GPRS移动通信技术毕业设计论文

信息工程大学 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 1 - 目录 引言 . - 2 - 1 GPRS 的需求动机 . - 2 - 2 目前 GSM 系統存取 网际网路资源 的方式 . - 3 - 3 GSM 与 GPRS 优缺点比较 . - 3 - 3.1 GSM 的三个缺点 . - 3 - 3.2 General Packet Radio Service(GPRS)的优点 . - 4 - 3.2.1 高 bit rate . - 4 - 3.2.2 使用 packet switching，适合于 bursty traffic . - 4 - 3.2.3 快速的 call setup time . - 4 - 3.2.4 可以与固有的 GSM 系统共存 . - 4 - 3.2.5 有弹性地使用 radio resource 与网路 . - 5 - 3.2.6 以传送 /接受的资料量来计费 . - 5 - 3.2.7 为目前 GSM 迈向第三代网路的重要步骤 . - 5 - 4 GPRS 与 GSM 上数据资料之 比较 . - 5 - 4.1 高速电路交换数据业务（ HSCSD） . - 5 - 4.2 改进数据率 GSM 服务 (EDGE) . - 6 - Bit rate . - 6 - 5 GPRS 的网路架构 . - 7 - 6 Serving GPRS Support Node(SGSN)的功能 . - 9 - 7 Gateway GPRS Support Node(GGSN)的功能 . - 9 - 8 GPRS 协议模型 . - 9 - 9 分组路由 . - 10 - 10 Capacity on demand . - 12 - 11 GPRS 移动通信系统的安全策略 . - 13 - 11.1 GPRS 网络安全研究 . - 13 - 11.1.1 GTP 节点 . - 13 - 11.1.2 IP 节点 . - 13 - 11.2 GPRS 安全性分析 . - 13 - 11.2.1 GPRS 安全策略 . - 13 - 12 GPRS 的局限性 . - 15 - 12.1 有 限 的 蜂 窝 容 量 . - 15 - 12.2 实 际 传 输 速 度 比 理 论 值 低 得 多 . - 15 - 12.3 不 能 保 证 无 线 终 止 的 终 端 应 用 . - 15 - 12.4 不 太 理 想 的 调 制 方 式 . - 15 - 12.5 传 输 延 迟 . - 15 - 12.6 没 有 储 存 和 发 送 功 能 . - 16 - 13 GPRS 的应用 及发展趋势 . - 16 - 14 结语 . - 17 - 参考文献 . - 18 - 致谢 . - 18 - 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 2 - GPRS 移动通信技术 摘要 ： 本文主要分成五个部分来讨论此主 題 ， 首先介绍 General Packet Radio Service(GPRS)的需求动机 ， 目前 GSM 市场中存取 Internet 资源的方式与缺点及 GPRS 优点 ； 接着比较 GPRS 与 GSM 上数据资料技术的差异与讨论 GPRS 的架构与技术 ，包括如何正确传送封包与其使用 radio 资源的方式 ；之后阐述了 GPRS 的路由协议模型以及三种不同的分组路由方式；然后通过分析 GPRS 网络基于 GSM 叠加 IP 数据网络的体系结构特点 ， 研究 GPRS 安全管理方面的需求 ， 提出一种综合可靠性与信息安全技术的 GPRS 移动通信网络安全控制策略；最后分析了 GPRS 的局限性以及它的应用、发展趋势。 关键词 ： GPRS； GSM； Packet Switching； GGSN； SGSN 引言 随着数字蜂窝网络 GSM在全球的广泛应用和人们对无线数据应用的迫切需求， 发 展 移 动 数 据 业 务 ， 已 成 为 中 国 移 动 等 GSM运 营 商 今 后 业 务 发 展 的 中 心 ， 但 当 今 GSM网 络 传 输 的 低 速 率 和 移 动 终 端 的 局 限 性 大 大 影 响 了 移 动 数 据 业 务 的 发 展 。 而 GPRS 正 是 应 付 这 一 挑 战 的 新 技 术 ， GPRS 在 GSM 网 络 中 实 现 传 输 速 率 的 性 能 是 目 前 昂 贵 而 又 缓 慢 的 电 路 交 换 方 式 的 三 倍 ， 其 速 度 甚 至 超 过 了 有 线 网 络 上 的 传 输 速 率 。 GSM 系统的分组交换无线数据业务 GPRS（ General Packet Radio Server）也逐渐推广普及 ，GPRS（ General Packet Radio Service）也叫通用无线业务，是 GSM Phse2+阶段引入的内容之一，是 GSM网络向第三代移动通信演进的第一步。在这一步中，有两点重要的意义：一是在 GSM 网络中引入分组交换能力，二是将速率提高到 100kbps以上。 GPRS作为第二代移动通信向第三代过渡的技术是由英国 BT Cellnet公司早在 1993 年就已经提出，由 GSM Phse2+（ 1997 年）规范定义实现的内容之一，是一种基于 GSM 的移动分组数据业务，面向用户提供分组的 IP 或者 X.25。 随着标准化进程 的结束，全球性的 GPRS 市场启动商业服务，也使全球 GPRS 设备市场日益升温， GPRS 的推出标志着人们在 GSM 的发展史上迈出了意义最重大的一步，是迈向第三代个人多媒体业务的重要里程碑 。 1 1 GPRS 的需求动机 业界通常将移动通信分为三代。第一代是模拟的无线网络，第二代是数字通信包括 GSM、 CDMA 等，第三代是分组型的移动业务，称为 3G。 GPRS 是通用无线分组业务的缩写（ General Packet Radio Service） ,是介于第二代和第三代之间的一种技术 ， 通常称为 2.5G，目前通过升级 GSM 网 络实现 ， 称之为 2. 5G 是比较恰当的，因为它是一个混合体，采用 TDMA 方式传输语音 ， 采用分组的方式传输数据。 GPRS 是在目前 GSM 移动通信网络中增加 SGSN、 GGSN 两个节点，在基站子系统中增加用于无线分组接入的分组控制单元来实现，从而发展起来的一种新型承载业务，它可以向移动用户以分组交换的形式提供数据业务。 GPRS 采用与 GSM 同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的 TDMA 帧结构，这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。因此，现有的基站子系统 (BSS)从一开始就可提供全面的 GPRS 覆盖。 GPRS 是在 GSM Phase2+阶段引入的通用分组数据业信息工程大学 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 3 - 务。 GPRS 核心网采用基于分组交换模式的 IP 技术来传送不同速率的数据及信令。 