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浅谈GPRS的发展

浅谈GPRS的发展

2005/6/3 10:19:00
摘 要:本文从影响GPRS发展的因素、进程预测、未来预测、我国GPRS市场发展前景分析等四个方面简要介绍了GPRS的发展。 关键词:GPRS 进程预测 未来预测 发展前景 1.影响GPRS发展的因素 GPRS是一种重要的移动数据业务,与目前的非话音移动业务相比能够有效地提高频谱利用率、容量。但现在仍然存在一些因素限制着GPRS的应用。    ——对所有用户来说有限的小区容量。GPRS确实能够影响一个网络现有的小区容量,对于不同的用途而言只有有限的无线资源可供使用。例如,话音和GPRS呼叫都使用相同的网络资源,这势必会相互产生一些干扰。其对业务影响的程度主要取决于时隙的数量。当然,GPRS可以对信道采取动态管理,并且能够通过在GPRS信道上发送短信息来减少高峰时的信令信道数。       ——在实际应用中速率比理论值要低得多。要达到GPRS数据传输速率理论上的最大值172.2kbps,就要求只有一个用户占用所有8个时隙并且没有任何防错保护。一个网络运营者将所有8个时隙都给一个用户使用显然是不太可能的。另外,最初的GPRS终端预计可能会受到严重的限制 ——仅支持1个、2个或3个时隙。一个GPRS用户的有限带宽因此也会受到严重的限制。所以,理论上GPRS的最大速率将会受到网络和终端现实条件的制约。事实上,移动网络的数据传输速率似乎总是比固定网络要低。除非引入GSM演进的增强性数据速率(EDGE)和UMTS技术,否则对于单个移动用户来说,较高速的数据速率是不可能实现的。   ——次最佳(次优化)调制。GPRS基于一种GMSK(高斯滤波最小频移键控)调制技术,相比之下,EDGE基于一种新的调制机制,该机制允许更高的比特率通过空中接口调制。   ——转接时延。GPRS分组通过不同的方向发送数据,最终达到相同的目的地。那么数据在通过无线链路传输的过程中就可能发生一个或几个分组丢失或出错的情况。有关标准组织认识到了无线分组技术的固有特性,并且引入了数据完整性和重发策略,不过也由此产生了潜在的转接时延。因此,高质量的应用最好还是采用HSCSD(高速电路交换数据)来实现。HSCSD是一种简单的电路交换数据呼叫,传输时延发生的可能性要小得多。 2.进程预测 引进一种新的业务,要经过许多步骤。GPRS业务的发展将包括标准化、基础设施的发展、网络试验、签订合约、网络的转出、终端的有效性、应用的开展等。GPRS的发展计划时间表大致如下:1999年,网络运营者进行网络试验并且签署有关GPRS基础设施的商业合同;2000年,GPRS基础设施并入到GSM网络中;2001年,网络运营者开展GPRS商用业务,并且推广GPRS,此后,新的GPRS特定的应用、更高的比特率、更大的网络容量解决方案、更好的终端性能成为可能,GPRS的应用范围不断扩大;2002年,GPRS/EDGE开始在实际应用中出现,GPRS常规地加入到GSM移动电话系统中,并且应用率达到相当的程度;2002年到2003年,新一代的移动通信系统UMTS实现商用。   欧洲在GPRS应用方面最积极,这一地区的电信公司设想的业务也涵盖了诸多领域。主要有网页浏览、商务信息传送、文件共享/协同性工作、分派工作、企业电子邮件、因特网邮件、文件传送、静止图片传输、在线交谈等。   GPRS可以传送给移动电话用户的信息内容广泛,包括股票价格、体育新闻、天气预报、飞机航班信息、新闻标题、彩票中奖号码、交通信息等。GPRS非常适合于Internet浏览。移动用户使用电路交换数据进行网页浏览无法获得持久的应用。由于电路交换传输速率比较低,因此数据从Internet服务器到浏览器需要很长的一段时间。不过,用户可以滤掉图像,只接入网页文本的内容。   有不少人认为GPRS商业将分为两个部分:移动Internet/Intranet,主要定位于那些能够看到“始终在线、完全浏览、E-mail和接入企业Intranet"的价值的用户;另外就是作为WAP电话的载体。   对于GPRS升级的费用有很多猜测。目前的高速电路交换数据业务要比GPRS费用低得多,它只需要软件的升级而不需要一个完整的网络叠加层。但是目前好像只有数据量非常大的一些电信公司在开展HSCSD业务。似乎没有人抱怨GPRS的成本过高。预计整个GPRS的升级大约需要花费GSM运营者2亿美元的资金。   英国One2One认为,该公司建立GPRS的费用还是比较低的,大约需要1600万美元。其余的资金可以从用户的业务收入中产生。One2One的网络覆盖了英国97%的人口,现在正对GPRS投资,整个网络将具备发送GPRS业务的能力,而且不需要额外建立地域性的覆盖区,也不需要另外投资减少基站和收发信机。   此外,GPRS的成本有可能随着市场的扩大而迅速下降,无线数据从而有能力与固定网络在成本和传输速率方面展开竞争,因为,GPRS可以以高于目前音频调制解调器的速率为用户提供数据传输服务。   