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GSM数据业务发展概述

发布时间: 2006-6-29  来源:
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周 猛

近年来,数据业务的年增长率达到25%40%,远高于电话业务5%10%的年增长率。特别是自1994年互联网商用以来,IP业务的数据量呈爆炸式增长,增长速度平均为每半年翻一番。同样,移动电话的产生和发展,满足了人们随时随地进行信息交流和商务活动的要求,取得了惊人的发展,近几年用户年增长率一直保持在50%以上。据UMTS论坛预测,2000年全球移动用户将达到5亿,2010年将超过固定电话用户数。诺基亚则把移动电话用户超过固定电话的时间乐观地估计为2005年。移动通信和数据通信的融合,产生了移动数据业务。
据MDI的调查表明,目前声称需要使用移动数据业务的用户占移动用户数的38%,而正在使用的尚不到2%。这个巨大的差异说明移动数据业务市场巨大,现有的数据业务仍处于萌芽状态。一些分析家认为,移动电话市场正逐步转向移动数据市场,在移动通信系统中,数据业务量也会有一天超过话音的业务量,从而成为移动通信网络中的主导业务。
从全球的发展趋势看,在实现无线数据传输的众多系统中,由于数字蜂窝系统特别是GSM在全世界范围内的成功,其广阔的覆盖范围以及良好的漫游性和安全性,加上各种基于GSM的数据传输技术不断发展,使在GSM上进行数据通信成为在第三代移动通信系统到来前最好的一种使用技术。可以预见,在未来一段时期内,基于GSM的移动数据业务将成为移动数据业务市场的主体。
图1简要描述GSM数据业务的技术发展趋势。GSM第一阶段所提供的数据传输最高速率为9.6kbit/s,属于低速无线数据业务,包括透明和非透明两种传输方式。透明方式传输精确度较差,但传输速度快,可以满足要求速率快但精确度要求不高的需求。非透明方式的传输精确的高,数据传输除了要经过前向纠错编码外,还要通过无线链路协议(RLP)进行控制,不合格的帧需反馈重传,因此传输速度较慢。
HSCSD是在低速电路数据的基础上,允许几个时隙同时传送一路数据,并通过高效的编码把一个时隙的传输速度从9.6kbit/s提高到14.4kbit/s。因此,HSCSD具有传输115kbit/s潜力。HSCSD也分为透明和非透明两种传输方式。HSCSD可以广泛用于Internet浏览、LAN接入等。此外,由于HSCSD是电路交换性业务,更适合于实时性高的应用,如高速传真等,目前有的厂家已经开发出了57.6kbit/s传输速率的HSCSD。HSCSD的缺点是线路利用率低下。
GPRS的产生可以说是GSM的发展中的革命。它是GSM首次采用分组交换的传输技术,有效地利用了无线资源。它的接入速度快,没有电路交换方式建立连接所带来的时延,GPRS还具有多种服务质量,可以灵活支持多种数据应用,数据速率从9kbit/s至最高171kbit/s。GPRS的应用可以提供无线Internet接入、远程信息查询、度表和信用卡确认、POS(Point Of Sale)系统远控等。
EDGE又被称为GSM384,该技术可以把GSM的数据传输速率提高至384kbit/s。EDGE使用了高效调制方式,使每个时隙的传输速率高达48kbit/s,当用8个时隙传输一路数据时可以达到384kbit/s。EDGE的应用可使GSM提供多媒体业务,承载会议电视业务。
从我们目前收集的国内外文献和资料来看,GSM的数据业务以其良好的可靠性、安全性、漫游性和广阔的覆盖范围,正在得到广泛的应用。应用主要集中在以下四个领域:

1.电子信息业务

包括Email、传真和短消息三种应用,目前的需求量很大。各地的增长率只受网络及数据通信能力的限制。早在1994年,欧洲的一些GSM运营商,如意大利的CSELT,就利用短消息业务开发了“移动Email”业务,使用户可以在移动环境下通过GSM手机发送接收互联网Email。目前,世界上主要的Email产品供应商IBM/LotusNotes,Microsoft Mail和DaVinci Email都具有无线通信的能力。