GPRS 网络有四种编码方案分别为 CS 1（ 9.05kb/s） 、 CS 2（ 13.4kb/s） 、 CS 3（ 15.6kb/s） 、 CS 4（ 21.4kb/s） ；同时支持多时隙合并传输（最多 8 个时隙），且每个时隙都可以为活动用户所共享，因此，GPRS 可提供 9.05kb/s（ CS 1 1 时隙）至 171.2kb/s（ CS 4 8 时隙）的数据传输速 率。在理想环境下理论传输最大速率为 171.2kb/s，而目前 实际应用带宽大约在 40 100Kbps，在此信道上提供 TCP/IP 连接，可以用于 INTERNET 连接、数据传输等应用。 行动电话与网际网路（ Internet）这两项科技深深地影响了人类的生活。行动电话使得人与人之间的沟通再也不受某些特定沟通器材其地理位置的影响，让每个人在任何地方都可以使用行动电话来跟其他人沟通，而网际网路（ Internet）提供了一个方便、有效率且便宜的方式去存取与分享在网际网路上有价值的资料、 信息，只要能连上网际网路（ Internet）就可以取得丰富的网路资源。所以要是能够将这两种科技整合在一起，不论所需的资讯是在世界上的何处，你将可以不受地理位置的限制区 取得。 2 2 目前 GSM 系統存取 网际网路资源 的方式 图 1 GSM 连接 Internet 的方式 目前 Global System for Mobile Communication(GSM)网路连接到 LAN 的方式，在硬体方面如图 1 所示。 GSM 系统中的 MSC(Mobile Switching Center)藉由数据机或 ISDN 连接到 Internet。 在 传输资料 的 技术 上，基本上是使用 Short Message Service(SMS)， 这是一种能够传送简短讯息 到 手机 的 资料服务 ， SMS 所能 传送 的最大 讯息长 度 为 160 个 字元，使用者能 够 利用 手机传送 或接收一些 简讯 。但是 GSM 厂商纷纷将其功能加以增强与改进，使得 SMS 有网际网路 (Internet)资讯存取的功能，如收发电子邮件 (e-mail)或浏览 WWW（纯文字），这是目前在全世界 GSM 系统中最普遍被使用于存取网际网路资讯的方法。 5 3 GSM 与 GPRS 优缺 点比较 3.1 GSM 的三个缺点： 3.1.1、传送速度太慢：一般 GSM 系统中资料传送的速度为 9.6Kbps 或 14.4Kbps，这样的传输速度对于一些多媒体应用（如浏览图文并茂的 WWW 网站）而言可能不敷使用。 3.1.2、效率不高： SMS 用 signaling channels 来传送信息，所以在 SMS 使用非常频繁的情形下，可能会使得整个网路的服务品质大打折扣。 3.1.3、使用费用太昂贵：综合以上两个缺点，必定使得 operator 提供此服务时的成本就很昂贵，理所当然使用者也必须负担较高的使用费。 5 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 4 - GSM 的系统厂商发现目前的技术对于处理 data traffic 有其先天不足的地方，需要开发新的技术以满足对于 data traffic 的需求， GPRS 也就应运而生。 GPRS 使用 packet-switching 的方式，是一种能在原有的 GSM 的 radio channel 上以非常经济且有效率传送资料与控制信号的技术。 分组交换方式采用长度一定、结构统一的数据分组作为数据传输的基本单位。每个分组头（ header）都带有地址、序号交检码等消息，用于检错、排队、选路等处理。此外，分组交换采用存储转发机制，每个节点 接受到来自其他节点的分组后，先将其存在缓冲区内，然后根据分组头中的地址信息选择下一步应将该分组转发到哪个节点。同一物理链路在不同时刻可以传送不同的通信会话的数据，也就是队伍里链路可以进行统计复用（而不是电路交换方式中的链路独占）。 分组交换方式在通信之前不需要为通信双方分配一条独占的链路，可根据用户需要以及网络能够提供的带宽，为用户动态分配网络资源，从而极大地提高了网络带宽的利用率；由于存储转发机制可以根据网络的实际状态动态选择路由，这样即使某些节点或节点间的链路发生故障，数据仍能绕道达到目的地，从而提高了 通信的可靠性，因此，分组交换是数据通信的理想选择。 3.2 General Packet Radio Service(GPRS)的优点： 3.2.1、高 bit rate GPRS 中提供四种不同的 coding schemes，所以单一 channel(time slot)所能提供的 bit rate 从9.05Kbps到 21.4Kbps， GPRS可以使用 1至 8个 channel，故理论上 GPRS所能提供的最高速度为 171.2Kbps，以此速度以目前而言应可符合大部分的应用所需要了，如浏览 WWW、 e-mail 等等。 3.2.2、使用 packet switching，适合于 bursty traffic GPRS 采用与目前 GSM 系统中 circuit switching 不同的 packet switching，使用此种交换技术，可以使得多个使用者同时共享同一资源，因为使用者只有在真正传送资料的时候才会占用资源，其他时候此资源可以由有需要的使用者来使用，因此大幅提高了网路与 radio resource 的使用效率，故可使使用者与 network operator 得以更经济的使用 GPRS。也因为 GPRS 采用 packet switching，并且支援一些目前最常用的协定，如 IP， X.25，因此可以非常容易去连接这些 packet data network 如 Internet 与 X.25 网路，透过 GPRS 来使用这些网路中的一些服务 (telnet ,chat, e-mail, ftp 等 ) ，因此一个 GPRS 网路也可以被视为是一个连接在网路上的子网域 (sub-network)。此外， packet switching 十分适用于 bursty data 的传送，而目前网际网路 (Internet)上应用程式传送的资料多属于这种形态，因此 GPRS 非常适合作为存取 网际网路上资讯的技术。 3.2.3、快速的 call setup time 在开始传送或接收资料之前， GPRS 将提供快速的 resource reservation 动作，通常在 0.5 至 1 秒可以完成，当 resource reservation完成后，即可传送或接收资料，而采用 GPRS之前可能必须等待一段 modem拨接设定的时间，这项特性将提供使用者有类似“ always connected”的功能，因为一旦有资料需要被接受或传送， GPRS 将可以在很短时间內建立 connection，这对一些 time critical 的应用，如 remote credit card authorization 相当的重要，因顾客若等待时间过长，将会令顾客难以接受。 3.2.4、可以与固有的 GSM 系统共存 GPRS 利用一种相当理想的方法来与现今的 GSM 系统整合。