通信學(xué)論文-3G的業(yè)務(wù)開放及其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ).doc

通信學(xué)論文-3G的業(yè)務(wù)開放及其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)30沒有自己的標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù),也就是說,絕大多數(shù)業(yè)務(wù)都能在2G/2.5G體系中開放。唯一不同的是,3G能以其寬帶高速傳輸數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)使業(yè)務(wù)更加具有吸引用戶的能力,同時(shí)在技術(shù)演進(jìn)過程中使業(yè)務(wù)開放愈來愈多彩多姿。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以提供的主要業(yè)務(wù)有基于互連網(wǎng)的業(yè)務(wù)、駐留在終端的業(yè)務(wù)和電信網(wǎng)的增值業(yè)務(wù),筆者在研究了多媒體消息、位置定位業(yè)開放的技術(shù)基礎(chǔ)并對(duì)演進(jìn)中的3G業(yè)務(wù)開發(fā)開放技術(shù)給出了自己的研究心得。多媒體業(yè)務(wù)開放及其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)多媒體一般認(rèn)為是綜合了話音、文本和視頻的業(yè)務(wù),ITU-T給出的定義是:具有集成性、交互性和同步性的業(yè)務(wù)稱之為多媒體業(yè)務(wù),這里集成性指的是能對(duì)內(nèi)容數(shù)據(jù)信息、多媒體和超媒體信息、腳本信息及特定的應(yīng)用信息進(jìn)行存儲(chǔ)、傳輸、處理、顯現(xiàn)的能力；交互性指的是在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中人與業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的相互控制的能力,是多媒體業(yè)務(wù)系統(tǒng)必備的能力；同步性指的是在多媒體業(yè)務(wù)終端上顯現(xiàn)的文本、圖像、話音是以同步方式工作的。多媒體業(yè)務(wù)的開展隨網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸帶寬的增加而變得紅火起來,在蜂窩移動(dòng)通信領(lǐng)域,隨著具有寬帶高速數(shù)據(jù)傳輸能力的3G系統(tǒng)的商用,為移動(dòng)多媒體的廣泛應(yīng)用打通了制約的瓶頸。移動(dòng)多媒體分為三種:1.流媒體；2.多媒體消息,包括彩信、彩鈴等；3.視頻。本節(jié)僅就30中多媒體消息業(yè)務(wù)開放的技術(shù)基礎(chǔ)給出描述。30的MMS業(yè)務(wù)是在2.5G的短信即SMS的基礎(chǔ)上演化發(fā)展而來。MMS業(yè)務(wù)的開展需要在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐體系中首先設(shè)置業(yè)務(wù)中心MMSC,這是開展MMS業(yè)務(wù)的核心基礎(chǔ)所在,它主要負(fù)責(zé)MMS消息的存儲(chǔ)并處理進(jìn)出MMSC的消息,完成在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送由文本、圖片、聲音等媒體格式組成的多媒體消息。多媒體消息中心內(nèi)部主要分為MMSRs,ay和MMSServer。與3G核心網(wǎng)相關(guān)網(wǎng)元互通的功能主要由MMSRelay通過WAP網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn),比如說與SMSC和3G-GGSN的互連,與SMSO的互連的原因是MMS的通達(dá)用戶需要用SMS進(jìn)行提前通知,MMSRelay在不同的消息系統(tǒng)之間進(jìn)行信息的傳遞。它在服務(wù)器和用戶代理之間提供一個(gè)綜合的功能,并根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)綜合不同的服務(wù)器類型。根據(jù)需要和可能,MMSRelay和MMSServer可以合設(shè)也可以分開設(shè)置,也存在其它MMSC,MMSC與MMSC的連接采用MM4接口,這是由3GPP規(guī)范定義的。