3G關鍵技術在移動電子商務中的應用

一、引言

隨著互聯(lián)網的普及與發(fā)展，建立在互聯(lián)網基礎上的電子商務逐漸被人們接受并給人們的生活帶來重大的影響。但隨著數(shù)字技術與網絡技術的結合，以及互聯(lián)網與移動通信的融合發(fā)展，人們已不再僅僅滿足于依托固定通信線路的電子商務運作方式，而希望能實現(xiàn)“任何人在任何地點、任何時間可以進行任何形式的”電子商務活動，因此主要依托移動電話和移動互聯(lián)網的移動電子商務具有廣闊的應用前景。

但是現(xiàn)有的GSM、GPRS通信系統(tǒng)在傳輸速度、服務質量(QoS)、信息安全等方面的性能與移動電子商務的需要有較大的差距。相對第一代模擬制式通信系統(tǒng)(1G)和第二代GSM、CDMA數(shù)字通信系統(tǒng)(2G)，第三代移動通信系統(tǒng)(3g)是以IP網為核心網絡并與各種形式的網絡互聯(lián)的系統(tǒng)，可以提供圖像、音樂、視頻等豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務和較好的安全性能，為移動電子商務業(yè)務的開展奠定了堅實的技術基礎。


二、支撐移動電子商務的3G關鍵技術

移動電子商務，是指通過手機、PDA(個人數(shù)字助理)、手提電腦等移動通信設備與互聯(lián)網有機結合所進行的電子商務活動。相對于傳統(tǒng)的電子商務而言,它真正實現(xiàn)了隨時隨地的信息交流和貼身服務。3G移動通訊網絡和工具可以提供網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種高質量信息服務，滿足移動終端用戶完全個性化的需求，在實際生活中產生巨大的作用，促進移動電子商務的發(fā)展。支撐移動電子商務的3G關鍵技術主要表現(xiàn)在傳輸速率、傳輸質量、信息安全性等方面性能的提升。

1.極高的傳輸速率適應現(xiàn)代移動電子商務業(yè)務

傳輸速度是移動電子商務生存和發(fā)展的根本。與之前的移動通信系統(tǒng)相比，第三代移動通信系統(tǒng)的主要特征是可以提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速度和豐富多彩的移動多媒體業(yè)務。移動通信系統(tǒng)特性的對比所示。

第一代模擬移動通信系統(tǒng)不能提供非話音業(yè)務，語音傳輸質量不高。第二代移動通信系統(tǒng)采用數(shù)字調制技術，可以支持話音業(yè)務，也可以支持低速數(shù)據(jù)業(yè)務。隨著無線用戶的增長以及無線數(shù)據(jù)業(yè)務的迅速增加，GSM推出了一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務，即通用分組無線業(yè)務(GPRS)。GPRS(2.5G)在GSM電路中疊加一個基于分組的無線接口，提供115kbit/s速率的分組數(shù)據(jù)業(yè)務，以快速接入數(shù)據(jù)網絡。但是115kbit/s的接入速率是一種理想的情況，在實際應用中，由于多種因素的影響，速率一般在20kbit/s左右，比理論速度慢得多。

第三代移動通信系統(tǒng)采用頻分雙工(FDD)模式和時分雙工(TDD)模式。FDD模式支持對稱業(yè)務，移動速度能達到500km/h。FDD模式利用分離的兩個對稱頻率信道，進行信息接收和傳送，采用包交換等技術，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)業(yè)務。TDD模式支持非對稱的分組交換業(yè)務和速率高達2Mbit/s的互聯(lián)網業(yè)務，移動速度能達到120km/h。TDD模式不需要成對的頻率，上下行鏈路的業(yè)務可以共享一個信道，允許在同一個無線電載波上交替地進行上下行鏈路傳輸，適合非對稱分組交換業(yè)務的傳輸。3G在無線數(shù)據(jù)傳輸方面的性能指標已經達到傳輸多媒體業(yè)務的速率要求，它們能實現(xiàn)在高速移動環(huán)境中支持速率為144kbit/s的業(yè)務，步行慢速移動環(huán)境中支持速率為384kbit/s的業(yè)務，室內環(huán)境支持速率達2Mbit/s的業(yè)務，完全能夠滿足信息交互、娛樂等移動電子商務業(yè)務的運行，對于開拓業(yè)務范圍、提高服務水平提供了理想的平臺，大大拓展了增值業(yè)務的空間。