由于 GPRS 使用 packet switching 的技术，要整合到现存 circuit switching 的 GSM 系统，将需要大量的升级， GPRS 将其所需处理的与传统 GSM 的资料作了一个相当清楚的分隔，因采用 GPRS 只需增加两个新的网路基础节点，和一些固有设备的软体升级，即花 费有限的投资就可以采用 GPRS，而先前的投资的资源也不会因此浪费，这对 network operator 是信息工程大学 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 5 - 一个相当有吸引力的优点。另外，在必要的时候， SMS 的一些资料也可以利用 GPRS 来传送，可减低 signal channel 的负担，使得整个网路的效率更好。 3.2.5、有弹性地使用 radio resource 与网路 GPRS 以非常弹性的方法来分配 GPRS 资料可用资源与一般 GSM 传统资料可用资源的比例，如在传统电话尖峰时刻， GPRS 可以弹性的释放一些资源给传统的 GSM 服务来使用，这样 operator 将可 以根据自己的需求与网路状况来调整适当的不利，使整个网路的效能提高。 3.2.6、以传送 /接受的资料量来计费 由于 GPRS 使用 packet switching 的传输模式，因此必须采用一种不同于传统 GSM 使用的计费方法，传统的 GSM 是以时间来计费，这当然是因为 circuit switching 的特性使然，但在 GPRS 中可以利用实际上传送或接受的资料量来计费，这样的计费方式配合上 GPRS 中“ always connected”的特性 ，使得 GPRS更加的有吸引力，使用者可以随时的使用 GPRS，但只需要根 据其使用资料量的多寡来付费。 3.2.7、为目前 GSM 迈向第三代网路的重要步骤 因为第三代网路架构目标将是处理更为庞大的多媒体 packet traffic， 提供更高的网路效率与服务。 而 packet traffic 与 目前 GSM 的 voice traffic 的特性完全不同，因此 network operator 可以利用 GPRS学习如何将网路的状态调整到最佳状态、处理计费与顾客服务这方面的知识与经验，为将来的第三代 GSM网路作准备。 3 4 GPRS 与 GSM 上数据资料之比较 目前现在 GSM 系统中提供高 速资料传输服务的技术尚有 High-speed circuit-switched data(HSCSD)，也可以提供高速数据资料传输服务。而 Enhanced data for GSM evolution(EDGE)则是目前正在研发的新技术，可将 GPRS 与 HSCSD 的 bit rate 再加以提高。下列为上列两种技术的说明： 4.1 高速电路交换数据业务 （ HSCSD） 传统的 GSM 使用 Time Division Multiple Access(TDMA)技术将一个 time frame 分割成 8 個 time slot，单一个 time slot 可以提供的 data bit rate 为 9.6Kbps，但目前 GSM operator 已利用 V42bis 的压缩技术已经能提供 14.4Kbps 的服务，然而 14.4Kbps 对于一些需要高传送速度的应用而言稍嫌不足，所以 HSCSD（ High Speed Circuit Switched Data 可以同时使用数个 channel(time slot)提供较高 的 bit rate，理论上 HSCSD 最高速度为 115.2Kbps，目前已经有数个 operator 提供 two-channel28.8Kbps 的服务，和 four-channel 43.2Kbps 的服务。 Operator 若要采用 HSCSD 的服务，只需要将部分网路元件的软体升级即可，这代表采用 HSCSD 所需投资将非常的低廉。 HSCSD 与 GPRS 一样，都是 GSM 网络在 Phase2+以后引入的增强性数据业务，两者最大的区别在于： HSCSD基于电路交换方式（ CSD），而 GPRS 基于分组交换方式。这一区别决定了两者有着完全不同的适用范围：HSCSD 适合持续长时间的大数据量传输入文件传输、视频会议以及实时性业务等，而 GPRS 适合更广泛的突发 性的数据访问，如互联网浏览、电子商务、收发邮件以及其他非实时性业务等。 HSCSD 作为电路交换数据业务，无论是否有实时数据的传输，连接建立后至少需要占用一个时隙（即一条无线通道）。当数据业务量增加时，对无线信道的需求也会大大增加。而对于 GPRS 业务来说，用户只有在需要发送信息时才申请无线资源，资源利用率较高。 由于 circuit switching 的特性， HSCSD 相当适合 FTP 或需要稳定且高 bit rate 和固定的毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 6 - transmission delay 的应用，如视讯会议、 mobile video telephony。 因此 HSCSD 与 GPRS 有相当明显的市场区隔。 HSCSD 除了一些数据率适配所必须的硬件更换之外几乎不需要对硬件设备进行改动； GPRS 则需要增加SGSN 和 GGSN 两个网络实体以及 PCU（ Packet Control Unit,分组控制单元）， HLR 等网络设备也需要软件升级。但从发展的眼光来看， GPRS 的网络结构为第三代移动通信网络打下了良好的基础。第一阶段的第三代核心网络只要是 GPRS 网络。 2 4.2 改进数据率 GSM 服务 (EDGE) 目前 GSM 是利用 Gaussian minimum-shift keying(GMSK)的 modulation technique，而 EDGE（ Enhanced data for GSM evolution）使用一种新 modulation technique 称为 eight-phase-shift(8PSK) modulations（ 8 进制移相键控调制）。 EDGE 是 1997 年处作为 GSM 的一种演进方案提交给 ETSI 的。 1997 年，研究人员完成了可行性研究，同年 ETSI 通过了这个方案，从而为正在进行的标准化进程铺平了道路。 将 GPRS 系统升级到 EDGE，主要 影响网络的无线收发基站 (BTS)和基站控制器（ BSC），但是对基于电路交换和分组交换的应用和应用接口并没有影响。 EDGE 改进了现有 GSM 应用的性能和效率并且为了将来的宽带服务提供了可能。 EDGE 主要特点： （ 1）速率高， 8 PSK 提供了更高的 bit rate，每个 time slot 能够达到 48Kbps，所以理论上 EDGE 最高的 bit rate 在移动的环境中可以达到 384Kbps（使用 8 个 time slot），在静止的环境中甚至可以达到2M bit/s 的传输速率，这个速度已经是 GSM 传统 bit rate 的 40 倍，而且足足比 GPRS 所能提供的最高速度（ 171.2Kbps）的三倍，基本上符合三代要求达到的速率标准，可以充分满足未来无线多煤体应用的带宽要求。 （ 2）可同时支持分组交换和电路交换两种数据传输方式， EDGE 支持的分组数据服务可以实现每时隙高达 11.2-69.2kb/s 的速率， EDGE 可以用 28.8kb/s 的速率支持电路交换服务。 （ 3）支持对称和非对称两种数据传输，这对于移动设备上网是一个非常重要的特性，在 EDGE 系统中，用户可以在下行链路中采用比上行链路更高的速率。 