GPRS、CDMA1X網(wǎng)絡結構大對比

摘要：目前，基于GPRS/CDMA無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務廣泛在移動辦公、工業(yè)控制、遠程遙測等多方面應用，網(wǎng)絡運營商中國移動GPRS和聯(lián)通CDMA各有其特點。文章詳細描述了GPRS、CDMA網(wǎng)絡結構，并從網(wǎng)絡的覆蓋、帶寬、頻譜等方面進行了對比。

0.前言

1)??GPRS網(wǎng)絡介紹

GPRS(General Packet Radio Service，通用無線分組業(yè)務)作為第二代移動通信技術GSM向第三代移動通信(3G)的過渡技術，是由英國BT Cellnet公司早在1993年提出的，是GSM Phase2+ (1997年)規(guī)范實現(xiàn)的內容之一，是一種基于GSM的移動分組數(shù)據(jù)業(yè)務，面向用戶提供移動分組的IP或者X.25連接。 IP連接。通俗地講，GPRS是一項無線高速數(shù)據(jù)傳輸技術，它以分組交換技術為基礎，用戶通過GPRS可以在移動狀態(tài)下使用各種高速數(shù)據(jù)業(yè)務，包括收發(fā)E-mail、進行Internet瀏覽、即時聊天等。

PRS在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡基礎上疊加的一個新的網(wǎng)絡，同時在網(wǎng)絡設備上增加一些硬件設備，并對原軟件升級，形成了一個新的網(wǎng)絡邏輯實體。能給用戶提供端到端的、廣域的無線

2)??CDMA網(wǎng)絡介紹

DMA是碼分多址的英文縮寫(Code Division Multiple Access)，它是在數(shù)字技術上的分支－－擴頻通信技術上發(fā)展起來的一種新的無線通信技術。CDMA技術的原理是基于擴頻技術，即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴展，再經(jīng)載波調制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機碼，與接收的帶寬信號作相關處理，把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

CDMA技術的標準化經(jīng)歷了幾個階段。IS-95是cdmaONE系列標準中最先發(fā)布的標準，真正在全球得到廣泛應用的第一個CDMA標準是IS-95A，這一標準支持8K編碼話音服務。在ITU向各國征求第三代移動通信無線候選技術時，IS-95由于剛取得商用成功，美國TR45標準委員會沒有將很多精力放在第三代標準的研究上，而是正在努力完成IS-95B的標準，在ITU的要求下，在當年提出了cdma2000的第三代標準，即cdma2000 1X和3X(1X代表其載波一倍于IS-95A的帶寬，3X代表其載波三倍于IS-95A的帶寬)，3X又分為下行直接擴譜和三載波兩種方式，后來直接擴譜cdma2000部分與WCDMA進行了融合，所以實際上目前的cdma2000就只包括cdma2000 1X和三載波方式3X。

DMA 1X是指CDMA 2000的第一階段(速率高于IS-95，低于2Mbit/s)，可支持308kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡部份引入分組交換，支持移動IP業(yè)務。是在現(xiàn)有CDMA IS-95系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務，目的是為CDMA用戶提供分組IP形式的數(shù)據(jù)業(yè)務。

1.? 網(wǎng)絡結構

1)???GPRS網(wǎng)絡結構

GGSN的功能：GGSN內部維護GPRS骨干網(wǎng)，外部可以連接多個數(shù)據(jù)網(wǎng)如Internet、企業(yè)網(wǎng)、X.25 網(wǎng)等，是GPRS骨干網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的網(wǎng)關。在GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)中的地位很類同于傳統(tǒng)GSM網(wǎng)中的MSC的地位，并負責產生數(shù)據(jù)業(yè)務的原始計費數(shù)據(jù)。

SGSN的功能：是GPRS骨干網(wǎng)的重要組成部份，是分組交換的核心部分，通過幀中繼和PCU相連。功能類同于GSM系統(tǒng)的MSC/VLR功能，SGSN不僅處理分組交換中的信令傳輸，同時也進行數(shù)據(jù)包的處理和傳送。面向MS執(zhí)行移動性管理、安全管理、介入控制和路由選擇功能。即記錄當前活動在該SGSN區(qū)域內的移動數(shù)據(jù)用戶的有關信息，如位置信息，可以對當前用戶信息進行修改、刪除等；負責數(shù)據(jù)用戶的Attach和Detach、位置更新、尋呼、鑒權、加密等；負責MS和SGSN之間邏輯鏈路的建立、維護和釋放；負責路由的選擇和信息的存儲轉發(fā)；產生原始計費數(shù)據(jù)。