例如在票務系統(tǒng)的開發(fā)中，依托3G傳輸速度的優(yōu)勢，在傳統(tǒng)訂票業(yè)務的基礎上可拓展更高質量的服務。如電影院、餐飲的移動訂票訂位服務系統(tǒng)，用戶可通過手機實時查看座位預定情況，直接預定需要的座位；機票訂票系統(tǒng)中可通過無線通信實現(xiàn)航班查詢、預定電子客票和辦理登機牌的功能。

2.QoS的高低決定現(xiàn)代移動電子商務興衰

傳輸服務質量(QoS)的好壞直接關系到移動電子商務的興衰成敗。與第一、第二代移動通信系統(tǒng)相比，第三代移動通信系統(tǒng)將Internet和移動通信相結合,使得移動電子商務業(yè)務的數(shù)量和種類得到前所未有的增長,各種實時業(yè)務、多媒體業(yè)務不斷涌現(xiàn),要求提供端到端的QoS保證。

1G、2G網絡基于電路交換方式，電路連接建立后就能保證QoS，其定義了一系列電路承載業(yè)務，包括同步/異步和透明/非透明等參數(shù)，并定義了有限的比特速率集；這些原則對所有后續(xù)移動網演進版本均有效。GPRS基于分組交換，只提供“BestEffort”QoS，不保證比特率和時延等。GPRS接入網沒有“連接”概念，所有用戶流是混合的，不能提供QoS保證。GPRS的QoS參數(shù)在用戶終端UE與網絡側實體SGSN、GGSN之間傳遞，包括分組包優(yōu)先級以及是否需要重傳等，由各設備商自行實現(xiàn)。3G系統(tǒng)QoS體系集合了ATM網絡、IP網絡、第二代GSM網絡的QoS機制，最終實現(xiàn)基于“全IP”的QoS體系結構。

與1G、2G網絡相比，3G網絡滿足不同業(yè)務類型的需求。3G系統(tǒng)定義了4種承載業(yè)務類別：會話類、流類、交互類和背景類。會話類的主要特征是保證數(shù)據(jù)順序關系、嚴格的低延時要求，比如語音、可視電話的應用；流類的主要特征是保證數(shù)據(jù)順序關系，比如視頻流、音頻流的應用；交互類的主要特征是請求應答模式、保證業(yè)務內容，比如網頁瀏覽的應用；背景類的主要特征是數(shù)據(jù)沒有時延要求、保證業(yè)務內容，比如Email、FTP文件下載的應用。3G對上述4種業(yè)務類別在傳輸時延、抖動、誤碼率、重傳機制等方面都定義了豐富的QoS屬性和參數(shù)值。同時，3G網絡提供應用層、傳輸層、鏈路層和物理層等端到端的QoS保證和跨層端到端自適應QoS多媒體傳輸結構，涉及幾乎所有網絡單元，包括用戶終端UE、接入網UTRAN實體、核心網CN實體，以達到理想的端到端的質量。其定義的QoS技術主要包括綜合服務/資源預留(IntServ/RSVP)、差分服務(DiffServ)、多協(xié)議標記交換(MPLS)、流量工程和基于約束的尋路等，以實現(xiàn)最佳的動態(tài)資源分配。3G的QoS參數(shù)由運營商自行決定。

3G系統(tǒng)高質量的QoS為移動電子商務媒體的運行提供了可靠的保證。例如手機電視的實現(xiàn)和應用，在韓國，手機電視的DMB標準已于2005年5月和11月投入商用，在短短的兩年時間內積累了數(shù)百萬的用戶；在日本，移動運營商在2006年4月推出了手機電視業(yè)務，截至2007年3月底，日本的電視手機已經累計售出近700萬部。我國的GGTV手機電視門戶是首個面向全球的雙語版手機電視WAP服務網站，采用世界領先的圖像壓縮及編解碼技術，免費為全球用戶提供高質量的手機音視頻服務。