因此,在多運(yùn)營(yíng)商的情況下,只要遵循3GPP制定的MM4接口規(guī)范,不需要多媒體消息網(wǎng)關(guān),MMS業(yè)務(wù)即可以跨運(yùn)營(yíng)商而開展。以上情形僅只對(duì)各運(yùn)營(yíng)商都設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)MMS系統(tǒng)而言,如果某運(yùn)營(yíng)商設(shè)置了非標(biāo)準(zhǔn)的MMS系統(tǒng),其與MMSC系統(tǒng)的互連需加設(shè)MMS網(wǎng)關(guān),該網(wǎng)關(guān)位于MMSC和非標(biāo)準(zhǔn)MMS系統(tǒng)之間。以上描述是基于3GPPR4版本。在R5版本中,則直接定義了TCP/IP方式的MMS。換個(gè)角度來看,我們應(yīng)該對(duì)MMS業(yè)務(wù)概念作一個(gè)修正。MMS不僅是一種業(yè)務(wù),而更像是是一種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,更進(jìn)一步說。MMS是一大類業(yè)務(wù)。有人說,MMS業(yè)務(wù)是在GPRS的基礎(chǔ)上起飛,將在30中大放異彩,這就是人們對(duì)MMS業(yè)務(wù)發(fā)展的預(yù)期與希望。MMS業(yè)務(wù)的發(fā)展變化也牽涉到移動(dòng)終端即手機(jī)的問題,因?yàn)镸MS業(yè)務(wù)的開展需要MMS手機(jī)的支持,如果終端不是MMS手機(jī),那就需要多媒體系統(tǒng)首先向終端發(fā)SMS短信進(jìn)行通知,再由手機(jī)終端通過WAP或WEB方式上網(wǎng)提取自己的MMS。但這并不是長(zhǎng)久之法,MMS業(yè)務(wù)的開展一般來說還是在雙方都是MMS手機(jī)的時(shí)候才得以進(jìn)行。位置定位業(yè)務(wù)開放及其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)位置定位業(yè)務(wù)在2.5G蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中已有推出,由于其前景看好,在30中仍然作為增值業(yè)務(wù)之一而隆重推出。LBS(LocationBasedService)一般說來用在公共安全業(yè)務(wù)、導(dǎo)航、跟蹤業(yè)務(wù)、基于位置的個(gè)性化信息服務(wù)以及基于位置的計(jì)費(fèi)業(yè)務(wù)等方面。舉例來說,基于位置的個(gè)性化信息服務(wù)就是當(dāng)一名移動(dòng)用戶想要了解他/她目前所處位置附近地區(qū)購(gòu)物中心、娛樂場(chǎng)所等的位置時(shí),他/她就可以發(fā)送一個(gè)服務(wù)請(qǐng)求來了解情況。人們?cè)诖罅康厥褂梦恢枚ㄎ环?wù)的時(shí)候,并不太了解開展此項(xiàng)業(yè)務(wù)背后的復(fù)雜的技術(shù)支撐。本文即以30中的WCDMA技術(shù)為例介紹位置定位服務(wù)背后的技術(shù)基礎(chǔ)。WODMA在R99版本中定義了三種位置定位技術(shù),它們是:1.CELL-ID；2,OTDOA；3.A-GPS。其實(shí)現(xiàn)原理在此就不多說了。下面具體介紹相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐。WCDMA標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)由三部分組成:1.核心網(wǎng)絡(luò),2.無線接入網(wǎng)絡(luò)；3.移動(dòng)終端。3GPP規(guī)定的實(shí)現(xiàn)位置定位的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成部分是:無線接入網(wǎng)側(cè)由LMU(LocationMesurmentUnit,位置測(cè)量單元)和SMLC(ServmgMobiteLocationOenter,移動(dòng)位置定位服務(wù)中心)組成。其中,LMU可以單獨(dú)設(shè)置也可以與NodeB合設(shè)；SMLC可以單獨(dú)設(shè)置也可以與BNC設(shè)置在一起,這些都具體取決于設(shè)備廠商的具體安排。核心網(wǎng)側(cè)的網(wǎng)元是GMLC(OatewayMobileLocationCenter,網(wǎng)關(guān)移動(dòng)定位中心),作為L(zhǎng)BS服務(wù)器它與LBS客戶端連在一起。