一步，已成為邁向第三代部署的基石，并已開啟了無線數(shù)據(jù)市場的大門。事實上，傳統(tǒng)的話音服務和其帶來的利潤增長現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了停滯不前。而以 GPRS 為基礎的通信增值業(yè)務，包括手機上網(wǎng)、 Email 等Inter 業(yè)務等正在急速上升。 GPRS 已為運營商提供了開辟全新市場的能力。通過部署 GPRS，運營商可以開辟新型市場和收入來源。分組交換使他們能夠有效地使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡容量 。 GPRS 將支持開展創(chuàng)新服務，以便吸引新的客戶，從而提高客戶的忠誠度并降低處理成本。由于 GPRS 使用的是現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)，所以其可以一舉在全國范圍內(nèi)推出。這樣，運營商將會擁有一個新的機會，使其在新型服務合作伙伴關系的基礎上與互聯(lián)網(wǎng)服務提供商或信息提供商合作。新的市場帶來的另一個新商機就是 GPRS 要有新終端，這無疑為終端設備制造商提供了一個新的市場增長點。 2G 網(wǎng)絡向 3G 網(wǎng)絡的演進途徑 從 GSM 網(wǎng)絡演進到 3G WCDMA 網(wǎng)絡 如何實現(xiàn)從現(xiàn)有第二代移動通信網(wǎng)絡順利演進到第三代移動通信系統(tǒng)，在保證現(xiàn)有投資的 基礎上采用最少成本進行過渡，是運營商和設備制造商面臨的共同問題。 GSM 系統(tǒng)目前在國內(nèi)市場范圍很大， GPRS 技術的引入更表明 GSM 網(wǎng)絡新的生命力。那么，對于即將到基于 GPRS 在滑坡檢測中的應用研究 來的第三移動通信系統(tǒng)， GSM 網(wǎng)絡又該如何發(fā)展？ GPRS 系統(tǒng)是 GSM 發(fā)展史上的里程碑，它引入了無線分組交換技術，提供了無線數(shù)據(jù)業(yè)務應用的新模式，同時在網(wǎng)絡建設、規(guī)劃、運營方面給運營商提供了寶貴的經(jīng)驗。第三代移動通信系統(tǒng)進一步發(fā)展了目前電路交換和分組交換的概念，進行了網(wǎng)絡功能的擴展和業(yè)務模式的更新，它是第三代網(wǎng)絡發(fā)展中不可缺少的一環(huán)。 從 GSM 網(wǎng)絡發(fā)展 到 3G 的 WCDMA 技術，其可能采取的路徑為 GSMGPRSEDGE3G WCDMA。其中， GPRS 到 EDGE 的演進并不是必需的。一般來講，對于能夠獲得 3G 牌照的無線系統(tǒng)運營商， EDGE 將是一個很好的選擇，它們可以采用 EDGE 技術進一步提升網(wǎng)絡性能，從而為客戶提供更好的服務。 GPRS 系統(tǒng)提供的業(yè)務 GPRS 能夠提供兩個 MS 之間或 MS 與 GPRS 終端或外部 PDN 終端之間的數(shù)據(jù)傳送能力。它能提供兩類業(yè)務： （ Point To Point） （ Point To Multipoint） 點到點業(yè)務包括三種：點到點無連接業(yè)務、點到點連接業(yè)務和點到點信息業(yè)務。第一種是數(shù)據(jù)類的業(yè)務，是為了支持非交互型的突發(fā)應用，它們建立在 ISO8473 制定的無連接網(wǎng)絡協(xié)議（ CLNP）或 RFC 791 規(guī)定的 IP 網(wǎng)絡協(xié)議基礎之上。這種業(yè)務提供單個用戶到單個目的用戶之間的獨立分組傳送。第二種提供用戶之間的邏輯聯(lián)系，支持基于 或ISO8348 制定的面向連接網(wǎng)絡協(xié)議（ CONP）的突發(fā)事務處理或交互型應用。 點至多點業(yè)務也包括三種：點到多點組播業(yè)務、點到多點群呼業(yè)務和 IP 組播業(yè)務。支持向多個用戶傳送一個 消息，到多個用戶的數(shù)據(jù)由一個業(yè)務請求發(fā)起。 GPRS 系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的需要，靈活地提供 ~，因此它具有較強的承載能力，可以承載所有點到點（ PTP）和點到多點（ PTM）業(yè)務： ?？筛采w目前 GSM 基于電路交換的短信息服務，并提供比它速度更快、內(nèi)容更多的短信息服務。 ，包括短信息點播以及股票、天氣信息 |交通信息查詢等。 MVPN。 Inter /Intra 接入（包括 Web 瀏覽、 Email、 FTP 等），實現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng) 和移動辦公室。 