从技术上讲， EDGE 主要是对 无线接口的改进。但从更普遍的意义上讲， EDGE 可以被视为一个提高比特率，并且因此促进蜂窝移动系统向第三代功能演进的有效的通用无线接口技术。 3 表 2 为 GSM 上有关数据资料服务的技术，包括 SMS、 HSCSD、 EDGE，它们所能提供的 bit rate、特性与适用的应用对象，整理如下： Bit rate 特性 适用的应用对象 SMS(9.6Kbps service) 9.6Kbps GSM 传统提供的 data traffic 的服务。 适合一些资料量小，且需求量不大的应用 SMS(14.4Kbps service) 14.4Kbps 使用 V42bis 的压缩技术，提供较高的传送速度。 适合 一些资料量小，且需求量不大的应用 GPRS 9.05171.2Kbps 可同时使用多个 time slot，以提供较高的 bit rate。 使用 packet switching，对于 bur sty traffic 有较佳 的效率，适合 internet 上的应用。 HSCSD 14.4115.2Kbps 可同时使用多个 time slot，以提供较高的 bit rate.。 使用 circuit switching，适合于资料量大且连续的应用如视讯会议 信息工程大学 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 7 - EDGE 48384Kbps 使用一种新的 modulation 技术 (8 PSK) ， 不 论 circuit or packet switching 技术都可以适用 目前不论使用 packet switching 或 circuit switching 的 data traffic 服务 (GPRS,HSCSD)，将可提供更高 bit rate。 表 2 GSM 上有关数位资料服务的相关技术比较 5 GPRS 的网路架构 GPRS的网路架构是将旧有的 GSM网路架构加以延伸，增加 两个新的网路设备节点，分別为 Serving GPRS Support Node(SGSN)及 Gateway GPRS Support Node(GGSN)，用以处理 packet traffic 的 routing 及资料的收送， GSN 是 GPRS 网络中最重要的网络节点。 GSN 具有移动路由管理功能，它可以连接各种类型的数据网络，并可以连到 GPRS 寄存器。 GSN 可以完成移动台和各种数据网络之间的数据传送和格式转换。 GSN 可以是一种类似于路由器的独立 设 备，也可以与 GSM 中的 MSC 集成在一起。 GSN 有两种类型：一种为 SGSN（ Serving GSN，服务 GSN），另一种为 GGSN（ Gateway GSN，网关 GSN），SGSN 的主要作用是记录移动台的当前位置信息，并且在移动台和 GGSN 之间完成移动分组数据的发送和接收。 GGSN 主要是起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如 ISDN、 PSPDN 和 LAN 等。有的文献中，把 GGSN 称为 GPRS 路由器。 GGSN 可以把 GSM 网中的 GPRS 分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的 TCP IP 或 X.25 网络。 另外，有的厂商提出了 GR（ GSM Register， GPRS 数据库）的概念。 GR 类似于 GSM 中的 HLR，是 GPRS 业务数据库。它可以独立存在，也可以和 HLR 共存，由服务器或程控交换机实现。 GR 这个名称在 ETSI 的建议中没有专门提及。 另外还有一些原有网路设备必须做一些软体升级的动作，以配合 GPRS 系统的需要，需要做软体升级动作的设备包括 ： BTS、 BSC、 MSC/VLR、 HLR14。因此旧有的网路节点仍可以再度使用，如 BTS 与 BSC，而不需要加以淘汰，以节省所投资的资金。图 2 为传统 GSM 系统网路架构，图 3 为 GPRS 延伸 GSM 系统的架构图。 3 图 2 GSM 的系统架构图 MS移动台； BTS基站收发信台； BSC基站控制器； MSC移动业务交换中心； VLR访问用户位置寄存器； HLR归属用户位置寄存器； AUC鉴权中心； ISDN-综合业务数字网； PSTN-公共电话网； PLMN-公共陆地移动网； GMSC-网关 MSC 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 8 - 图 3 GPRS 的系统架构图 GPRS 网络结构中还引入了下列新的网络接口： （ 1） Gn： GSN 主干网接口，用于各种 GSN 之间 ，或同一个 PLMN 网中不同 SGSN 之间的接口。 （ 2） Gb： BSS 和 SGSN 之间的接口。 负责移动终端分组数据经 BSS 到 SGSN 的传输，同时也支持 SGSN 和 PCU间的信令，可以透明传输从移动终端到 SGSN 的信令。 Gb 接口底层采用帧中继协议。 （ 3） Gr： SGSN 和 HLR 之间的接口 ，通过 MAP 信令传送用户数据和位置信息等。 HLR 中保存着 GPRS 的用户数据和路由信息（ IMSI， SGSN 地址信息）。 （ 4） Gp： 不同的 GSM 网络（不同的 PLMN）之间的接口。 （ 5） Gd：是 SGSN 与短消息中心之间（ SMS-GMSC 和 SGSN 之 间，或者 SMS-IWMSC 和 SGSN 之间）接口，通过MAP 信令传输，以支持通过 GPRS 分组业务信道传送短消息。 （ 6） Gs： SGSN 和 MSC 之间的接口 ，采用 BSSAP 协议，它是用来在支持联合的位置更新及利用分组信道传输寻呼消息。引入 Gs 接口一方面可以对提高无线频率资源的利用率，另一方面可以协调分组业务和电路交换业务的实现，减少两个业务之间的相互影响。这是一个可选接口。 （ 7） Gc：是 GGSN 和 HLR 间的接口，以支持 GGSN 从 HLR 获得移动终端的位置信息，从而实现由网络发起的数据业务。这个接口也是可选接口。 （ 8） Gi：是 GGSN 与外部分分组数据网间的接口，这个接口根据所互通的数据网不同而采用相应的协议。如果外部数据网是公共数据网 (PSPDN), 则 Gi 接口需支持 X.25 协议。如果外部数据网是 Internet,则 Gi 接口需支持 IP 协议。 （ 9） Gf：是 SGSN 和 EIR 之间的接口。 SGSN 通过 Gf 接口访问 EIR 中存放的移动设备信息， EIR 中记录着三种不同的移动设备列表： 黑名单：存放禁止使用的移动设备（如已被盗的设备）的信息。 灰名单：存放使用受到监视的移动设备的信息。 白名单：存放 正常使用状态下的移动设备的信息。 Gf 接口通过 MAP 协议实现。 上述接口对于 GPRS 网络来说都应是开放的接口，其中 Gb， Gr 接口决定着多数厂家设备间能否互通，从而影响 GPRS 业务的实现。另外 Gn 接口影响着业务实现方式和组网方式。 7 信息工程大学 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 9 - 6 Serving GPRS Support Node(SGSN)的功能 SGSN 最主要的功能是 packet 传送或接收 。 