3.可靠的信息安全性保證現(xiàn)代移動電子商務應用

安全是電子商務推進過程中最被用戶關注的問題，移動電子商務信息的安全性主要體現(xiàn)在業(yè)務信息的保密性和身份認證兩個方面。

(1)保密性是電子商務全面推廣應用的重要屏障。第一代模擬移動通信系統(tǒng)幾乎沒有采用任何保密措施，用戶的信息是以明文傳遞的。第二代移動通信系統(tǒng)中，在保密性方面有了較大的改進，采用了密鑰分配和加密等密碼技術，用戶信息以密文的方式傳遞，但仍然存在3個方面的缺陷：①加密機制基于基站，只對空中接口部分進行加密，而網絡內和網間鏈路上仍然采用明文傳輸；②密鑰長度較短，只有64bit；③沒有考慮數(shù)據(jù)完整性保護。

第三代移動通信系統(tǒng)克服了第二代移動通信系統(tǒng)的不足，并針對3G系統(tǒng)的新特性，定義了更加完善的安全特性與安全服務。3G系統(tǒng)在改進算法的同時把密鑰長度增加到128bit，還把3GPP接入鏈路數(shù)據(jù)加密延伸至無線接入控制器(RNC)，既提供了接入鏈路信令數(shù)據(jù)的完整性保護，還向用戶提供了可隨時查看自己所用的安全模式及安全級別的安全可視性操作。

3G在保密性能方面的提高為移動電子商務實時支付等功能的發(fā)展奠定了基礎，為手機直接小額支付和以手機為媒介進行銀行卡消費創(chuàng)造了條件。例如重慶市推出的“長江掌中行手機錢包”將手機SIM卡和銀行卡賬號進行捆綁，當市民在商場、超市、餐飲娛樂場所等進行消費或乘坐輕軌買票時，只要拿出手機在POS機上輕輕一掃，即刻完成支付，手機同時接收到此次消費的信息記錄。

(2)身份認證是保障移動電子商務中個性化、便捷化的重要條件。第一代模擬移動通信系統(tǒng)中用戶身份鑒別非常簡單，攻擊者只要截獲了電子序列號(MIN)和移動臺識別號(ESN)就可以很容易克隆手機。第二代移動通信系統(tǒng)中雖采用了身份認證，但采用的是單方面認證機制，用戶無法實現(xiàn)對網絡進行認證，同時用戶身份識別(IMSI)以明文形式在網絡傳送，因此非法的設備(如偽基站)可以偽裝成合法的網絡成員，從而欺騙用戶，竊取用戶的信息。3G系統(tǒng)則提供了雙向認證機制，不但網絡可以對用戶進行身份認證，而且用戶可以對網絡進行身份認證，同時3G采用增強的用戶身份機密(EUIC)，通過歸宿網絡內的用戶身份解密節(jié)點(UIDN)對移動業(yè)務身份識別模塊進行認證。

3G提供了更完善的身份認證體系，雙向認證的引入更進一步保障了用戶使用的安全性，有效地防范了虛假網站，而且對移動電話用戶身份的有效識別為移動電子商務業(yè)務開展創(chuàng)造了條件。由于手機識別碼(IMSI)的唯一性，在可靠的身份識別系統(tǒng)的支持下，使手機作為移動電子商務成功的交易憑證成為可能。例如在門票系統(tǒng)中(見圖4)使用手機作為購票工具和支付手段，交易成功后以手機作為檢票依據(jù)，實現(xiàn)多用戶同步交易和快速通過，將大大提高工作的效率。


三、總結

綜上所述，3G技術的發(fā)展為移動電子商務在傳輸速度、傳輸質量、安全性能等方面提供了良好的技術保障，為提高移動電子商務的服務質量，開拓增值業(yè)務創(chuàng)造了條件。隨著3G技術廣泛使用，建立在3G平臺上的移動電子商務將具有巨大的應用前景。