其它核心網(wǎng)元MSC/MSCServer、HLR、SCP和3G-SGSN同時(shí)被要求具有對(duì)位置定位的支持能力。上述各網(wǎng)元各司其職,LMU負(fù)責(zé)移動(dòng)終端上行信號(hào)的測(cè)量,測(cè)量結(jié)果傳給SMLC供其計(jì)算位置信息使用。SMLC根據(jù)用戶對(duì)位置定位業(yè)務(wù)QoS的需求從三種定位方法中選定一種進(jìn)入位置定位服務(wù)的提供程序。即將移動(dòng)終端的位置定位信息(經(jīng)緯度)通過電路域的MSC或分組域的3G-SGSN送到GMLC.GMLC是連接外部以獲取位置定位服務(wù)的網(wǎng)關(guān),通過它移動(dòng)終端獲取到位置定位信息。GMLC的功能還包括對(duì)用戶及客戶端的鑒權(quán)、授權(quán),并將SMLC傳送來的位置經(jīng)緯度信息轉(zhuǎn)換成地理坐標(biāo),對(duì)客戶端和用戶計(jì)費(fèi)以及接受客戶端的請(qǐng)求并作出相應(yīng)的響應(yīng)等。LBS客戶端是為了獲取申請(qǐng)位置定位業(yè)務(wù)的移動(dòng)終端的位置信息而與LBS服務(wù)器進(jìn)行交互的網(wǎng)元。它可以設(shè)置在移動(dòng)網(wǎng)內(nèi)實(shí)體上,也可以設(shè)置在移動(dòng)網(wǎng)外部。一般情況下,LBS客戶是由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商或其他第三方來提位置定位業(yè)務(wù)的,它可以通過兩種方法接入GMLC,一種方法是通過采用MLP(NobileLocationProtocoi)協(xié)議的Le接口接入到GMLC,MLP開放移動(dòng)聯(lián)盟OMA所大力推薦的GMLC和具體位置定位應(yīng)用之間的協(xié)議；另一種方式是通過OSA提供的標(biāo)準(zhǔn)APr(ApplicationPrograminterface)接口接入,這種方式是網(wǎng)絡(luò)分層次架構(gòu)發(fā)展的趨勢(shì)。但是有鑒于統(tǒng)一業(yè)務(wù)開放的平臺(tái)的建設(shè)還是很遙遠(yuǎn)的事情,后一種方式從應(yīng)用的層面看技術(shù)上還很不成熟,所以在實(shí)際應(yīng)用中還很少采用它。有鑒于不同應(yīng)用的需要,LBS客戶端可以向GMLC發(fā)出兩種位置定位服務(wù)請(qǐng)求。即時(shí)位置定位服務(wù)請(qǐng)求LIB和延時(shí)位置定位服務(wù)請(qǐng)求LDR。其中包括移動(dòng)終端的信息、業(yè)務(wù)類型以及業(yè)務(wù)Qos等,GMLC將相應(yīng)地回復(fù)即時(shí)響應(yīng)、延時(shí)響應(yīng)消息,其中包括移動(dòng)終端的地理坐標(biāo),LBS客戶端可以據(jù)此開展各項(xiàng)應(yīng)用服務(wù),WCDMA系統(tǒng)也支持對(duì)漫游移動(dòng)終端用戶的位置定位業(yè)務(wù),它是通過GMLC和HLR之間的接口Lh以及GMLC之間的接口Lr來完成的。簡(jiǎn)單地說,當(dāng)客戶端向R-GMLC(接受請(qǐng)求的GMLC)發(fā)出請(qǐng)求后,R-GMLC通過Lh和Lr接口找到H-GMLC(歸屬GMLC)和V-GMLC(訪問GMLC),并將位置定位請(qǐng)求轉(zhuǎn)到V-GMLC,再由訪問地網(wǎng)絡(luò)對(duì)漫游用戶進(jìn)行位置定位,然后將返回結(jié)果經(jīng)R-GMLC傳送到客戶端。演進(jìn)的3G系統(tǒng)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)以WCDMA為例,在30PP的R4版本中,由于采用了軟交換的技術(shù),實(shí)現(xiàn)了呼叫控制與網(wǎng)絡(luò)承載的分離,在進(jìn)一步的版本中,又實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)承載與業(yè)務(wù)開放的分離。這樣就從根本上實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)開放的徹底分離,這樣一來,業(yè)務(wù)的開放過程中完全可以屏蔽掉網(wǎng)絡(luò)的具體技術(shù)細(xì)節(jié)和復(fù)雜多樣的協(xié)議束縛,從而給業(yè)務(wù)的開放帶來了極大的靈活性。3G業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)可以分成兩部分:1.