无线数据通信接入技术CDPD

潘以锋

　　随着计算机的普及和数据通信的迅猛发展，利用计算机网络进行通信已成为用户不可缺少的通信手段。无线数据通信打破了数据通信传统的有线传输方式，通过移动的无线接入，提供更加灵活、便利的通信服务。

　　面对移动互联网时代的即将到来，运营商、制造商和内容提供商都非常积极，先后推出了WAP、GPRS以及CDPD通信接入技术。对于WAP和GPRS通信技术，相信大多数读者对其已经有了一定的了解，而CDPD通信技术知道的人就比较少了，本文给大家介绍CDPD：

　　CDPD（Cellular Digital Packet Data）是一种无线数据通信规范，它是由美国移动通信公司AMCI、贝尔大西洋移动系统公司、GTE公司、McCaw公司、NYNEX公司、Contel　Cellular公司、PacTel和西南贝尔公司等大的移动业务公司于1993年7月共同制订的。CDPD采用开放系统互连OSI模型作为分组交换数据通信方式，即利用起始部分的目的信息在整个网络里寻找数据分组的传送路径。CDPD使用了物理层、数据链路层和分组层这3层的功能。CDPD各个部分之间的通信靠TCP/IP来连接，建立在TCP/IP平台上的应用服务可以不加任何修改地移植到CDPD无线网上来运行。

　　自从CDPD标准出台后，CDPD至今已经几易其版本，表现出旺盛的生命力。目前Lucent、Motoroal、爱立信等都生产出CDPD产品，我国无线数据通信网引入的是Lucent的CDPD产品。CDPD速度为19.2kbps，它支持用户越区切换和全网漫游、广播和群呼，支持移动速度达100km/h的数据用户，可与公用有线数据网络互联互通。800-900MHz的射频频率，收发间隔为45MHz，频道间隔为30KHz；速率为空中全双工19.2kbps双向数据传输；终端发射功率为0.6-4W；基站发射功率≤45W（连续可调）。

　　目前，全世界能够提供CDPD服务的国家和地区有加拿大、墨西哥、韩国、秘鲁、阿根廷、巴西、洪都拉斯等。我国无线数据通信网筹建于1995年，1997年底首期在北京、上海、广东、湖南、福建等省市建立CDPD网，推广无线数据新业务。中国电信与美国的情况不同，前者专门规划了网络架构、建立基站，铺设了一个全新的CDPD网络，全网采用朗讯公司的CDPD系统。

　　到目前为止，北京、上海、广州、长沙、厦门、深圳等城市都已正式开展了CDPD业务，未来的发展规划是覆盖全中国。今年在上海APEC会议期间，无线数据通信的业务就是由CDPD提供的。

　　CDPD的基本原理是按一定的规则，将一整份数据报文分割成若干定长的数据段，并给每一数据段加上收发终端地址及其他控制信息，以分组为单位在蜂窝网上进行传输。即先寻找一个空闲的话音信道，将分组数据在空闲信道上进行传输，当蜂窝话音用户要求占用该信道时，CDPD系统将重新寻找新的空闲信道，并利用信道跳频技术，自动跳到新的空闲信道上，如此反复，直到传完为止。采用这项技术能够共享通信资源，大大地提高信道的利用率，降低通信成本。

　　与GPRS相比较，CDPD和GPRS都可以提供数据业务服务，从技术与应用方面看各有其特点，对于运营商而言，选择什么样的数据网络是提供数据业务的前提与关键。

　　从技术成熟度上看，CDPD从1992年开始出现到现在，技术已经很成熟，并有了一套完整的CDPD规范，各个运营商可以根据这个统一的标准进行开发和应用。在许多国家和地区，CDPD在很多领域已得到了广泛的应用。在CDPD未出现以前，无线数据网络运营都只能选择专用网络。目前在美国乃至全世界，CDPD是最具竞争力的无线数据网络。

　　GPRS与CDPD相比较，传输速率较高，但它的高速是通过牺牲信道资源来获取的。如果GSM一个载频中的8个信道全部被GPRS占用，传输速率可达到115kbit/s（理论上的无干扰情况）；如果仅占用一个信道，除去协议及纠错等信息外，真正用于传输数据的只有14kbit/s。而现有的大部分数据应用都是一些低速数据，CDPD所具有的19.2kbit/s已足够90％以上的应用需求。

　　从信道的占用来看，GPRS是通过占用GSM的语音信道来传输数据，这势必给本已拥塞的GSM带来更大的负担，数据用户的发展也会因语音用户而受到限制。不仅如此，GPRS对共享信道的用户数也有一定的限制，同时只能有几个用户共享信道。而CDPD作为一个专用数据网络，它的用户数可以达到很多，对于每一个PS，可以有15000个用户登记注册，对于一个群，用户数量更是多达十几万个，而且同时可有二十几个用户共享信道，进行数据传输。