。 。 [2]。 基于 GPRS 在滑坡檢測中的應用研究 GPRS 的路由管理 GPRS 網(wǎng)絡的主要特點之一是移動用戶收發(fā)的數(shù)據(jù)分組路由。這一特點可以分為兩方面：數(shù)據(jù)分組路由和移動性管理。 GGSNR 主要功能是與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)進行交互。 GGSN 利用由 SGSN 記錄的有關移動臺（ MS）位置的路由信息適時更新位置目錄，并把 GPRS 骨干網(wǎng)上壓縮的外部數(shù)據(jù)網(wǎng)協(xié)議分組發(fā)送到當前正在為移動臺服務的 SGSN 上。它也把外部數(shù)據(jù)網(wǎng)分組解壓并傳輸?shù)胶线m的數(shù)據(jù)網(wǎng)中，并悼念發(fā)送到計費網(wǎng)關上的計費數(shù)據(jù)。 GPRS 網(wǎng)中各種 設備的用途如下圖所示。 圖 21 GPRS 的路由管理 有 3 種可能的路由方案：移動用戶產(chǎn)生的消息（可能性 1）、當移動臺外在歸屬網(wǎng)絡入網(wǎng)時的消息（可能性 2）、當移動臺漫游到另一個 GPRS 運營商的網(wǎng)絡入網(wǎng)時的消息（可能性 3）。在這些問題中，運營商的 GPRS 網(wǎng)絡由多個 GSN（具有網(wǎng)關和服務功能）和一個內(nèi)部運營商骨干組成的。 GPRS 運營商允許通過內(nèi)部運營商骨干網(wǎng)漫游。 GPRS 運營商通過邊界網(wǎng)關（ BG）與內(nèi)部運營商骨干網(wǎng)連接， BG 能提供必要的因特網(wǎng)協(xié)議和路由協(xié)議，例如，邊界網(wǎng)關協(xié) 議（ BGP）。可預見的是 GPRS 運營商將在內(nèi)部運營商網(wǎng)絡上實施服務質(zhì)量（ QoS）機理以保證服務水平的一致性（ SLA）。該結構的主要優(yōu)點是它的靈活性、可擴充性、協(xié)同性及可漫游。 GPRS 網(wǎng)把所有的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡協(xié)議封裝到自己的封裝協(xié)議中，稱之為 GPRS 隧道協(xié)議（ GTP）。這樣做的目的是為了確保骨干網(wǎng)的安全性，簡化路由機理及數(shù)據(jù)在 GPRS 網(wǎng)上的傳輸。 基于 GPRS 在滑坡檢測中的應用研究 GPRS 的協(xié)議結構 圖 22 GPRS 協(xié)議模型 GPRS 數(shù)據(jù)通信結構遵循協(xié)議分層和兩個協(xié)議平面區(qū) 分的著名原理。信令平面由控制和支持用戶信息傳輸?shù)膮f(xié)議組成，相關的 GPRS 功能包括：連接控制、路由和移動性管理。傳輸平面覆蓋用戶信息傳輸、流量控制和錯誤處理等相關控制過程的協(xié)議。 圖 26 是根據(jù) ISO/OSI 參考模型提出的直至網(wǎng)絡層的傳輸平面。在網(wǎng)絡層之上，則可以廣泛采用各種標準協(xié)議，這些協(xié)議的選擇不在 GPRS 規(guī)范范圍之內(nèi)。 GPRS 支持 MS 與 、IP、和基于 CLNP 的網(wǎng)絡互連。 在兩個 GSN 之間， GPRS 隧道協(xié)議（ GTP）把 PDU 以隧道進程通過 GPRS 骨干網(wǎng)。在 GTP下面，使用 TCP/UDP 和 IP 作為 GPRS 骨干網(wǎng)絡層的協(xié)議。 IP 以下，可根據(jù)運營商的網(wǎng)絡結構，分別采用基于以太網(wǎng)、 ISDN 或 ATM 的協(xié)議。 在 SGSN 與 MS 之間，子網(wǎng)會聚協(xié)議 SNDCP 把網(wǎng)絡層協(xié)議映射到下層邏輯鏈路控制協(xié)議中，并實現(xiàn)以下功能：將網(wǎng)絡層消息復用到一個邏輯虛連接上，對消息進行加密、分段、壓縮等。 BSSGP（ BSS GPRS Protocol） 協(xié)議是由 GSM 系統(tǒng)中使用的 BSSMAP 協(xié)議派生出來的，用于傳送 BSS 與 SGSN 之間的路由和 QoS 相關信息。 MS 與 GPRS 網(wǎng)絡之間的無線通信，覆蓋物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能。根據(jù)標準建議，物理層 分裂為一個物理鏈接子層（ PLL）和一個物理射頻子層（ RFL）， RFL 符合 GSM 05 系列建議，完成物理波形的調(diào)制和解調(diào)， PLL 為 MS 與網(wǎng)絡之間在物理信道上傳送信息提供服務，這些服務功能包括數(shù)據(jù)單元成幀、檢測和修正物理媒體傳輸錯誤等。 