網(wǎng)絡(luò)側(cè)；2.終端側(cè)。其中,網(wǎng)絡(luò)側(cè)是基于全I(xiàn)P核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),終端則支持MExE、SAT、srP和電路域呼叫控制功能；網(wǎng)絡(luò)側(cè)分為分組交換域30-SGSN、3Q-GGSN、SIPServer與電路交換域MSCServer和媒體網(wǎng)關(guān)MGW。移動(dòng)終端通過iqodeB,RNC與核心網(wǎng)相連,網(wǎng)絡(luò)側(cè)的各網(wǎng)元通過MAP協(xié)議與HSS相連,通過CAP協(xié)議與SOP相連。SATSAT是嵌入在SIM卡上的業(yè)務(wù)執(zhí)行環(huán)境,SAT上業(yè)務(wù)的展開一般以客戶端/服務(wù)器的方式來實(shí)現(xiàn)?？蛻舳说某绦騼?nèi)置于移動(dòng)終端的SIM卡中,而服務(wù)器端的程序則置于SATServer上,移動(dòng)終端可以通過動(dòng)態(tài)地訪問SATserver來發(fā)現(xiàn)新的客戶端程序。下裁并更新老的客戶端程序,以進(jìn)行業(yè)務(wù)的開展。MExEMExE是應(yīng)用在移動(dòng)終端上的業(yè)務(wù)執(zhí)行環(huán)境,也采用客戶端/服務(wù)器的方式,MExE最初設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)是開發(fā)一些終端能夠具有的跨越不同硬件平臺(tái)、不同操作系統(tǒng)(這些操作系統(tǒng)嵌在手機(jī)中,并以操作系統(tǒng)的不同而對(duì)手機(jī)進(jìn)行分類)應(yīng)用程序,MExE分級(jí)為四類:1.WAP手機(jī)；2.個(gè)人JAVA手機(jī)；3.個(gè)人J2ME(JAVA2MicroEdition)；4.支持Microsoft。NET技術(shù)的手機(jī)。SIPSIP是在30的分組交換域網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行多媒體通信的應(yīng)用層控制協(xié)議,移動(dòng)終端的SIP用戶代理即用于發(fā)起和接收SIP呼叫請(qǐng)求。電路交換呼叫控制程序移動(dòng)終端的電路呼叫控制程序用于發(fā)起和接受電路交換域的呼請(qǐng)求,當(dāng)然這些請(qǐng)求都是業(yè)務(wù)的請(qǐng)求。這些終端應(yīng)用程序的作用所在就是SAT可以開展像手機(jī)電話銀行、手機(jī)證券交易等安全性要求高的業(yè)務(wù)；MExE則可以按其分類的手機(jī)終端如JAVA手機(jī)、WAP手機(jī)相應(yīng)地開展業(yè)務(wù)。通過開放的SAIAFI與MExEAPI接入底層資源與網(wǎng)絡(luò)資源。這些APl通過網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元中的SCF來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用與承載網(wǎng)絡(luò)的分離。在這里,API是關(guān)鍵所在。API是終端訪問相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)資源和執(zhí)行終端應(yīng)用程序如MExE、SAT的關(guān)鍵,MExEAPI和SATAPI被終端執(zhí)行以訪問底層資源,而業(yè)務(wù)程序則通過API并采用分布式的面向?qū)ο蟮募夹g(shù)來訪問網(wǎng)絡(luò)資源,通過對(duì)底層資源和網(wǎng)絡(luò)資源的訪問,API在靈活地、個(gè)性化地開放業(yè)務(wù)的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)開放與承載網(wǎng)絡(luò)的分離。開放業(yè)務(wù)平臺(tái)OSA的概念的提出是由3GPPON5、ITuTSG11、ETSISPAN12和PARLAY組織來完成的。OSA是移動(dòng)增值業(yè)務(wù)開發(fā)開放的關(guān)鍵技術(shù)之一,它由三部分組成:1.應(yīng)用程序；2.架構(gòu)；3.業(yè)務(wù)能力服務(wù)器(SCSs)。其中SCS是SCF的物理實(shí)體,向應(yīng)用程序提供具體的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)能力；