在国内,中国移动通信集团和中国联通等相继开展了移动数据业务的实验工作,使中国的GPRS设备市场也逐步升温,虽然中国移动市场和数据通信市场很不平衡,造成中国移动数据业务的近期市场尚不很明朗,但是,各移动通信运营商出于对现实市场和未来市场竞争的需要,迅速提高移动数据通信业务能力的要求十分迫切,自然对GPRS技术非常重视。不少专家认为,GPRS在中国市场能否成功,除技术因素外,很大程度上还取决于能否开发出适合中国市场的应用业务。 3.未来预测 预计到2010年底中国移动用户将达到5500万。同时,移动通信与数据业务、多媒体业务相结合的第三代移动通信成为近年来人们研究的热点。其中数据信息的传递将从简单的寻呼进入到多媒体业务。基于Internet的应用、Email和Web浏览等将是未来移动通信发展的主要动力,从下图中可以看出多媒体业务占有重要的位置,数据信息的传输主要集中在多媒体业务中。   尽管现在移动通信虽然很少用于数据,但是预计未来将有很大的发展,到2001年,国内移动数据用户达到1000万户,收入达17亿美元,在商业、个人和公众等领域中移动数据业务将有巨大的发展空间。移动电话市场正逐步转向移动数据市场,各种移动数据业务正悄然兴起,它将成为移动通信下一个发展重点。而作为第二代的GSM系统就要求朝着高速、支持多增值业务的方向发展,以创造更高的经济效益和满足人们对多业务的渴求。
目前移动网所能提供的数据业务基本上都属于GSM承载数据业务,只能收发文本E-mail(不含图片)和传真,一般传输速率为9.6Kbps(可支持V4.2协议),互通网络一般为PSTN和ISDN。这远远不能满足人们的需求。GSM PHASE 2+规范中增加了HSCSD和GPRS的新型数据业务,用户分配到的时隙不是一个,而是最多可到8个时隙。EDGE作为GSM另一种高速数据业务,成为了第二代到第三代移动通信的过渡,实现对诸如高速Internet接入、会议电视和CD质量级声音之类的新服务。   HSCSD(High Speed Circuit Switched Data)   HSCSD是一种高速电路交换数据业务,采用新的信道编码技术,可以把一个时隙9.6Kbps的传输速率提高到14.4Kbps,如果进行“时隙捆绑”可以达57.6Kbps,经过压缩后速率可达200Kbps。它的业务类型与原有的承载业务相同,实际上是一种增强型承载数据业务,本质上两者没有太大的区别。对于运营商来说,无须改变目前的GSM硬件设施,只需在软件方面加以升级即可实现高速的传输速率。   GPRS(General Packet Radio Service)   GPRS是GSM数据业务的关键技术,是向第三代移动通信发展的重要一环。GPRS以高达170Kbps的传输速率实现端对端的分组交换数据业务,将要传输的数据按一定的长度分组,然后把来自不同数据源的数据分组在一条信道上交织地进行传输。它可以实现通信资源的共享,大大地提高信道的利用率,降低通信成本。 GPRS可以通过一个用户分配多个时隙或多个用户共用一个时隙来有效的利用无线资源。    图3表示三个用户共用一个时隙,其中一个用户占用三个时隙。
GPRS包括三个主要功能实体: 关口GPRS支持节点(GGSN) 服务GPRS支持节点(SGSN) 分组控制单元(PCU) SGSN 基本功能:移动性管理 、寻呼、加密、数据压缩、通话量测试。 GGSN 提供SGSN和PDN(Packet Data Network)之间的接口,通过SGSN有关MS路径的路由信息进行位置更新。   PCU 基本功能:数据分组、无线信道管理、错误发送检测和自动重发。
SGSN:服务GPRS支持节点; GGSN:关口GPRS支持节点; BG:边缘网关(路由器); PTM SC:点对点服务中心 GPRS:通用分组无线业务; PCU:分组控制单元; HLR:归属位置寄存器; AUC:鉴权中心; EIR:设备识别寄存器; SMC:短消息中心; MSC:移动交换中心; BSC:基站控制器; BTS:基站收发信机。   EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution) EDGE是GPRS向前演变的一个过程,两者没有本质上变化,只是在信号调制方面有所不同,GPRS是高斯滤波最小移频键控调制方式(GMSK),EDGE为四象限幅度调制方式,属于增强型PRS数据业务。它能够保证GPRS与第三代移动通信的并存和两者之间的漫游切换。使运营者能够在现有的GSM网络基础上提供多种高速增值业务,其速率可达384Kbps。因为它是基于原有的GSM网络基础上的,所以只需要在硬件和软件方面进行相应的改动,运营者也不必要在网络结构方面做更大的投资。    随着Internet的爆炸性的发展,第二代蜂窝网必须适应新的形势,具备提供高速率业务的能力,所以GSM正朝着新的数据业务方<
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