正偉比較GPRS與CDPD移動通信技術
GPRS與CDPD移動通信技術的最終目標都是為了幫助人們實現移動互聯的夢想,它們在技術上各有哪些特色呢?
兩種技術的概念
GPRS表示整合封包無線服務,它是利用“分組交換”(Packet-Switched)概念所發展的一套無線傳輸方式。GPRS利用4種不同的編碼方式,每個時隙可提供的傳輸速率為 CS-1(9.05kbps)、CS-2(13.4kbps)、CS-3(15.6kbps)及CS-4(21.4kbps),每個用戶最多可同時使用8個時隙,所以 GPRS最高傳輸速率為171.2kbps。
CDPD(Cellular Digital Packet Data, 蜂窩式數字分組數據),是由美國移動通信公司(AMCI)等8dagongsilianhetuichudeyizhongwuxianshujutongxinjishuguifan。gaibiaozhundezhidingbiaozhizhewuxianshujuchuanshuchengweixianshi。tashiyishuzifenzushujujishuweijichu,yifengwoyidongtongxinweizuwangfangshideyidongwuxianshujutongxinjishu。
CDPD網絡是一種新型的無線廣域網係統,與現在市麵上所見的無線局域網不同的是,該通信網絡工作在800兆赫頻段之間,該頻段具有一定的穿透和繞射能力,幹擾較少。該網絡所能達到的信道速率為19.2kbps,去掉分組數據打包以及信道複用的一些開銷,對用戶來說數據傳輸速率一般為5k~10kbps,最高可以達到15kbps左右。使用CDPD技術組成的通信係統,采用全雙工的通信方式,所以它可以同時收發數據,另外該通信網絡通過前向糾錯(FEC)和自動反饋重發技術,保證在其網絡上傳輸的數據不會出現差錯。
兩種係統的組成
GPRS網絡是基於現有的GSM網絡來實現的。在現有的GSM網絡中需要增加一些節點,如GGSN(Gateway GPRS Supporting Node)和SGSN(Serving GSN)。CDPD網絡係統由基站、交換機和網絡管理係統組成。每個基站最多可安裝6塊信道板,每塊信道板為移動終端提供一個19.2kbps的空中接口,使移動終端進行全雙工分組數據傳輸;同時它也負責頻譜監測、頻率管理。它通過一根64kbps幀中繼與交換機相聯接。基站上的電路所有組件可以熱插拔,更換元器件時不會影響服務。CDPD交jiao換huan機ji主zhu要yao由you兩liang部bu分fen組zu成cheng,它ta們men是shi分fen組zu服fu務wu器qi和he管guan理li服fu務wu器qi。其qi中zhong分fen組zu服fu務wu器qi負fu責ze分fen組zu數shu據ju交jiao換huan,管guan理li服fu務wu器qi負fu責ze用yong戶hu賬zhang戶hu管guan理li以yi及ji計ji費fei信xin息xi管guan理li。交jiao換huan機ji中zhong的de每mei個ge模mo塊kuai都dou是shi雙shuang個ge的de,互hu為wei熱re備bei份fen,如ru果guo一yi個ge模mo塊kuai發fa生sheng故gu障zhang,自zi動dong切qie換huan到dao另ling一yi個ge。而er網wang絡luo管guan理li係xi統tong負fu責ze對dui整zheng個geCDPD網絡進行管理,網絡的任一部分發生故障,管理係統馬上就能觀察到,並能遠程進行設置和修改。
兩種技術的應用
GPRS是在現有GSM網絡上開通的一種新型的分組數據傳輸業務,在有GPRS承載業務支持的標準化網絡協議的基礎上,GPRS可以提供一係列交互式業務:
點對點麵向連接的數據業務;
點對多點業務;
點對點無連接型網絡業務。
CDPD適用的業務種類很多,使用方法靈活。目前主要應用在如下領域:
兩種技術的區別
GPRS與CDPD都dou可ke以yi提ti供gong數shu據ju業ye務wu服fu務wu,從cong技ji術shu與yu應ying用yong方fang麵mian來lai看kan各ge有you其qi特te點dian,對dui於yu運yun營ying商shang而er言yan,選xuan擇ze什shen麼me樣yang的de數shu據ju網wang絡luo是shi提ti供gong數shu據ju業ye務wu的de前qian提ti與yu關guan鍵jian。下xia麵mian把baGPRS和CDPD的性能作一個簡單的對比。
