系统演进历程

6.4.3　GSM系统演进历程

GSM系统的演进历程为：GSM基本网络系统→GSM增值业务和智能网络系统→GSM高速电路交换数据业务（HSCSD）网络系统→GSM通用分组无线业务（GPRS）网络系统→GSM演进增强数据速率（EDGE）网络系统。

1.GSM增值业务和智能网络系统

为了提供更多的增值业务，在GSM基本网络系统的基础上，增加了增值业务节点（Value Added Service，VAS）和业务中心（Service Centre，SC）。增值业务平台是创造价值的起点。最小的增值业务平台包括短信业务中心（Short Message Service Center，SMSC）和语音邮件系统（Voice Mail System，VMS）。

短信业务

短信业务是GSM系统中唯一不需要端到端业务通道的业务。它通过GSM系统的信令信道来传送短消息，通过短信业务中心完成接收、存储和转发用户的短消息。

基本GSM的增值业务平台旨在实现“大众化业务为大众”（Mass Service for Mass People），但是消费者个性化需求的不断增加，“智能网络”（Intelligent Network，IN）的概念应运而生。智能网络使GSM业务从大众化业务走向个性化业务发展的方向。

2.GSM高速电路交换数据业务

在GSM基本网络系统中，GSM用户使用9.6kbit/s电路交换均衡“管道”实现数据传输。随着数据业务的迅猛发展，这一速度已无法满足人们的要求，因此，GSM系统采取了两种演进方式：信道编码优化和高速电路交换数据（HSCSD）。

（1）信道编码优化

信道编码优化使有效比特传输速率从9.6kbit/s增至14.4kbit/s。

（2）高速电路交换数据（HSCSD）

高速电路交换数据HSCSD为了让更多数据在空中接口传输，同时启动了多个业务信道，在理想环境下，用户数据速率可以达到38.4kbit/s（4时隙）或57.6kbit/s（6时隙）。

但是，由于高速电路交换数据（HSCSD）基于电路交换方式，一方面使得HSCSD适合于持续长时间的大数据量传输，如文件传输、视频会议以及实时性业务等；另一方面，不管数据传输的速率有和无、在前向和反向是否对称，占用信道数都不变，这不符合通常数据传输下行速率高、上行速率低，双向不对称的特点，从而造成资源浪费。

3.GSM通用分组无线业务（GPRS）

由于电路交换均衡Um接口不是数据连接的最佳选择访问媒介，为了克服高速电路交换数据业务（HSCSD）的缺点，更有效地进行数据传输，开发出通用分组无线业务（GPRS）。

GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线业务）是基于GSM系统的数据业务增强技术，被称为是向第三代移动通信技术过渡的2.5代技术。它在GSM技术的基础上，叠加了一个新的网络，同时在网络上增加了一些硬件设备并进行软件升级，形成了一个新的网络逻辑实体。GPRS可以提供端到端的、广域的无线IP连接，把分组交换技术引入了现有的GSM系统，通过对GSM原有时隙的动态分配使用，每个用户可以同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，增强了GSM系统的数据通信能力，最大数据速率为171.2kbit/s，是在第三代移动通信尚未完全成熟之前的过渡性技术。

（1）GPRS与GSM系统的区别

GPRS与GSM系统的根本区别在于：GSM采用电路交换；GPRS采用分组交换。

GPRS在GSM电路交换模式之上增加了GPRS网关支持节点（GGSN）和GPRS服务支持节点（SGSN），使得用户能够在端到端的分组方式下发送和接收数据，实现基于GPRS传输的短信业务、多媒体彩信业务，以及终端无线上网业务等。

（2）GPRS系统结构

GPRS系统结构如图6-23所示。与电路交换式数据呼叫不同，GPRS分组不是通过移动业务交换中心连接到语音网络上，而是从基站发送到服务支持节点（SGSN），服务支持节点与网关支持节点（GGSN）进行通信，GGSN对分组数据进行相应的处理后，再发送到目的网络，如因特网。来自因特网的标识有移动台地址的IP包，由网关支持节点（GGSN）接收后，再转发到服务支持节点（SGSN），然后传送到移动台。

图6-23　GPRS系统结构

①服务支持节点（SGSN）

服务支持节点的功能类似GSM系统中的交换子系统，主要是对移动台进行鉴权、移动性管理和路由选择，建立移动台与网关支持节点GGSN之间的传输通道，接收基站子系统透明传来的数据，进行协议转换后经过GPRS的IP骨干网发送给网关支持节点或反向进行，此外还进行计费和业务统计。

②网关支持节点（GGSN）

网关支持节点（GGSN）是GPRS网对外部数据网络的网关或路由器，它提供GPRS和外部Internet的互联。GGSN接收服务支持节点（SGSN）发送的数据，选择路由并发送到相应的外部网络；或者接收外部网络的数据，根据其地址选择GPRS网内的传输通道，发给相应的服务支持节点。

4.EDGE

为了进一步提高系统数据传输速率，开发了EDGE（Enhanced Data Rate for GPRS Evolution，GPRS增强数据速率演进，俗称2.75G）。EDGE是在GPRS的基础上，对调制方式和编码方式进行了改进，从而大大提高了数据传输的速率。例如，对于速度为250km/h的移动台，最大数据速率为144kbit/s；对于速度为100km/h的移动台，最大数据速率为384kbit/s；静止状态时的移动台最大数据速率为2Mbit/s。