通用分组无线业务（GPRS）

本文描述有关移动通信网的发展过程和趋势，介绍我国第三代移动通信的最新发展情况。重点讨论了当前处于前沿的通用分组无线业务（GPRS）的发展和相关技术，以及现有GSM向第三代移动通信演进的策略。
关键词：GPRS数据传输IP技术个人多媒体业务第三代移动通信

一、前言

二十世纪90年代，第二代数字移动通信迅猛发展，人们对第三代移动通信提出了新的要求：它应该能实现全球漫游，同时应具备宽带的数据通信能力。我国的移动通信网络主要采用三种技术：模拟TACS系统、GSM900／1800双频系统和800MHz CDMA系统。

我国从1995年开始GSM的商用以来，发展速度非常迅猛。中国移动通信集团公司的GSM用户已超过2，400万，是世界上最大的GSM运营者。从今年开台，我国计划在全国范围内规模发展800MHz CDMA网络。预计到2003年CDMA网络容量将达到4，000万，用户将达2，800万。这样大的发展规模，单靠现有的技术和频段是很难满足需求的。巨大的移动通信市场和频谱资源的有限性促进了第三代移动通信的发展。

从业务角度看，移动通信和IP两个发展最快的领域的结合（移动多媒体通信），无疑是移动通信的发展方向。现有的第二代技术能力仅能满足话音和低、中速数据业务的需求；而以提供移动多媒体业务为特征的第三代移动通信，能提供高达2Mbit/s速率的业务，而且在频谱利用率和业务能力上都有明显提高，所以运营者会争取尽早提供第三代业务以取得竞争的优势。

数据网和通信网络融合的未来核心网络将采用IP结构。IP将是数据、话音、多媒体联网以及固定和移动应用的融汇层。核心IP技术的应用使得网络服务器可采用分布式，并允许第三方开发商扩展网络功能和提供增值应用。

大多数专家认为，未来的发展方向将是在GSM以话音为基础的运营模式上，以终端客户为核心，把具有增值意义的业务和应用加到GSM上来。在应用方面，将主要包括六种重要的应用：简单的信息、远程数据查询、信息接入、高质量的多媒体、广播业务及纵向的应用等。其中80％到90％都可以在现在的GSM网和GPRS（通用分组无线业务）上实现。GSM对话音业务提供了很好的支持，但不适合数据应用的开展。而把包交换引入GSM所形成的GPRS，则可以适应移动数据业务的发展，其突出的特点是多个用户可以共享一个信道，可以充分利用网络资源，另外，GPRS可以按照用户的需要来提供带宽，在无线接口上采用了宽带CDMA技术，以及大幅度提高数据传输速率。

如何才能更好地过渡到第三代移动通信呢？我国第二代的核心网络目前以GSM为主，所以我们希望第二代网络过渡到第三代的同时，还要实现他们之间的互联互通，以保证终端在不同网络之间的无缝漫游。

在当前GSM网络中引入移动数据业务，面临着如何在合理的投资成本下，实现业务市场快速启动和有效覆盖的问题。结合中国移动通信网络的实际情况，较为可行的方案是采取平滑演进策略，大体分三步走：即GSM-GPRS-3G。通过在移动关口局GMSC和MSC上集成IP网关，实现低速、中速移动因特网接入，并支持以智能网方式灵活、经济地提供各类IP业务。借助该方案，运营商能够根据用户需求，从关口局到端局，分阶段、分区域地扩大移动数据通信的业务覆盖范围，充分保护网络投资。

GPRS的引入策略为分阶段引入：先在发达城市、然后在各省级建骨干网（省间不互通）；之后建省内GPRS骨干网、省间部分互通漫游；接下来是全国GPRS互通漫游，最后发展国际GPRS漫游。GPRS的网络规划主要由网络的容量需求和GPRS业务支持节点SGSN、GPRS关口支持节点GGSN、分组控制单元PCU等的配置共同决定，GPRS骨干网络GSN可采用ATM或IP方式组网，基站可采用升级的GSM基站。SGSN与GPRS基站系统中的PCU可采用E1或帧中继方式连接，PCU可集成在BSC或GSN，PCU也可独立设置。GPRS基站系统采用A3、A5加密算法，在GTP接口采用IPSec加密，同时在与外网络互通处还设置防火墙。

二、通用分组无线业务技术

将在2000年初开启的通用分组无线业务（GPRS，General Packet Radio Service），作为迈向第三代个人移动通信系统的重要里程碑，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，GPRS是基本分组无线业务，采用分组交换的方式，数据速率最高可达164kbit/s，它可以给GSM用户提供移动环境下的高速数据业务，还可以提供收发Email、Internet创览等功能。

1． GPRS的功能和业务

GPRS是一种新的GSM数据业务，它可以给移动用户提供无线分组数据接入股务。GPRS主要是在移动用户和远端的数据网络（如支持TCP／IP、X.25等网络）之间提供一种连接，从而给移动用户提供高速无线IP和无线X.25业务。

GPRS采用分组交换技术，它可以让多个用户共享某些固定的信道资源。如果把空中接口上的TDMA帧中的8个时隙都用来传送数据，那么数据速率最高可达164 kbit/s。GSM空中接口的信道资源既可以被话音占用，也可以被GPRS数据业务占用。当然在信道充足的条件下，可以把一些信道定义为GPRS专用信道。

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。目前GPRS网络引入GSN（GPRS Surporting Node）节点。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GSM第2＋阶段的建议，GPRS分为两个发展阶段（即PhaSe1和PhaSe2）。GPRS的PhaSel阶段将能支持下列功能和业务：

.TCP／IP和X.25业务

.全新的GPRS空中接口加密技术

.GPRS附加业务

.增强型的短信业务（E-SMS）

.GPRS分组数据计费功能，即根据数据量计费。上述功能业务中最显著的是TCP／IP和X.25功能。GSM网络可以通过TCP／IP和X.25为用户提供电子邮件、www浏览、专用数据、LAN接入等业务。

GPRS Phase2阶段的范围尚在制订之中，它将能提供更多的新功能和新业务。

2． GPRS的网络结构

GPRS网络是基于现有的GSM网络来实现的。在现有的GSM网络中需要增加一些节点，如GGSN （Gateway GPRS Supporting Node，网关GPRS支持节点）和SGSN（Serving GSN，服务GPRS支持节点）。

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