1. 選擇分析
CDPD從1992年開始出現到現在,技術已經很成熟,並有了一套完整的CDPD規範,各個運營商可以根據這個統一的標準進行開發和應用。在許多國家和地區,CDPD在很多領域已得到了廣泛的應用。在CDPD未出現以前,無線數據網絡運營者隻能選擇專用網絡。目前在美國乃至全世界,CDPD已成為具有競爭力的無線數據網絡,而GPRS的標準到目前為止仍沒有規範化,並且GPRS並非是在GSM網絡中傳輸數據的最終技術。在GSM網絡的數據技術演進過程中,從電路型數據業務、HSCSD、GPRS、EDGE到最終的IMT-2000,這些技術並非都會實現,某些僅僅會成為過渡技術。
2. 傳輸速度
和CDPD相比,GPRS傳輸速率較高,但它的高速是通過犧牲信道資源來獲取的。如果GSM一個載頻中的8個信道全部被GPRS占用,傳輸速率可達到115kbps(理論上);如果僅占用1個信道,除去協議及糾錯等信息外,真正用於傳輸數據的隻有14kbps。而現有的大部分數據應用都是一些低速數據,CDPD所具有的19.2kbps已足夠90%以上的應用需求。
3. 信息資源
GPRS是通過占用GSM的語音信道來傳輸數據,這勢必給本已擁塞的GSM帶來更大的負擔,數據用戶的發展也會因語音用戶而受到限製。不僅如此,GPRS對共享信道的用戶數也有一定的限製,同時隻能有幾個用戶共享信道。而CDPD作為一個專用數據網絡,它的用戶數可以達到很多,對於每一個PS,可以有15000個用戶登記注冊,對於一個群,用戶數更是多達十幾萬個,而且同時可有二十幾個用戶共享信道,進行數據傳輸。
4. 移動終端
CDPD發展到今天,開發終端產品的廠商已經有很多。隨著適於各種應用的終端產品的不斷出現,終端的價格已呈現出了很快的下降趨勢。同GPRS終端相比,CDPD的終端有著很大的價格優勢。
5. 建設成本
經過測算,在GSM網絡中每發展一個用戶的成本約為2000元,GRPS用戶的成本是根據網絡規模決定的。一般來說,在CDPD的建網初期,基站數不會很多,加上必需的交換機與網管的投資,平攤到每個用戶的成本約為2500~3000元左右。隨著網絡覆蓋規模及網絡容量的擴大,用戶成本會顯著降低。
6. 安全保障
GPRS雖然也能對傳輸數據進行加密,但加密驗證機製沒有CDPD網絡強,CDPD采用RC4加密技術,40位的密鑰,正反信道采用不同的密鑰,同時係統采用動態密鑰管理,即網絡自動分配的隨機地址。服務器一端的密鑰與用戶的無線Modem的密鑰匹配之後,用戶才能夠登錄上網。每次開機注冊時的密鑰都不相同。
7. 係統類型
GPRS是基於GSM網絡,共用GSM頻率(900/1800MHz),共享GSM網絡的絕大部分基礎設施,而CDPD是一種基於AMPS的無線廣域網,它是一種專用數據網。
8. 通信容量
GPRS數據用戶容量受話務量限製;而CDPD網絡可以同時注冊15000用戶/PS。
9. 工作頻率
GPRS與GSM共用頻段,GSM采用TDMA/FDMA多址工作方式,每個頻道有8個時隙(8信道)。依據小區用戶數量(密度),GSM可采用不同的小區頻率複用方式。CDPD是工作在AMPS頻段,隻有1MHz頻段。由於GPRS可用頻段寬,因此GPRS每個小區內可用於數據的信道數遠大於CDPD,容易滿足組建公網對信道數的需要。
10. 編碼方式
GPRS采用卷積編碼,推薦4種編碼方式:CS-1~CS-4(CS-1,碼率1/2;CS-2,碼率2/3),通過減少糾錯比特適應不同傳輸信道質量要求。例如CS-1和CS-2編碼糾錯能力強,適用傳輸信道質量比較差的電路。CS-3和CS-4(無糾錯)編碼糾錯能力差,適用傳輸信道質量好的電路使用,使用靈活方便。CDPD信道FEC編碼隻有一種Reed-Solomon,不如GPRS靈活。
11. 服務質量
GPRS設置服務優先級3級可以協商確定,設置傳輸時延等級3級可以協商確定,設置傳輸可靠性等級3級,還設置用戶吞吐量等級19級可以協商確定,使運營者能為用戶提供多種有效的服務。而CDPD卻沒有上述功能。
12. 接收靈敏度
GPRS基站接收靈敏度低於CDPD,原因之一是GSM不同信道類型對應的誤碼率極限值不同,同時由於CDPD采用了空間分集技術,提高了接收機靈敏度。