SGSN 将负责记录在它服务区域内有哪些使用者，若是使用者想要传送的封包资料，先经由 BTS， BSC 传送给 SGSN， SGSN 再决定接下来该把封包传送到何处，或者有封包要传送给使用者，则 SGSN 经由 BSC、 BTS 将资料传送给使用者。 下列 为 SGSN 提供的功能： 1. Authentication and IMEI(International Mobile Subscriber Identity) check 2. Admission control 3. Mobility management 4. Logical link management towards the Mobile Station 5. Packet routing and transfer :relay, routing, address translation and mapping, encapsulation, tunneling ,compression, ciphering 6. Charging data collection 7. Connection to the HLR, MSC, and BSC9 7 Gateway GPRS Support Node(GGSN)的功能 GGSN提供了一 个 GPRS网路与外界 packet data network网路 的介面 ，负责将 封包由外界 网路传进 GPRS网路 或 将 封包 由 GPRS 网路传送 到外界 网路。下列为 GGSN 所提供的功能： 1. Message screening 2. Mobility management 3. Packet routing and transfer: relay, routing, address translation and mapping, encapsulation, tunneling 4. Charging data collection 9 8 GPRS 协议模型 移动台（ MS）和 SGSN 之间的 GPRS 分层协议模型如图 4 所示。 Um 接口是 GSM 的空中接口。 Um 接口上的通信协议有 5 层，自下而上依次为物理层、 MAC（ Medium Access Control）层、 LLC（ Logical Link Control）层、 SNDC（ Sub network Dependant Convergence）层和网络层。 Um 接口的物理层为射频接口部分，而物理链路层则负责提供空中接口的各种逻辑信道。 GSM 空中接口的载频带宽为 20OkHz，一个载频分为 8 个物理信道。如果 8 个物理信道都分配为传送 GPRS 数据，则原始数据速率可达 20Okb s。考虑前向纠错码的开销，则最终的数据速率可达 164kb/s 左右。 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 10 - MAC 为媒质接入控制层。 MAC 的主要作用是定义和分配空中接口的 GPRS 逻辑信道，使得这些信道能被不同的移动台共享。 GPRS 的逻辑信道共有 3 类，分别是公共控制信道、分组业务信道和 GPRS 广播信道。公共控制信道用来传送数据通信的控制信令，具体又分为寻呼和应答等信道。分组业务信道用来传送分组数据。广播信道则是用来给移动台发送网络 信息。 LLC 层为逻辑链路控制层。它是一种基于高速数据链路规程 HDLC 的无线链路协议。 LLC 层负责在高层 SNDC 层的 SNDC 数据单元上形成 LLC 地址、帧字段，从而生成完整的 LLC 帧。另外， LLC 可以实现一点对多点的寻址和数据帧的重发控制。 BSS 中的 LLR 层是逻辑链路传递层。这一层负责转送 MS 和 SGSN 之间的 LLC 帧。 LLR 层对于 SNDC数据单元来说是透明的，即不负责处理 SNDC 数据。 SNDC 被称为子网依赖结合层。它的主要作用是完成传送数据的分组、打包，确定 TCP IP 地址和加密方 式。在 SNDC 层，移动台和 SGSN 之间传送的数据被分割为一个或多个 SNDC 数据包单元。 SNDC 数据包单元生成后被放置到 LLC 帧内。 网络层的协议目前主要是 Phase l 阶段提供的 TCP IP 和 L25 协议。TCP IP 和 X.25 协议对于传统的 GSM 网络设备（如 BSS 和 NSS 等设备）是透明的。 3 9 分组路由 在 GPRS 系统中 packet routing 的功能最主要是依靠 GGSN 与 SGSN。 1.GGSN 最主要的功能是在外部网路与 GPRS 网路之间传送封包资料， GGSN 在一个新的 mobile station(MS)进入系统时，会接收到服务此 MS 的 SGSN 所送来的 routing 资讯，此外，当有 packet 要由外界网路送入时，会经由 GGSN 进入 GPRS 网路， GGSN 会将 packet 封装之后，藉由 GPRS 的 backbone，送至目前正在服务此 MS 的 SGSN。反之 GGSN 会将 SGSN 送来已封装的 packet，加以解封装（ encapsulate），并传送到适当的外部网路。 GGSN 实现的功能类似 GSM 网络中的 GMSC 的功能： （ 1）实现和外部数据网络的接口（ Gi）。 （ 2）维护路由表，实现分组的转发和选路功能。 GGSN 维护的路由表中存放着用户最后注册的 SGSN 的信息，对该用户的呼叫请求 GGSN 转发给该 SGSN（ SGSN 接受到该呼叫请求后，激活在其服务区内对该移动台的寻呼过程）。 （ 3）实现对分组数据的过滤。 （ 4）除了 Gi 接口， GGSN 还实现了和 SGSN 通信的 Gn 接口以及和 HLR 通信的 Gc 接口。 2.SGSN 在 packet routing 的最主要功能为： (1) SGSN 的服务区域包括位置区（ LA） /路由区（ RA）。只要 GPRS 移动台位于 SGSN 管辖的位置。 SGSN就可以利用移动管理功能实时跟踪记录该移动台的位置。 （ 2） 当接受到对移动台的人呼叫时， SGSN 负责激活对该移动台的寻呼过程。 (3) SGSN 负责实现接入控制功能，包括身份识别和授权。 (4) 如果 GPRS 移动台和 GPRS 网络之间已建立连接， SGSN 就负责在没有数据的情况下保持它们之间的逻辑连接。这样， GPRS 即可以响应突发数据传输，又可以动态的将无线资源分配给电路或分组交换业务使用。 （ 5） SGSN 负责采集系统的运行数据，如流量控制数据。 信息工程大学 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 11 - （ 6） SGSN 还实现了和其他网络元素进行通信的接口：和 BSS 通信的 Gb 接口、和 GGSN 以及其他 SGSN 通信的 Gn 接口 、和其他 GPRS PLMN 通信的 Gp 接口，这几个接口都是即可以传信令，也可以传给用户数据的。此外，还有和 MSC/VLR 通信的 Gr 接口、和 HLR 通信的 Gs 接口以及和 EIR 通信的 Gf 接口，这几个接口是信令接口，只用于信令传输。 当 SGSN 接收到由 GGSN 送出已封裝的 packet 時，会将其解封装之后，传送给适当的 MS，反之若 SGSN接受到 MS 所送出的 packet，将其封装之后，藉由 GPRS 的 backbone，传送到适当的 GGSN。