台灣首府大學 休閒資訊管理學系 何日新老師 講授 第十章 行動通訊簡介 台灣首府大學 休閒資訊管理學系 何日新老師 講授 無線通訊網路課程

GSM、GPRS 與 3G 1989 台灣正式提供行動電話的服務, 那時候一支行動電話要價數萬元, 申請一個門號至少要半年, 因此除了少數政商人士外, 對老百姓來說, 使用行動電話根本是個虛幻的神話。 這個現象一直到 1997 年台灣開放 GSM 行動電話的經營執照才改善。 無線通訊網路課程

這一節我們就來聊聊行動電話的系統－GSM (Global System for Mobile Communications, 全球行動通訊系統)。 同時也說明 GPRS (General Package Radio Service, 整合封包無線電服務技術) 與 3G, 俾使讀者能對行動電話系統有個概括性的了解。 無線通訊網路課程

GSM GSM 是歐洲電信標準協會 (European Telecommunications Standard Institute, ETSI) 於 1990 年底所制定的數位行動網路標準。 該標準主要是說明如何將類比式的語音轉為數位的訊號, 再藉由電磁波傳送出去。 它可以應用在 3 個頻道：900 MHz、1800 MHz 及 1900 MHz。 無線通訊網路課程

舉例來說, 有 8 個用戶要使用同一個子頻道, 就可以設定每個用戶一次只能用 1 / 8 秒, 每隔 1 秒就可以輪一次。 為了能同時服務多個用戶, 每個頻道都再切割成多個子頻道, 各個子頻道再以 TDMA (Time Division Multiple Access, 分時多重存取) 的技術進行切割。 簡單的說, 就是讓每個用戶輪流使用子頻道。 舉例來說, 有 8 個用戶要使用同一個子頻道, 就可以設定每個用戶一次只能用 1 / 8 秒, 每隔 1 秒就可以輪一次。 無線通訊網路課程

上例中 1 / 8 秒的時間單位稱為時槽 (Time Slot)。 使用者的通話內容經過取樣、編碼後, 以數位訊號的方式在一個時槽中送出。 無線通訊網路課程

由於在單位時間內可使用的時槽有限, 因此若以 GSM 系統來傳送數據資料, 最高只能達到 9600bps 的速率, 根本無法滿足需求日增的 Internet 連線, 促使業者發展傳輸速率更高的新一代行動通訊系統。 無線通訊網路課程

GPRS 很多報章雜誌都寫 GPRS (General Packet Radio Service) 是新一代的行動通訊標準, 但是嚴格來說, 這種說法這並不正確。 GPRS 是架構在現有 GSM 系統之上的服務, 只是將通訊的內容改用封包的方式來傳送, 以降低 TDMA 分時技術可能產生的浪費情形。 例如：一對情侶在電話中吵架而不說話時, 雖然 2 邊都沒說話, 但 TDMA 仍會分配時槽來傳送『不說話』的內容, 形成頻寬的浪費。 無線通訊網路課程

而改用封包傳送技術, 則是有資料才會傳送, 相對提高頻寬的使用效率。 GPRS 提供 4 種不同的編碼機制, 可提供不同的資料傳輸速率： CS-1：9.05Kbps, 理論上限為 72.4Kbps CS-2：13.4Kbps, 理論上限為 107.2Kbps CS-3：15.6Kbps, 理論上限為 124.8Kbps CS-4：21.4Kbps, 理論上限為 171.2Kbps 無線通訊網路課程

理論上限是指當所有的時槽都分配給單一使用者時, 可達到的傳輸速率, 這也意謂著整個子頻道都被一個人佔用, 但是電信業者應該不會提供這種服務。 其實若能分配到 2、3 個頻道, 就能讓 GPRS 具有相當於 56Kbps 數據機的傳輸速率了。 GSM 網路只需進行一些軟硬體昇級即可提供 GPRS 服務。 無線通訊網路課程

例如：用戶端換用支援的 GPRS 手機、基地台則需更新軟體以支援 GPRS 的封包傳送方式。 此外在整個網路中還需加入 2 項新的元件：用以連接數據網路 (例如：Internet) 的 GGSN (Gateway GPRS Support Node), 以及負責建立數據連線的 SGSN (Serving GPRS Support Node)。 無線通訊網路課程

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3G－第 3 代行動通訊系統 IMT-2000 W-CDMA 台灣的 3G 發展 無線通訊網路課程

IMT-2000 國際電信聯盟 (International Telecommunication Union, ITU) 為因應未來的行動通訊需求, 早在 1992 年前就提出 IMT-2000 (International Mobile Telecommunication - 2000) 計畫。 廣納各方提出的建議, 以期及早建立下一代行動通訊的標準, 這可以說是第 3 代行動通訊標準－3G (3 Generation) 的緣起。 無線通訊網路課程