PLL 子層利用 RFL 子層提供的服務。 數(shù)據(jù)鏈路層分為兩個不同的子層：邏輯鏈路控制子層（ LLC）和無線鏈路控制 /媒體接入控制（ RLC/MAC）子層。 RLC/MAC 子層完成數(shù)據(jù)和信令信息的有效多路復用、 QoS 控制及錯誤處理。 RLC/MAC 子層提供了一種機制，允許多個 MS 共享一個傳輸媒 介，該媒介可以由幾個物理信道組成。相應地，允許一個 MS 使用多個 PDCH 信道貌岸然（每個 PDCH 信道對網(wǎng) 絡 協(xié) 議 SNDC LLC MAC 物 理 鏈 路 RF 接口 LLR MAC LAPD 物理鏈路 RF 接口 物理 鏈路 網(wǎng)絡協(xié)議 SNDC LLC LAPD 物理 鏈路 SGSN Gb RSS Um MS 基于 GPRS 在滑坡檢測中的應用研究 應一個 TDMA 幀中的一個時隙）來傳輸數(shù)據(jù)。 RLC 子層負責數(shù)據(jù)塊在空中接口的傳送，它采用自動請求重傳（ ARQ）的后向差錯校正機制。 MAC 子層本身由時隙 ALOHA 協(xié)議而來，它在MS 與 BTS 間起作用，負責管理 MS 嘗試接入無線信道的解決，對來自不同的 MS 的多個業(yè)務請求進行仲裁，以及響應各用戶的業(yè)務請求。 邏輯鏈接控制（ LLC）子層在 RLC/MAC 子層之上起作用，為 MS 和 SGSN 之間提供邏輯鏈路。它允許引入可供選擇的無 線解決方案而無需對 NSS 有主要的改動，它與 RLC/MAC 相互獨立，協(xié)議功能是基于 GSM 信令平面中應用的 LAPD，但支持點到多點傳輸。這一協(xié)議稱為 LAPG（ Link Access Procedure on the Gchanncl）。 GPRS 的網(wǎng)絡結構 由于 GPRS 是 GSM 系統(tǒng)中提供分組業(yè)務的一種方式，所以它能廣泛應用于 IP 域。其 移動終端通過 GSM 網(wǎng)絡提供的尋址方案和運營商具體網(wǎng)關互通協(xié)議實現(xiàn)全球網(wǎng)關通信。 GPRS 網(wǎng)絡是在現(xiàn)有 GSM 網(wǎng)絡中增加 GGSN 和 SGSN 來實現(xiàn)的，使得用戶能夠在端到端分 組方式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。其系統(tǒng)結構如圖 1 所 圖 23 GPRS 總體結構及接入接口和參考點 圖中，筆記本電腦通過串行或無線方式連接到 GPRS 蜂窩電話上； GPRS 蜂窩電話與 GSM基站通信，但與電路交換式數(shù)據(jù)呼叫不同， GPRS 分組是從基站發(fā)送到 GPRS 服務支持節(jié)點(SGSN)，而不是通過移動交換中心 (MSC)連接到語音網(wǎng)絡上。 SGSN 與 GPRS 網(wǎng)關支持節(jié)點(GGSN)進行通信； GGSN 對分組數(shù)據(jù)進行相應的處理，再發(fā)送到目的網(wǎng)絡，如因特網(wǎng)或 網(wǎng)絡。 來自因特網(wǎng)標識有移動臺地址的 IP 包，由 GGSN 接收，再轉(zhuǎn)發(fā)到 SGSN，繼而傳送到移動臺上。 SGSN 是 GSM 網(wǎng)絡結構中的一個節(jié)點，它與 MSC 處于網(wǎng)絡體系的同一層。 SGSN通過幀中繼與 BTS 相連，是 GSM 網(wǎng)絡結構與移動臺之間的接口。 SGSN 的主要作用是記錄移動臺的當前位置信息，并且在移動臺和 GGSN 之間完成移動分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。 GGSN通過基于 IP 協(xié)議的 GPRS 骨干網(wǎng)連接到 SGSN， 是連接 GSM 網(wǎng)絡和外部分組交換網(wǎng) (如因特網(wǎng)和局域網(wǎng) )的網(wǎng)關。 GGSN 主要是起網(wǎng)關作用，也有將 GGSN 稱為 GPRS 路由器。 GGSN 可以把 GSM 網(wǎng)中的 GPRS 分組數(shù)據(jù)包進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠端的基于 GPRS 在滑坡檢測中的應用研究 TCP/IP 或 網(wǎng)絡。 SGSN 和 GGSN 利用 GPRS 隧道協(xié)議 (GTP)對 IP 或 分組進行封裝，實現(xiàn)二者之間的數(shù)據(jù)傳輸。 圖 2 給出了 GPRS 網(wǎng)絡結構的接入與參考點的