3G关键技术在移动电子商务中的应用

［摘要］第二代移动通信系统不足以支撑移动电子商务的应用和发展。因此本文对第三代移动通信系统的传输速度、QoS、信息安全等方面的关键技术进行了论述，并在此基础上对移动电子商务中的具体应用进行介绍。

    一、引言

　　随着互联网的普及与发展，建立在互联网基础上的电子商务逐渐被人们接受并给人们的生活带来重大的影响。但随着数字技术与网络技术的结合，以及互联网与移动通信的融合发展，人们已不再仅仅满足于依托固定通信线路的电子商务运作方式，而希望能实现“任何人在任何地点、任何时间可以进行任何形式的”电子商务活动，因此主要依托移动电话和移动互联网的移动电子商务具有广阔的应用前景。

　　但是现有的GSM、GPRS通信系统在传输速度、服务质量(QoS)、信息安全等方面的性能与移动电子商务的需要有较大的差距。相对第一代模拟制式通信系统(1G)和第二代GSM、CDMA数字通信系统(2G)，第三代移动通信系统(3G)是以IP网为核心网络并与各种形式的网络互联的系统，可以提供图像、音乐、视频等丰富的数据业务和较好的安全性能，为移动电子商务业务的开展奠定了坚实的技术基础。

　　二、支撑移动电子商务的3G关键技术

　　移动电子商务，是指通过手机、PDA(个人数字助理)、手提电脑等移动通信设备与互联网有机结合所进行的电子商务活动。相对于传统的电子商务而言,它真正实现了随时随地的信息交流和贴身服务。3G移动通讯网络和工具可以提供网页浏览、电话会议、电子商务等多种高质量信息服务，满足移动终端用户完全个性化的需求，在实际生活中产生巨大的作用，促进移动电子商务的发展。支撑移动电子商务的3G关键技术主要表现在传输速率、传输质量、信息安全性等方面性能的提升。

　　1.极高的传输速率适应现代移动电子商务业务

　　传输速度是移动电子商务生存和发展的根本。与之前的移动通信系统相比，第三代移动通信系统的主要特征是可以提供极高的数据传输速度和丰富多彩的移动多媒体业务。移动通信系统特性的对比所示。

　　第一代模拟移动通信系统不能提供非话音业务，语音传输质量不高。第二代移动通信系统采用数字调制技术，可以支持话音业务，也可以支持低速数据业务。随着无线用户的增长以及无线数据业务的迅速增加，GSM推出了一种移动数据业务，即通用分组无线业务(GPRS)。GPRS(2.5G)在GSM电路中叠加一个基于分组的无线接口，提供115kbit/s速率的分组数据业务，以快速接入数据网络。但是115kbit/s的接入速率是一种理想的情况，在实际应用中，由于多种因素的影响，速率一般在20kbit/s左右，比理论速度慢得多。

　　第三代移动通信系统采用频分双工(FDD)模式和时分双工(TDD)模式。FDD模式支持对称业务，移动速度能达到500km/h。FDD模式利用分离的两个对称频率信道，进行信息接收和传送，采用包交换等技术，实现高速数据业务。TDD模式支持非对称的分组交换业务和速率高达2Mbit/s的互联网业务，移动速度能达到120km/h。TDD模式不需要成对的频率，上下行链路的业务可以共享一个信道，允许在同一个无线电载波上交替地进行上下行链路传输，适合非对称分组交换业务的传输。3G在无线数据传输方面的性能指标已经达到传输多媒体业务的速率要求，它们能实现在高速移动环境中支持速率为144kbit/s的业务，步行慢速移动环境中支持速率为384kbit/s的业务，室内环境支持速率达2Mbit/s的业务，完全能够满足信息交互、娱乐等移动电子商务业务的运行，对于开拓业务范围、提高服务水平提供了理想的平台，大大拓展了增值业务的空间。

　　例如在票务系统的开发中，依托3G传输速度的优势，在传统订票业务的基础上可拓展更高质量的服务。如电影院、餐饮的移动订票订位服务系统，用户可通过手机实时查看座位预定情况，直接预定需要的座位；机票订票系统中可通过无线通信实现航班查询、预定电子客票和办理登机牌的功能。

　　2. QoS的高低决定现代移动电子商务兴衰

　　传输服务质量(QoS)的好坏直接关系到移动电子商务的兴衰成败。与第一、第二代移动通信系统相比，第三代移动通信系统将Internet和移动通信相结合,使得移动电子商务业务的数量和种类得到前所未有的增长,各种实时业务、多媒体业务不断涌现,要求提供端到端的QoS保证。　　

　　1G、2G网络基于电路交换方式，电路连接建立后就能保证QoS，其定义了一系列电路承载业务，包括同步/异步和透明/非透明等参数，并定义了有限的比特速率集；这些原则对所有后续移动网演进版本均有效。GPRS基于分组交换，只提供“Best Effort”QoS，不保证比特率和时延等。GPRS接入网没有“连接”概念，所有用户流是混合的，不能提供QoS保证。GPRS的QoS参数在用户终端UE与网络侧实体SGSN、GGSN之间传递，包括分组包优先级以及是否需要重传等，由各设备商自行实现。3G系统QoS体系集合了ATM网络、IP网络、第二代GSM网络的QoS机制，最终实现基于“全IP”的QoS体系结构。