2)???CDMA2000 1X網(wǎng)絡結構

PSDN的功能：用來連接無線網(wǎng)絡和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入網(wǎng)關，為移動Internet/Intranet用戶提供分組數(shù)據(jù)接入服務。除了使點到點協(xié)議(PPP)封裝的IP包能在無線網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡間正確傳輸外，PDSN還與其他各種接入服務商的IP分組網(wǎng)絡連接，從而為終端用戶提供諸如互聯(lián)網(wǎng)接入、電子商務、WAP應用等多種業(yè)務。

PCF的功能：主要負責與BSC、MSC配合將分組數(shù)據(jù)用戶接入到分組交換核心網(wǎng)PDSN上。核心網(wǎng)的功能實體包括PDSN、HA、FA、RADIUS(AAA)服務器等功能實體。

AAA服務器的功能：用戶注冊信息的認證，即通過驗證一些預先登記的信息進行用戶身份認證；數(shù)據(jù)業(yè)務的授權，即決定是否授權移動用戶訪問特定的網(wǎng)絡資源；計費信息的處理，即搜集資源使用信息，進行計費、審計、成本分配或趨勢分析等。此外，它還須實現(xiàn)與PDSN、HA及其它AAA服務器的交互功能，向移動用戶提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務。

本地代理HA的功能：只有使用“移動IP”時才需要HA。作為一個獨立的網(wǎng)絡單元，HA用來完成對移動IP和代理移動IP用戶的移動性管理功能。HA通過移動終端登記來定位移動用戶，同時把分組數(shù)據(jù)轉發(fā)到用戶當前所登記的FA(位于PDSN內)。HA同時支持動態(tài)的IP地址分配和反向隧道。平臺用來提供無線數(shù)據(jù)業(yè)務。

2.???網(wǎng)絡覆蓋

GPRS系統(tǒng)以GSM網(wǎng)為承載網(wǎng)，使用現(xiàn)有的GSM無線網(wǎng)絡，GPRS和GSM共用相同的基站和頻譜資源，只是在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡基礎上增加了一些硬件設備和軟件升級。因此，實現(xiàn)GSM升級至GPRS非常容易，且中國移動借助原GSM網(wǎng)絡，所以GPRS覆蓋非常廣。目前中國移動GPRS網(wǎng)絡已覆蓋全國所有省、直轄市、自治區(qū)，網(wǎng)絡遍及240多個城市。

DMA基于擴頻技術，占用的是全新的800M頻段（GSM占用的是900M頻段），所以不能在原GSM設備上直接升級。目前，中國聯(lián)通通過二期工程建設，對CDMA網(wǎng)絡進行了網(wǎng)絡優(yōu)化和提升，網(wǎng)絡從IS95升級為CDMA1x網(wǎng)絡；同時建成覆蓋全國31個省(自治區(qū)、直轄市)的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)。

3.??帶寬

GPRS/CDMA與傳統(tǒng)GSM電路型數(shù)據(jù)業(yè)務下移動用戶長時間獨占一定的無線資源不同的是，在分組數(shù)據(jù)業(yè)務下，所有的移動用戶共享無線資源，并且每個用戶只在有業(yè)務數(shù)據(jù)傳送時才動態(tài)的申請和占用無線資源，因此采用分組數(shù)據(jù)方式可以做到“永遠在線。如GPRS的峰值速率為115.2kbit/s,CDMA 1X系統(tǒng)的峰值速率為153.6kbit/s,因此與電路型數(shù)據(jù)業(yè)務相比，分組數(shù)據(jù)業(yè)務更適用于支持移動Internet業(yè)務。但另一方面，由于在分組業(yè)務下，多個移動用戶共享一定的無線資源，因此盡管分組業(yè)務可以有較高的峰值業(yè)務速率，但在用戶進行數(shù)據(jù)傳送期間內的平均業(yè)務速率仍然較低，而平均業(yè)務速率與峰值業(yè)務速率的比值也成為衡量系統(tǒng)技術的一項重要指標。