IMT-2000 的目標包括： 一隻手機、全球漫遊。 傳輸速率達到 2Mbps。 使用 2GHz 頻率。 在西元 2000 年提 供上述服務。 無線通訊網路課程

很遺憾地, 到了 2000 年, 沒有任何一家業者能完成這些目標。 經過重新討論之後, ITU 將傳輸速率的要求修正為：在靜止時則可達到 2 Mbps, 在低速移動 (例如：步行) 時可達 384 Kbps, 在高速移動 (例如：行進中的車輛) 時可達 128 Kbps。 無線通訊網路課程

至於其它的目標則不再堅持, 開放給各國廠商自行發揮。 經過市場的自然淘汰, 僅剩下 W-CDMA 和 CDMA 2000 兩種技術可望成為主流, 由於台灣的電信業者大多採用前者, 因此後文只介紹 W-CDMA。 無線通訊網路課程

W-CDMA 在介紹 W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access, 寬頻分碼多工存取) 之前, 我們先來瞭解 CDMA 的意義。 打個比方來說, CDMA 就像是一大群人在大禮堂內談話, 但是每一組談話者都用自己的語言, 並將其它語言視為「雜音」、不予理會。 例如：說國語的將台語、英語當成雜音；講台語的也不理會國語、英語的內容…等等, 因此能讓多組交談同時進行。 無線通訊網路課程

CDMA 使用 DSSS 展頻技術, 並且指定給每個用戶端不同的展頻碼。 因此雖然在同一個頻道內有多個訊號, 但是用戶端將收到的訊號與自己的展頻碼運算之後, 就會濾除其它用戶端的訊號, 得到屬於自己的訊號。 而 W-CDMA 就是『寬頻的 CDMA』, 可提供更高的資料傳輸速率。 無線通訊網路課程

由於它是針對 GSM 系統所設計, 因此多數採用 GSM 系統的國家, 都很自然地選擇 WCDMA 為其 3G 解決方案。 歐盟所制訂的 W-CDMA 標準稱為 UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), 所以也常有人用 UMTS 來代表 W-CDMA 系統。 無線通訊網路課程

台灣的 3G 發展 台灣自 2005 年 7 月開始推出 3G 服務, 亞太行動寬頻最早提供 3G 服務, 採用 CDMA 2000 標準。 其他 4 家 (中華電信、台灣大哥大、遠傳電信和威寶電信) 則都是採用 UMTS 標準。 主打的幾乎都是『行動上網』、『影像電話』、『手機打電玩』等等, 還看不出有何非用 3G 不可的應用, 因此許多人都還在觀望, 導致 3G 人口仍屬少數。 無線通訊網路課程

在 2006 年底及 2007 年初, 中華電信、遠傳電信及台灣大哥大又推出 3.5G 的服務, 其最大傳輸速率可達 3.6Mbps。 不過目前 3.5G 的基地台普及度不夠, 主要仍以北部及各大科學園區為主。一般預料, 2008 年將會是 3G 發展成 熟與加速起飛 的關鍵點。 無線通訊網路課程

手機收得到訊號即可上網？ 電信業者廣告中號稱只要手機收得到訊號即可上網是真的嗎？ 雖然目前各家電信公司的 3G 基地台分布並不廣, 在沒有 3G 訊號的地方您是無法使用 3G 上網的。 但是以中華電信、台灣大哥大及遠傳電信這 3 家公司來說, 他們的 2G 基地台在全台的覆蓋率都算不錯。 無線通訊網路課程

若您的 3G 門號屬於上述 3 家電信公司, 當手機收不到 3G 訊號時會自動切換到 2G 的模式。 當在 2G 模式時, 是以 GPRS 的方式上網, 但是連線速度就無法像使用 3G 上網這麼快了。 無線通訊網路課程

WAP 是什麼？ WAP 是一種舊的行動通訊技術, 簡單來說, 透過 WAP, 我們的手機就可以存取網際網路的資訊, 如同用電腦上網一樣。 無線通訊網路課程

但是受限於 GSM 系統最高傳輸速率 9.6 Kbps, 及手機螢幕能顯示的資訊不多, 而且僅能提供簡單的文字述敘, 這讓 WAP 的應用範圍變的很小, 而願意成為 WAP 內容提供者 (WAP Content Provider) 的廠商也是屈指可數。 無線通訊網路課程

WAP (Wireless Application Protocol)的標準 無線通訊網路課程

WAP 存取網際網路 WML (Wireless Makeup Language) WDP (Wireless Datagram Protocol) 無線通訊網路課程

WAP 存取網際網路 無線通訊網路課程

WAP 和GPRS 的關係 無線通訊網路課程