　　与1G、2G网络相比，3G网络满足不同业务类型的需求。3G系统定义了4种承载业务类别：会话类、流类、交互类和背景类。会话类的主要特征是保证数据顺序关系、严格的低延时要求，比如语音、可视电话的应用；流类的主要特征是保证数据顺序关系，比如视频流、音频流的应用；交互类的主要特征是请求应答模式、保证业务内容，比如网页浏览的应用；背景类的主要特征是数据没有时延要求、保证业务内容，比如Email、FTP文件下载的应用。3G对上述4种业务类别在传输时延、抖动、误码率、重传机制等方面都定义了丰富的QoS属性和参数值。同时，3G网络提供应用层、传输层、链路层和物理层等端到端的QoS保证和跨层端到端自适应QoS多媒体传输结构，涉及几乎所有网络单元，包括用户终端UE、接入网UTRAN实体、核心网CN实体，以达到理想的端到端的质量。其定义的QoS技术主要包括综合服务/资源预留(IntServ/RSVP)、差分服务(DiffServ)、多协议标记交换(MPLS)、流量工程和基于约束的寻路等，以实现最佳的动态资源分配。3G的QoS参数由运营商自行决定。

　　3G系统高质量的QoS为移动电子商务媒体的运行提供了可靠的保证。例如手机电视的实现和应用，在韩国，手机电视的DMB标准已于2005年5月和11月投入商用，在短短的两年时间内积累了数百万的用户；在日本，移动运营商在2006年4月推出了手机电视业务，截至2007年3月底，日本的电视手机已经累计售出近700万部。我国的GGTV手机电视门户是首个面向全球的双语版手机电视WAP服务网站，采用世界领先的图像压缩及编解码技术，免费为全球用户提供高质量的手机音视频服务。

　　3.可靠的信息安全性保证现代移动电子商务应用

　　安全是电子商务推进过程中最被用户关注的问题，移动电子商务信息的安全性主要体现在业务信息的保密性和身份认证两个方面。

　　(1)保密性是电子商务全面推广应用的重要屏障。第一代模拟移动通信系统几乎没有采用任何保密措施，用户的信息是以明文传递的。第二代移动通信系统中，在保密性方面有了较大的改进，采用了密钥分配和加密等密码技术，用户信息以密文的方式传递，但仍然存在3个方面的缺陷：①加密机制基于基站，只对空中接口部分进行加密，而网络内和网间链路上仍然采用明文传输；②密钥长度较短，只有64bit；③没有考虑数据完整性保护。

　　第三代移动通信系统克服了第二代移动通信系统的不足，并针对3G系统的新特性，定义了更加完善的安全特性与安全服务。3G系统在改进算法的同时把密钥长度增加到128bit，还把3GPP接入链路数据加密延伸至无线接入控制器(RNC)，既提供了接入链路信令数据的完整性保护，还向用户提供了可随时查看自己所用的安全模式及安全级别的安全可视性操作。

　　3G在保密性能方面的提高为移动电子商务实时支付等功能的发展奠定了基础，为手机直接小额支付和以手机为媒介进行银行卡消费创造了条件。例如重庆市推出的“长江掌中行手机钱包”将手机SIM卡和银行卡账号进行捆绑，当市民在商场、超市、餐饮娱乐场所等进行消费或乘坐轻轨买票时，只要拿出手机在POS机上轻轻一扫，即刻完成支付，手机同时接收到此次消费的信息记录。　　

　　(2)身份认证是保障移动电子商务中个性化、便捷化的重要条件。第一代模拟移动通信系统中用户身份鉴别非常简单，攻击者只要截获了电子序列号(MIN)和移动台识别号(ESN)就可以很容易克隆手机。第二代移动通信系统中虽采用了身份认证，但采用的是单方面认证机制，用户无法实现对网络进行认证，同时用户身份识别(IMSI)以明文形式在网络传送，因此非法的设备(如伪基站)可以伪装成合法的网络成员，从而欺骗用户，窃取用户的信息。3G系统则提供了双向认证机制，不但网络可以对用户进行身份认证，而且用户可以对网络进行身份认证，同时3G采用增强的用户身份机密(EUIC)，通过归宿网络内的用户身份解密节点(UIDN)对移动业务身份识别模块进行认证。

　　3G提供了更完善的身份认证体系，双向认证的引入更进一步保障了用户使用的安全性，有效地防范了虚假网站，而且对移动电话用户身份的有效识别为移动电子商务业务开展创造了条件。由于手机识别码(IMSI)的唯一性，在可靠的身份识别系统的支持下，使手机作为移动电子商务成功的交易凭证成为可能。例如在门票系统中(见图4)使用手机作为购票工具和支付手段，交易成功后以手机作为检票依据，实现多用户同步交易和快速通过，将大大提高工作的效率。

　　三、总结

　　综上所述，3G技术的发展为移动电子商务在传输速度、传输质量、安全性能等方面提供了良好的技术保障，为提高移动电子商务的服务质量，开拓增值业务创造了条件。随着3G技术广泛使用，建立在3G平台上的移动电子商务将具有巨大的应用前景。