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(xiàn)移動互聯(lián)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(fā)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(shù)字分組數(shù)據(jù))，是由美國移動通信公司(AMCI)等8大公司聯(lián)合推出的一種無線數(shù)據(jù)通信技術規(guī)范。該標準的制訂標志著無線數(shù)據(jù)傳輸成為現(xiàn)實。它是以數(shù)字分組數(shù)據(jù)技術為基礎，以蜂窩移動通信為組網(wǎng)方式的移動無線數(shù)據(jù)通信技術。
CDPD網(wǎng)絡是一種新型的無線廣域網(wǎng)系統(tǒng)，與現(xiàn)在市面上所見的無線局域網(wǎng)不同的是，該通信網(wǎng)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，干擾較少。該網(wǎng)絡所能達到的信道速率為19.2kbps，去掉分組數(shù)據(jù)打包以及信道復用的一些開銷，對用戶來說數(shù)據(jù)傳輸速率一般為5k~10kbps，最高可以達到15kbps左右。使用CDPD技術組成的通信系統(tǒng)，采用全雙工的通信方式，所以它可以同時收發(fā)數(shù)據(jù)，另外該通信網(wǎng)絡通過前向糾錯(FEC)和自動反饋重發(fā)技術，保證在其網(wǎng)絡上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不會出現(xiàn)差錯。
兩種系統(tǒng)的組成
GPRS網(wǎng)絡是基于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡來實現(xiàn)的。在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡中需要增加一些節(jié)點，如GGSN(Gateway GPRS Supporting Node)和SGSN(Serving GSN)。CDPD網(wǎng)絡系統(tǒng)由基站、交換機和網(wǎng)絡管理系統(tǒng)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(shù)據(jù)傳輸；同時它也負責頻譜監(jiān)測、頻率管理。它通過一根64kbps幀中繼與交換機相聯(lián)接�；旧系碾娐匪薪M件可以熱插拔，更換元器件時不會影響服務。CDPD交換機主要由兩部分組成，它們是分組服務器和管理服務器。其中分組服務器負責分組數(shù)據(jù)交換，管理服務器負責用戶賬戶管理以及計費信息管理。交換機中的每個模塊都是雙個的，互為熱備份，如果一個模塊發(fā)生故障，自動切換到另一個。而網(wǎng)絡管理系統(tǒng)負責對整個CDPD網(wǎng)絡進行管理，網(wǎng)絡的任一部分發(fā)生故障，管理系統(tǒng)馬上就能觀察到，并能遠程進行設置和修改。
兩種技術的應用
GPRS是在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡上開通的一種新型的分組數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務，在有GPRS承載業(yè)務支持的標準化網(wǎng)絡協(xié)議的基礎上，GPRS可以提供一系列交互式業(yè)務：
點對點面向連接的數(shù)據(jù)業(yè)務；
點對多點業(yè)務；
點對點無連接型網(wǎng)絡業(yè)務。
CDPD適用的業(yè)務種類很多，使用方法靈活。目前主要應用在如下領域：
金融交易；
遠程監(jiān)控 ；
交通運輸；
無線炒股。
兩種技術的區(qū)別
GPRS與CDPD都可以提供數(shù)據(jù)業(yè)務服務，從技術與應用方面來看各有其特點，對于運營商而言，選擇什么樣的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡是提供數(shù)據(jù)業(yè)務的前提與關鍵。下面把GPRS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(xiàn)到現(xiàn)在，技術已經(jīng)很成熟，并有了一套完整的CDPD規(guī)范，各個運營商可以根據(jù)這個統(tǒng)一的標準進行開發(fā)和應用。在許多國家和地區(qū)，CDPD在很多領域已得到了廣泛的應用。在CDPD未出現(xiàn)以前，無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡運營者只能選擇專用網(wǎng)絡。目前在美國乃至全世界，CDPD已成為具有競爭力的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，而GPRS的標準到目前為止仍沒有規(guī)范化，并且GPRS并非是在GSM網(wǎng)絡中傳輸數(shù)據(jù)的最終技術。在GSM網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)技術演進過程中，從電路型數(shù)據(jù)業(yè)務、HSCSD、GPRS、EDGE到最終的IMT-2000，這些技術并非都會實現(xiàn)，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(xié)議及糾錯等信息外，真正用于傳輸數(shù)據(jù)的只有14kbps。而現(xiàn)有的大部分數(shù)據(jù)應用都是一些低速數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)，這勢必給本已擁塞的GSM帶來更大的負擔，數(shù)據(jù)用戶的發(fā)展也會因語音用戶而受到限制。不僅如此，GPRS對共享信道的用戶數(shù)也有一定的限制，同時只能有幾個用戶共享信道。而CDPD作為一個專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，它的用戶數(shù)可以達到很多，對于每一個PS，可以有15000個用戶登記注冊，對于一個群，用戶數(shù)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(shù)據(jù)傳輸。
4. 移動終端
CDPD發(fā)展到今天，開發(fā)終端產(chǎn)品的廠商已經(jīng)有很多。隨著適于各種應用的終端產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)，終端的價格已呈現(xiàn)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(yōu)勢。
5. 建設成本
經(jīng)過測算，在GSM網(wǎng)絡中每發(fā)展一個用戶的成本約為2000元，GRPS用戶的成本是根據(jù)網(wǎng)絡規(guī)模決定的。一般來說，在CDPD的建網(wǎng)初期，基站數(shù)不會很多，加上必需的交換機與網(wǎng)管的投資，平攤到每個用戶的成本約為2500~3000元左右。隨著網(wǎng)絡覆蓋規(guī)模及網(wǎng)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(shù)據(jù)進行加密，但加密驗證機制沒有CDPD網(wǎng)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，同時系統(tǒng)采用動態(tài)密鑰管理，即網(wǎng)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的密鑰匹配之后，用戶才能夠登錄上網(wǎng)。每次開機注冊時的密鑰都不相同。
7. 系統(tǒng)類型
GPRS是基于GSM網(wǎng)絡，共用GSM頻率(900/1800MHz)，共享GSM網(wǎng)絡的絕大部分基礎設施，而CDPD是一種基于AMPS的無線廣域網(wǎng)，它是一種專用數(shù)據(jù)網(wǎng)。
8. 通信容量
GPRS數(shù)據(jù)用戶容量受話務量限制；而CDPD網(wǎng)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(jù)小區(qū)用戶數(shù)量(密度)，GSM可采用不同的小區(qū)頻率復用方式。CDPD是工作在AMPS頻段，只有1MHz頻段。由于GPRS可用頻段寬，因此GPRS每個小區(qū)內(nèi)可用于數(shù)據(jù)的信道數(shù)遠大于CDPD，容易滿足組建公網(wǎng)對信道數(shù)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編碼只有一種Reed-Solomon，不如GPRS靈活。
11. 服務質量
GPRS設置服務優(yōu)先級3級可以協(xié)商確定，設置傳輸時延等級3級可以協(xié)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(xié)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基站接收靈敏度低于CDPD，原因之一是GSM不同信道類型對應的誤碼率極限值不同，同時由于CDPD采用了空間分集技術，提高了接收機靈敏度。