这种在 GPRS support node 之间封装 (encapsulate)与解封 装 (encapsulate)的动作称为 tunneling， GPRS 可以采用数种不同 tunneling 的 protocol，如 Point to Point Tunneling Protocol(PPTP)、 Layer Two Tunneling Protocol(L2TP)，来提高传送资料的安全性，增进其商业上的利用价值。 6 图 5 为三种 不同的 routing 的方式 3，分 别为 ： 1. Mobile-originated 2. Mobile-terminated 当 MS 位于 home public land mobile network(PLMN) 3. Mobile-terminated 当 MS 位于 visited PLMN 1. Mobile-originated MS 想传送资料给 在 GSM 外部某个区域网路上的 host。 （ 1） MS 将 packet 藉由 BSS 传送到服务此 MS 的 SGSN。 （ 2）若 SGSN 正确无误的接收到 packet，将 packet 封装后，藉由 GPRS backbone 送到适当的 GGSN。 （ 3） GGSN 接收到封装过的 packet 后，将其解封装，然后送到适当的外部网路。 2. Mobile-terminated 当 MS 位于 home public land mobile network (PLMN) GSM 外部网路上有一 host 传送 packet 给位于在它自己的 GPRS operator 网路內的 MS。 （ 1） 根据 packet 的目的位置，此封包被 转送 到 适当 GPRS 网路 中的 GGSN。 （ 2） GGSN 会将 packet 封装之后，根据 HLR 中的位置资讯，藉由 GPRS 的 backbone，传送 packet 到目前服务此 MS 的 SGSN。 （ 3） SGSN 进行解封装的动作，并透过 BSS 藉由 air interface 将 packet 传送到 MS。 3. Mobile-terminated 当 MS 位于 visited PLMN GSM 外部网路上有一 host 传送 packet 给正在其他 GPRS operator 网路內漫遊的 MS。 （ 1）根据 packet 的目的位置，此封包被转送到 home GPRS 网路中 GGSN。 （ 2）位于 home GPRS network 的 GGSN，根据 HLR 中的位置资讯，藉由 data packet network 传送到 MS漫游的 GPRS 网路中的 GGSN。 （ 3）位于 visited PLMN 的 GGSN 会将 packet 封装之后，根据 routing 的资讯，藉由 GPRS 的 backbone，传送 packet 到目前正在服务此 MS 的 SGSN。 （ 4） SGSN 进行解封装的动作，并透过 BSS 藉由 air interface 将 packet 传送到 MS。 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 12 - MSBTSB S CG G S NS G S NB S CBTSH o s tS G S NMSP a c k e td a t an e t w o r kL o c a l A r e aN e t w o r kI n t r a - P L M NI P b a c k b o n eI n t r a - P L M NI P b a c k b o n eG G S NR o u t e r图 5 三种路由方式 10 Capacity on demand GPRS 透过 MS 与 BBS 之间的 air interface，专门负责利用 radio channel 来传送信息。 physical channel 分成 packet data channel(PDCH)与 traffic channel(TCH)， PDCH 专门传送 GPRS 的 packet data traffic，而 TCH为传送 GSM的 voice或 data traffic Techs与 Pecs的比例可以根据“ capacity-on-demand”的原则动态配置。 为了达到弹性使用 radio resource，所以 GPRS 采用了“ capacity-on-demand”的观念， PDCH 的数目，可以根据 operator 所设定的某些条件，适度的增加或減少。当系统中有多余的 radio resource 可被配置成 PDCH 来增加 GPRS 传送资料的速度，或当 GSM 的传统服务使用的尖峰时段所需的 radio resource 不足时，可将 PDCH 释放后配置为 TCH，以增加可使用的 radio resource。 越来越多 人希望可以 无论他们身在何处，都可以方便而有效率的取得他们想要的资讯 ，除此之外 PDA与笔记型的电脑的使用人口的大幅成长 ， 与 Internet的 蓬勃发展 也 间接 地造成 人们对 mobile data access的需求， data traffic 与所需的频宽有日益增加的趋势， 而目前 GSM 传送 data 的 服务将不敷使用， 所以GPRS 将可为 GSM 系统带来新 的 packet switching 的 技术 ，使得 GSM 系统对于处理 data traffic 的能力大幅提高， 相对 的 这也将为 network operator 带来新的客户与新的应用。 此外，因为目前 GPRS 是以使用者收发的 packet 的数量来收费，但是到目前还没有办法禁止未经使用者同意的 IP traffic 到达使用者的 MS，若碰到有人蓄意的传送一些垃圾资料到使用者的 MS，将会使得使用者必须负担许多不必要的支出，这将使得 GPRS 的可用性大幅的降低，计费相关 问题将对 GPRS 的前景信息工程大学 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 13 - 有重大的影响！ 8 11 GPRS 移动通信系统的安全策略 通用分组无线业务 (GPRS)移动通信系统是在 GSM网络基础上构建的满足分组业务服务需求的无线通信网络。由于 GPRS 网络用户无线通信和终端 IP 移动性的制约，其安全性的构建必须综合权衡 GSM 和 IP 数据网络结合的特点，以保证移动用户终端之间安全有效的信息传输。 GPRS 移动通信系统的安全策略涉及两个方面的内容：一是用户信息传送的准确性；二是用户信息的保密性。这些信息包括为移动用户传送的话音、数据业务以及用户位置、识别方式等个人资料信 息。通常如何正确无误的传送用户信息，由移动通信系统的信道控制技术确定，本文主要研究 GPRS 信息保密方面的安全性问题，探讨其安全控制策略。 11.1 GPRS 网络安全研究 GPRS 的本质是扩展的 IP 分组数据通信网络，所面临的安全隐患多于基于 No.7 信令进行电路交换的GSM 系统。由于 TCP/IP 协议的广泛使用和 IP 安全的脆弱性，不可避免地增加了 GPRS 安全威胁的可能性。 