　　从安全性的角度来看，GPRS虽然也能对传输数据进行加密，但加密验证机制没有CDPD网络强，CDPD采用RC4加密技术，40bit的密钥，正反信道采用不同的密钥，同时系统采用动态密钥管理，即网络自动分配的随机地址。服务器一端的密钥与你的无线Modem的密钥匹配，你才能够登录上网。每次开机注册时的密钥都不相同。

　　CDPD适用的业务种类很多，使用方法灵活。CDPD特别适用于用户点多、分布面广、移动中、短信息使用、频次密的场合。目前主要应用在如下领域：

　　1.金融交易

　　在商业金融交易领域，如持卡购物、证券交易、电子银行、金融保险、POS系统等，都可用CDPD系统。使用CDPD系统时，用户无需进行复杂的布线，无需经过漫长的拨号交易等待，对于一些临时性商业活动，可在银行取得实时的信用卡验证。与此同时，CDPD还可帮助实现“滚动银行”。

　　2.GPS定位调度业务

　　利用GPS技术、无线网、计算机网络、数字化地图、信息管理及信息防范技术等高科技手段组建的车辆实时监控调度系统，将从卫星接收下来的GPS定位数据通过地面无线通信网发送到总监控中心，可获得车辆的位置信息及其运行状态，保证运输业务的安全与快速。该业务可用于银行押款车、公安部门特种车辆的定位调度、公交车辆的定位与候车时间显示系统、私家豪华车的防盗系统等。

　　3.远程监控

　　运用CDPD作为远程监控设备的通信手段，可节省经费、提高反映时间、提高服务水平。主要应用范围是：供电部门的变压器设备、排水系统的泵站设备、气象数据采集设备、大街上的贩卖机、大楼电梯的监控等，CDPD还可满足对各类营业的场合的财务、仓购以及住宅区的安全防范围需求。

　　4.个人通信（电子邮件、传真、数据库访问）

　　利用便携式数据终端可以传递电子邮件、检索/发送文件、远程打印、传真、访问主机、查询信息数据库等。比如公安部门随时查阅有关罪犯的特征、违规驾驶的司机资料等；记者随时将新闻稿件、数字照片等资料于第一时间传回报社、电视台等。

　　5.其他应用

　　CDPD还有许多其他应用业务系统，如移动炒股、交警移动查车、移动银行与无线刷卡、路灯自动监控等应用系统等。

　　CDPD的用户端设备称为移动终端或无线Modem，从通信物理端口来区分可以分为3种：PCMCIA接口，主要用于带有PCMCIA插槽的便携式电脑、掌上型电脑；RS-232(DB-9)接口，可连接于各计算机的串行口，包括PC、单片机以及其他具有串行口的专用终端；专用移动终端，这是一种集计算机与无线Modem于一体的设备，如无线POS机、无线炒股机等。另外，除无线Modem以外，你还需要一台移动设备，如掌上电脑、笔记本电脑、PDA等都可以。

　　由于CDPD是基于TCP/IP的开放平台，浏览、收发邮件都能做到。除了速度之外，与连线访问互联网没有什么区别。CDPD网络在无线数据通信方面具有其他通信方式不具有的特点，诸如通信实时在线、适合传输突发数据，数据传输安全可靠、通信费用低廉等优势。

　　当然，CDPD的推广也存在一些问题。首先，由于CDPD受信道数和速率的限制，只适用于传输一些类似上述应用的突发性短消息，这在一定程度上限制了它的推广。其次，CDPD虽是一个基于TCP/IP协议的系统，有较好的开放性，但这一开放性只是对M-ES到MDBS界面而言的。对于MDBS与MDIS之间采用的是厂家内部协议，缺乏开放性。这意味着购买MDBS时无法挑选厂商。另外，目前CDPD所用的无线Modem的价格较高，这在一定程度上限制了它的推广应用。最值得重视的是，移动数据通信中的新技术不断发展，CDPD提供的业务很可能还没有推广开来，就被其他技术所取代。例如，正在制定标准的第三代移动电话系统UMTS工作在2G频估、采用宽带CDMA或宽带TDMA技术，可为移动数据用户提供高达384kbps的广域无线传输速率、2Mbps的室内传输速率。

　　综上所述，CDPD的应用虽然不少，但是其限制和缺点也不少。不少城市在CDPD网络上已经花费了数千万元，如果CDPD在近几年内不能发展出有相当的规模的用户，那么当新技术成型后，已有的和潜在的用户可能都会转用新的技术，这样投资在CDPD上的设备和维护费用就会浪费巨大。作为一种新的数据业务，业务的推广工作非常困难，如何发展用户、拓展其应用范围，是CDPD今后的一个难题。

摘自《数字世界》2001.12