2.遥测遥控和报警领域

包括野外设备的监控,公共安全(防火防盗),交通、公安、银行、快递公司的车辆调度和定位信息的传送等等。在欧洲,GSM数据业务被成功地用于公共交通的智能信息控制RTI/AVL(Road Transport Informatics,Automatic Vehicle Location)系统。1992年,在欧洲议会、芬兰政府、瑞典政府的资助和协调下,由汽车制造商沃尔沃、德国大众,电子设备制造商IBM、Motorola、Nokia以及电信运营商英国电信、北欧电信携手在DRIVE/ATT的框架下,开展PROMISE子项目研究与实验工作。PROMISE能够把诸如路况、停车场空车位信息、天气预报、航空班次等信息通过GSM短消息业务传送给司机,司机可以通过专用的界面菜单选择,如预定停车车位等。系统收到的路况信息是已有的,它通过数百辆公共汽车以无线电方式传送至交通信息中心。两年以后,PROMISE在瑞典哥德堡和英国的伯明翰分别成功的进行了试运行。同时,欧洲还进行了名为SOCRATES的项目研究,与PROMISE不同的是,SOCRATES引入了全球定位系统GPS和电子导航设备,达到随道路交通的变化情况动态导航的功能,使交通信息控制进一步走向智能化。
图2是SOCRATES的系统示意框图。系统在车内的设备包括:计算机、车速传感器、电子罗盘、GPS接收器、存储有电子地图的CD、CD显示器,它们与GSM手机相连。通过它们,车辆不断地将位置信息和车速告知交通信息中心。交通信息中心是系统的大脑,完成对所有数据的存储和处理。据估计,只要有2%到5%左右的车辆装有SOCRATE的车内设备,系统就可以根据有关流量模型准确计算当前的交通状况,预测将要发生的交通问题,并将信息结合车内司机选择的目的地,计算出最为省时的路径及到达所需的时间,通过GSM短消息传送给车辆,经过计算机处理后显示在电子地图上。交通信息中心还和交通管理部门、急救中心等公共设施保持不断的通信,以便在被控车辆出现意外(如被劫持、撞车)及时给予处理。SOCRATES系统已于1994年通过了瑞典国家道路管理局ARENA测试。我国台湾交通大学的学者也于1996年提出了利用GSM或IS-95系统构筑包括自动收费、交通信号灯控制、车辆监控、动态路径导航、路况信息收集的“集成车辆监控和交通信息系统”。

3.Internet和Intranet接入

包括接入企业系统的LAN数据库、文件和Internet的接入,浏览等。1996年5月,澳大利亚的Telstra开放了世界上第一个全集成的无线远端接入Internet,该业务已Nokia 9000 Communicator为基础。同年11月,美国Omnipoint在纽约开放了一个GSM 1900为基础的Internet接入。但是,因为没有一套适合于移动通信体制的开放的Internet协议规范以促进移动网上Internet业务的开发和竞争,目前运营商们只开通一些简单的互联网服务。为了有效解决这一问题,1997年6月,Ericosson、Motorola、Nokia和Unwired Planet发起成立了WAP论坛。WAP论坛得到了积极响应,75%的手机制造商和拥有1亿用户的运营商聚集到WAP的旗帜下。目前,许多大的运营商正在积极进行关于WAP业务的商用实验。

4. 电子商务

由于GSM良好的通信保密性,GSM数据业务也被广泛地用于电子商务。电子银行出现于90年代的北美、欧洲和亚太的部分地区,它的优点是可以免去在街头设立分支机构的费用。GSM用户通过使用具有短消息功能的移动电话及便携式电脑来处理账户信息。1997年5月,英国的Cellnet与Bareluycard合作推出移动银行业务,这是第一种允许将用户账号信息卸载到GSM手机上的业务。1999年7月,香港和记电讯与美国运通银行联合推出“掌上理财”等近十项利用移动手机理财服务,用户通过手机可24小时处理个人财务。香港电讯、和记电信和恒生、汇丰合作,提供利用移动电话实时买卖股票的业务。意大利商业零售店的POS(Point Of Sale)可以通过CSELT GSM网络与总部的财务中心相连。
除了以上四类主要应用外,产业界和科技界还积极的从事GSM数据业务在其他方面的应用研究:如芬兰电信、Nokia、Digital Equipment Corporation开展了旨在研究将GSM数据业务应用于移动计算的Mowgli(Mobile Office Workstations using GSM Links)项目研究;英国广播公司和埃克塞斯大学正在研究利用GSM的多个通道进行传输,增强音频信号的研究;苏格兰Strathclyde大学的Dunlop和Santos正在实验,计划在轻轨列车上利用GSM 9.6kbit/s电路数据信道传输压缩的视频图像。一些媒体还报道了英国科学家研制出“心控移动电话”,即把测量人体心脏工作的医疗装置和GSM移动电话相连,发现一旦出现异常可以通过GSM数据业务向医院报警。

 

摘自“通信世界”2003.6


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