11.1.1 GTP 节点 (1)移动台 (MS)在 GPRS 开放网络运营环境下，不可避免地存在使用上的安全隐患。 (2)GGSN 连接到 GPRS 网络的路由器发起的 GGSN 节点攻击。 (3)LIN/计费网关 (CG) 来自于骨干网内部的 拒绝服务攻击或恶意修改计费数据。 11.1.2 IP 节点 (1)网络管理站 (NMS) 从骨干网接入到 GPRS 网络或进行 IP 伪装成 NMS 节点攻击其它网络设备。 (2)域名服务器 (DNS) 作为 GPRS 网络用来查询其用户的设备，易受拒绝服务攻击。 11.2 GPRS 安全性分析 GPRS 的安全性表现为网络实体的安全威胁，涉及 从外部 IP 网络侵入到 GPRS 系统，进行恶意攻击 GPRS网络实体或浏览信息，以及用户、运营商内部、 ISP 对 系统非经授权访问等方面内容。 GPRS 网络实体根据是否执行 GPRS 传输协议 (GTP)可以分成两大类： GTP 节点和 IP 节点，其安全性分析如下： 11.2.1 GPRS 安全策略 GPRS 的安全策略基于以下三个方面的规则，在实现上可以综合采用不同的安全措施： (1)防止未经授权使用 GPRS 业务，即鉴权和服务请求确认。 (2)保持用户身份的机密性，使用临时身份和加密。 (3)保持用户数据的机密性，进行通信数据加密发送。 4 1. 用户鉴权与身份认证 GPRS 的用户鉴权与身份认证适用于网络内部的 MS 通信，与 GSM 原有 的过程类似，区别在于鉴权与身份认证流程由 SGSN 发起，如图 6 所示。鉴权三元组存储在 SGSN，在开始加密时对所采取的加密算法进行选择。鉴权与通信过程中，通过使用临时逻辑链路标志 (TLLI)和临时移动台身份标识 (TMSI)实现用户真实身份的信息隐藏。 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 14 - F i r e w a l l S G S N S G S N G P R S b a c k b o n e G n i n t e r f a c e G i i n t e r f a ce I n t e r n e t MS A MS G G S N 图 6 GPRS 网络 MS 之间通信流程 2. 用户数据与信令机密性 GPRS 网络数据传输的数据和信令受保密加密算法 (GEA)保护， 加密范围在 MS 与 SGSN 之间，由逻辑链路层 (LLC)完成。 为正确的传送数据， GPRS 服务节点和移动终端对数据的加密和解密过程必须保持同步。 3. 安全协议 GPRS 网络之间通过 PSDN 或者 DDN 的通信链路连接，其中专用网络链路的使用可以满足用户的服务质量和安全性能要求。由于 GPRS 网络间的数据与信令通过 BG 进行传递，可以使用 IPSec 协议构建 VPN 实现身份认证和隧道保护为基础的数据安全性。 4.信息容灾处理 主要采用冗余可靠性工程的方法，对 GPRS 网络系统的重要节点进行设备或数据级别的周期备份，以利于系统的故障切换与数据恢复。 5. 安全防火墙技术 结合 GPRS 网络实体安全需求， GGSN 综合采用防火墙技术是保障网络安全的重要途径。从系统管理的角度，加强 GPRS 设备和移动用户终端 MS 两方面的安全性，以确保 GPRS 网络本身以及存储在网络或 MS 内的信息不受外来非法攻击。图 7 展示采用防火墙技术的 GPRS 与外部 IP 网络互连结构。 TE P L MN G P R S N et w o rk E x t ern al IP N et w o rk Gi R ef ere n ce P o i n t GGS N G P R S B ear er L ay er 2 L ay er 1 IP IP IP R el ay O p era t o r Sp eci f i c N et w o rk DNS D H C P Fi rew al l / P ro x y 图 7 GPRS 与外部 IP 通过防火墙相连 信息工程大学 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 15 - (1)防火墙由 GPRS 运营商设置，支持 IP 协议应用程序运行，应限制外部 IP 网络对 GPRS 网络的访问。 (2)域名服务器可在 GPRS 侧，也可以由外部 IP 网络负责维护。 (3)GPRS 的动态 IP 地址由 GGSN 分配，也可以使用外部 DHCP 服务器进行管理。 (4)GPRS 网络通过信息过滤检查，确保 只有 MS 发起的请求通过防火墙，来自网络外部的访问被拦截。 GGSN 防火墙可以有效地保护 MS 不受 GPRS 外部网络攻击。对于预防来自 GPRS 内部合法用户的安全威胁，实现 GPRS 移动台的安全数据传输，则依赖于 SGSN 实体用户之间以双向用户鉴权与身份认证为核心的访问控制策略。 4 12 GPRS 的局限性 相 对 于 现 在 的 非 语 音 数 据 服 务 ， GPRS 大 幅 提 高 了 频 谱 的 利 用 和 开 发 ， GPRS 是 按 GSM 标 准 定 义 的 封 包 交 换 协 议 ， 可 快 速 接 入 数 据 网 络 。 它 在 移 动 终 端 和 网 络 之 间 实 现 了 “ 永 远 在 线 ” 的 连 接 ， 网 络 容 量 只 有 在 实 际 进 行 传 输 时 才 被 占 用 。 GPRS的 实 际 速 度 典 型 值 比 理 论 速 度 慢 得 多 ， 介 于 14.4kbps 43.2kbps (上 下 行 非 对 称 速 率 )左 右 。 GPRS 将 是 第 一 个 实 现 移 动 互 联 网 即 时 接 入 的 标 准 ， 也 是 迈 向 3G/UMTS 的 过 渡 技 术 ，GPRS 是 一 种 重 要 的 移 动 数 据 服 务 ， 但 仍 存 在 一 些 缺 点 。 12.1 有 限 的 蜂 窝 容 量 GPRS 的 应 用 会 冲 击 现 有 的 网 络 容 量 。 现 在 ， 仅 允 许 用 有 限 的 射 频 资 源 来 开 发 新 的 用 途 ， 达 到 一 个 目 的 就 达 不 到 另 一 个 ， 例 如 ， GPRS 电 话 呼 叫 与 语 音 使 用 同 一 个 系 统 资 源 。 GPRS 对 容 量 的 影 响 取 决 于 留 给 GPRS 应 用 的 时 隙 多 寡 。 GPRS 可 以 动 态 管 理 频 道 配 置 ， 可 在 信 号 流 量 高 峰 期 时 使 用 短 消 息 传 送 以 减 少 频 道 的 负荷 。 12.2 实 际 传 输 速 度 比 理 论 值 低 得 多 达 到 理 论 上 的 最 高 传 输 速 度 172.2kbps 的 条 件 是 ： 只 一 个 用 户 占 用 全 部 八 个 时 隙 并 且 没 有 任 何 错 误 保 护 程 序 。 现 实 中 ，运 营 商 不 可 能 允 许 单 个 GPRS 用 户 占 用 全 部 时 隙 。 另 外 ， 初 期 的 GPRS 终 端 会 受 很 大 局 限 只 支 持 一 个 、 两 个 或 三 个 时 隙 。 因 此 ， 理 论 上 最 大 速 度 要 考 虑 到 现 实 环 境 的 约 束 而 重 新 检 验 。 