經(jīng)過測試，GPRS的平均業(yè)務速率可以達到20kbit/s-40kbit/s,CDMA 1X的平均業(yè)務速率為80kbit/s-100kbit/s。相比較而言，GPRS采用語音和數(shù)據(jù)共享信道，如果網(wǎng)絡用戶數(shù)量或語音用戶數(shù)量增加到一定程度，將導致頻率資源的問題更加突出，那么每個GPRS用戶可以使用的帶寬將進一步的降低。CDMA 1X的數(shù)據(jù)和語音采用不同的信道傳輸，在同一基站下語音用戶數(shù)量在多，也不會影響數(shù)據(jù)通信。

4.?頻率資源

CDMA2000 1X占用的是全新的800M頻段，頻率資源豐富。GPRS采用的是GSM的900M頻段。GSM的頻率資源在很多地區(qū)本來就很缺乏，GPRS是用分組業(yè)務，每個用戶占用比話音更多的頻率資源，導致GPRS的頻率資源進一步的匱乏，從而限制了GPRS的數(shù)據(jù)用戶數(shù)量。

5.??向3G過渡對比

GPRS是GSM移動電話系統(tǒng)向第三代移動通信邁進的一個重要步驟，根據(jù)歐洲電信標準化協(xié)會對GPRS發(fā)展的建議，GPRS從試驗到投入商用后，分為兩個發(fā)展階段，第一階段可以向用戶提供電子郵件、Internet瀏覽、即時聊天等數(shù)據(jù)業(yè)務；第二階段是EDGE（增強數(shù)據(jù)速率的GSM演進）的GPRS，簡稱E-E-GPRS，EDGE是GSM增強數(shù)據(jù)速率改進的技術，它通過改變GSM調制方法，應用8個信道，使每一個無線信道的速率達到48kbit/s，既可以分別使用，也可以合起來使用。例如，用一個信道可以通IP

WCDMA全稱為Wideband CDMA，這是基于GSM網(wǎng)發(fā)展出來的3G技術規(guī)范，是歐洲提出的寬帶CDMA技術，它與日本提出的寬帶CDMA技術基本相同，目前正在進一步融合。該標準提出了GSM（2G）—GPRS—EDGE—WCDMA（3G）的演進策略。GPRS和EDGE這兩種技術被稱為2.5代移動通信技術。目前中國移動正在采用這一方案向3G過渡，并已將建成GPRS網(wǎng)絡。 。

CDMA2000是由窄帶CDMA（CDMA IS95）技術發(fā)展而來的<寬帶CDMA技術，由美國主推，該標準提出了從CDMA IS95（2G2G）—CDMA2000 1x—CDMA2000 3x（3G）的演進策略。CDMA2000 1x被稱為2.5代移動通信技術。CDMA2000 3x與CDMA2000 1x的主要區(qū)別在于應用了多路載波技術，通過采用三載波使帶寬提高。目前中國聯(lián)通正在采用這一方案向3G過渡，已建成了CDMA2000 1x網(wǎng)絡。

在核心網(wǎng)部分，GPRS核心網(wǎng)絡與3G分組域核心網(wǎng)絡可以實現(xiàn)平滑升級與演進。3GGPRS的核心網(wǎng)絡保持一致，僅在無線網(wǎng)絡接口、網(wǎng)絡協(xié)議等進行了更新。并能夠保持向下兼容。CDMA的核心網(wǎng)絡部分電路域和分組域的基本構架都保持不變，僅需進行簡單的更新。在核心網(wǎng)絡部分二者基本都可以保持平滑過渡。 以上只是功能部分，如果由于用戶業(yè)務能力的提高或者用戶的數(shù)量的增長，除了升級之外，必要的擴容和增加設備也是必不可少的，具體依賴于目前網(wǎng)絡的設備能力。

6.??總結

GPRS和CDMA都各有其特點，用戶在選擇運營商時應根據(jù)自已的應用環(huán)境及需求，當?shù)鼐W(wǎng)絡的狀況、服務，選擇相應的網(wǎng)絡運營商。