12.3 不 能 保 证 无 线 终 止 的 终 端 应 用 在 撰 写 本 文 时 ， 还 没 有 任 何 一 家 主 要 手 机 制 造 厂 家 宣 称 初 期 的 GPRS 终 端 支 持 无 线 终 止 接 收 来 电 的 功 能 ， 这 将 是 对 GPRS 是 否 可 以 成 功 地 从 其 它 非 语 音 服 务 抢 夺 用 户 的 核 心 问 题 。 启 用 GPRS 服 务 时 ， 用 户 确 认 就 服 务 内 容 的 流 量 支 付 费 用 ， GPRS 终 端 会 装 载 WAP浏 览 器 。 但 是 ， 无 线 终 止 的 IP流 量 会 允 许 未 经 授 权 的 内 容 发 送 给 终 端 而 不 应 被 收 取 费 用 。 更 坏 的 情 况 是 用 户 要 为 不 想 收 取 的 垃 圾 内 容 付 费 。 12.4 不 太 理 想 的 调 制 方 式 GPRS 使 用 GMSK ( Gaussian minimum-shift keying)调 制 技 术 。 EDGE 基 于 一 种 新 的 调 制 方 法 8PSK (eight-phase-shift)， 允 许 无 线 接 口 有 更 高 的 比 特 率 。 8PSK 也 用 于 UMTS。 网 络 营 运 商 为 过 渡 到 第 三 代 ， 须 在 某 一 阶 段 改 为 使 用 新 的 调 制 方 式 。 12.5 传 输 延 迟 GPRS 封 包 数 据 向 各 个 方 向 传 输 ， 最 终 到 达 同 一 目 的 地 。 这 种 传 输 途 径 使 被 传 输 数 据 包 有 可 能 在 射 频 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 16 - 链 中 遗 失 或 损 毁 。 GPRS 标 准 涵 盖 了 无 线 封 包 技 术 这 一 特 征 并 采 用 数 据 整 合 和 再 传 方 法 ， 但 可 能 造 成 潜 在 的 传 输 延 迟 。 12.6 没 有 储 存 和 发 送 功 能 SMS存 储 和 发 送 引 擎 是 SMS中 心 的 核 心 ， 也 是 SMS服 务 的 主 要 功 能 。 GPRS标 准 中 未 提 及 任 何 存 储 机 制 。7 13 GPRS 的应用 及发展趋势 GSM 系统藉由 GPRS 可以提供多样不同的服务与应用。这些服务在以前可能因为 SMS 技术先天的限制而无法提供，或者有提供但是效率不好或太过于昂贵，而变得窒碍难行；相反的，因为 GPRS 有上述的优点，若采用 GPRS 的技术，将使许多服务于应用实现的可能性大幅的提高。 GPRS 在 WAP中 的 应 用 ， WAP是 高 层 应 用 ， 而 GPRS是 底 层 传 输 ， GPRS 的 快 速 传 输 能 力 将 可 以 有 效 地 解 决 WAP手 机 上 网 速 度 慢 的 难 题 。 目 前 GSM 电 路 数 据 业 务 能 提 供 的 最 高 用 户 接 入 速 率 为 9 6 Kbps， 在 这 个 速 率 上 只 能 传 送 一 些 小 数 据 量 文 本 信 息 如 Fax、E-mail、 FTP 等 。 另 外 由 于 无 线 网 络 掉 线 率 高 ， 连 接 很 不 稳 定 ， 用 户 经 常 要 重 新 拨 号 ， 这 种 速 度 用 于 传 送 静 态 图 象 还 基 本 能 满 足 要 求 ， 但 随 着 因 特 网 的 飞 速 发 展 ， 用 户 往 往 希 望 传 送 高 质 量 的 视 频 和 声 音 。GPRS 的 出 现 将 可 以 提 供 高 达 115 Kbps 的 空 中 接 口 传 输 能 力 ， 这 将 使 现 有 的 WAP上 网 难 题 迎 刃 而 解 。 此 外 ，GPRS 使 运 营 商 能 够 以 传 输 的 数 据 量 而 不 是 连 接 时 间 为 基 准 来 计 费 ， 从 而 大 大 的 降 低 了 成 本 ， 因 此 可 以 说 GPRS 是 WAP的 最 佳 承 载 平 台 ， 是 WAP业 务 成 功 的 关 键 。 GPRS 可能的应用类型与所带来的优点整理如下表1： 1 应用类型 优点 Internet access（ WWW、 e-mail 等） 提供快速经济的无线资料服务 Vehicle tracking 可以即时提供目前车辆位置，以利各种有关车辆的服务如失窃车辆的寻找或是载客车辆的调配。 Electronic cashCredit card authorization 将验证身 份或资料的时间大幅减短，避免使用者的等待时间太长所造成的不便。 Security & supervisor system 若发生意外情况可以快速发出通知讯号。 Telemetry road traffic measure、 weather condition measure. Information service by the location of user 能够传送 user 周围的地图等多媒体的资料，而不是只能局限于文字信息。 表 1 GPRS 的可能应用类型与 GPRS 所带来的优点 GPRS 自从 1998 年的 CEBIT 展览会上由爱立信作了全球第一个演示发展至今天， GPRS 技术已经越来越接近现实，并在全球呈现如下趋势： 1 全球几乎所有的 GSM 运营商都在实施 GPRS，大部分运营商正处于安装阶段，这得力于整个产业的成员，包括运营商、系统集成商、供货商、终端提供商和应用开发商对于 GPRS 的认可。每个成员都参与营造一个基于 GPRS 的移动互联网，并准备向第三代移动通信系统过渡。 2 GPRS 终端已经逐步推向市场。爱立信、西门子、摩托罗拉、朗讯和其他的终端提供商已于去年二信息工程大学 毕业论文 GPRS 移动通信技术 - 17 - 季度提供 GPRS 手机，大部 分的终端会支持 4 1 时隙，由此提供大约 40Kbits s 的传输速率。 3 对于 GPRS 的关注点将由技术转向更重视终端用户的价值。 GPRS 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市场的应用业务，因此，端到端的经验和向用户提供完整的包括门户网页与基本应用在内的业务包，将越来越重要。针对这一点，爱立信、阿尔卡特等移动通信公司在中国投资了多个移动互联网业务开发中心，并向中国推出 GPRS 启动业务组合，将促进 GPRS 在中国的应用。 4 GPRS 市场引进的实际时间比预期的长。除了由于 GPRS 的规范化工作在 不断完善外，现有 GSM 网络的所有网元都需要调测以及互联互通测试而导致的工作量也是一个重要原因。在欧洲，用户早就可以使用移动电话来接收电子邮件、气象预报和其他设定内容。今年欧洲预计将有数千万名用户可以全天候上网，在 GPRS 上进行数据传送，而他们所需做的只是将手机开机就行了。 5 在国内各大运营商也不甘示弱，过去几年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。 2001 年 7 月中旬，酝酿已久的中国移动公司 GPRS 业务终于宣布在全国 16 个省 (市 )的 25 个城市投入试 商用。此次中国移动公司以邀请部分消费者参与试商用表现出来的开放姿态着实令人惊喜，它不仅意味着在运营模式上与国际运营商接轨，更标志着中国进入了2.5G 移动通信市场。 虽然中国移动市场和数