蜂窩數據

分組交換型的移動數據通信，如愛立信的Mobitex系統、摩托羅拉的Data TAC系統、北美的CDPD和GSM系統的GPRS是這種網絡技術的代表。此外，ETSI正在制定歐洲移動數據系統的公開標準TETRA。

下面以GSM系統的GPRS為例介紹分組交換型的移動數據通信。GPRS是一種新的GSM數據業務，它可以給GSM用户提供移動環境下的無線分組數據高速接入業務，還可以提供收發Email、WWW服務、LAN接入等功能。

GPRS主要是在移動用户和遠端的數據網絡（如支持TCP/IP、X.25等網絡）之間提供一種連接，從而給移動用户提供高速無線IP和無線X.25業務。GPRS採用分組交換技術，它可以讓多個用户共享某些固定的信道資源。如果把空中接口上的TDMA幀中的8個時隙都用來傳送數據，那麼數據速率最高可達164Kb/s。GSM空中接口的信道資源既可以被話音佔用，也可以被GPRS數據業務佔用。當然在信道充足的條件下，可以把一些信道定義為GPRS專用信道。GPRS中移動台（MS）和服務支持節點（SGSN）之間的分層協議模型。Um接口是GSM的空中接口。Um接口上的通信協議有五層，自下而上依次為物理層、MAC層、LLC層、SNDC（Subnetwork Dependant Convergence）層和網絡層。

Um接口的物理層為射頻（RF）接口部分，而物理鏈路層則負責提供空中接口的各種邏輯信道。GSM空中接口的載頻帶寬為20OKHz，一個載頻分為8個物理信道。考慮前向糾錯碼的開銷，則最終的數據速率可達164Kb/s左右。

MAC為介質接入控制層。MAC的主要作用是定義和分配空中接口的GPRS邏輯信道，使得這些信道能被不同的移動台共享。GPRS的邏輯信道共有三類，分別是公共控制信道、分組業務信道和GPRS廣播信道。公共控制信道用來傳送數據通信的控制信令，具體又分為尋呼和應答等信道。分組業務信道用來傳送分組數據。廣播信道則是用來給移動台發送網絡信息。

LLC層為邏輯鏈路控制層。它是一種基於數據鏈路規程HDLC的無線鏈路協議。LLC層負責在高層SNDC層的SNDC數據單元上形成LLC地址、幀字段，從而生成完整的LLC幀。另外，LLC可以實現一點對多點的尋址和數據幀的重發控制。

BSS中的LLR層是邏輯鏈路傳遞層。這一層負責轉送MS和SGSN之間的LLC幀。LLR層對於SNDC數據單元來説是透明的，即不負責處理SNDC數據。

SNDC被稱為子網相關匯聚層，主要作用是完成傳送數據分組的分割、打包、確定TCP/IP地址和加密方式。在SNDC層，移動台和SGSN之間傳送的數據被分割為一個或多個SNDC數據包單元。SNDC數據包單元生成後被放置到LLC幀內。

網絡層的協議主要是TCP/IP和X.25協議。TCP/IP和X.25協議對於傳統的GSM網絡設備（如BSS和NSS等設備）是透明的。

分組數據業務信道PDTCH（Packet Data Traffic Channel），用於傳送空中接口的GPRS分組數據。

分組尋呼信道PPCH（Packet Paging Channel），用於尋呼GPRS被叫用户。

分組隨機接入信道PRACH（Packet Random Access Channel），GPRS用户通過PRACH信道向基站發出信道請求。

分組接入應答信道PAGCH（Packet Access Grant Channel），用於對PRACH作出應答。

分組隨路控制信道PACCH（Packet Associated Control Channel），用於傳送實現GPRS數據業務的信令。

分組廣播控制信道PBCCH(Packet Broadcast Control Channel)，用户傳輸基站廣播消息。

分組通知信道PNCH(Packet Notice Channel)，用於點到多點通知消息的傳送。

相關的蜂窩數字分組數據（CDPD）

蜂窩數字分組數據（CDPD）是一種在蜂窩電話網（如AMPS）的頻譜上使用的移動分組數據技術。CDPD的特點是可通過信道跳轉利用蜂窩小區中的任何空閒信道，而不影響下層蜂窩系統的話音業務。

CDPD的基本組成部分為末端系統（ES）和中間系統（IS）。

在Internet終端技術中，ES相當於主機，IS相當於路由器。ES是交換信息的實際的物理和邏輯末端節點，而IS是CDPD存儲，傳遞信息的基本結構。

ES有2種形式：一種為移動ES（M-ES），是用户通過無線接口接入CDPD網的設備，另一種是固定ES（F－ES），供一般的主機、服務器或網關連接到CDPD的主幹部分及為特殊的應用和數據提供接入。

一個M－ES由一個移動終端（PC或其他標準設備）和一個CDPD無線MODEM組成，該MOD EM連接到移動終端上，管理無線鏈路和協議。通常，無線MODEM和移動終端之間的通信由標準串口協議支持，如串行線形Internet協議（SLip）或點對點協議（PPP）。

IS也有2種形式：一種是一般的IS，是一個不含CDPD和移動成分的簡單路由器（在大多數情況下是一個IP路由器），另一種是移動數據IS（MD－IS），是可根據當前位置上M －ES的狀況來傳遞消息的專用IS。

MD－IS由一組硬件構成，提供交換、記費、登記、鑑權、加密和移動管理等功能。移動管理軟件允許交換系統跟蹤M－ES、允許M-ES使用的網絡地址。

1、物理層　CDPD的物理層接收MAC（媒質體接人控制）層的比特流，將它們轉換為可在30kHz射頻信道上傳輸的調製波形。一個MDBS和一個M－ES之間的通信建立在一對射頻信道上（有固定的頻率間隔）。前向信道的傳輸方向為從MDBS到M－ES，該信道或者是由CDPD專用，或者是CDPD和話音蜂窩網共用。在任何情況下只要前向信道用於CD－PD，信道中傳輸是連續的。反向信道的傳輸方向為從M－ES到MDBS，併為與同一MDBS通信的所有M－ES共享。一對關聯的前向和反向信道構成了一個CDPD信道流。射頻信道流的調製方式採用 GMSK （BT=0.5），一個大於中心載頻的頻率代表～個邏輯1，反之代表邏輯0。前向和反向射頻信道的調製速率都是19.2kb/s。

2、媒質接入層　1．媒質接人控制 MAC（媒質接入控制）層模擬成了一個位於PHY層和邏輯鏈路控制（LLC）層之間的可進行邏輯操作的功能單元。

2.媒質接入過程 使用開縫非持久的DSMA/CD（帶有競爭檢測的數字識別多址）算法，一個M－ES可接入反向信道。DSMA/CD使用忙/閒和譯碼狀態標誌。忙/閒標誌指示反向信道是忙或閒。

3、邏輯鏈路控制層　LLC層的目的是通過CDPD空中接口在網絡層之間傳送信息。應用於這一層的協議稱為移動數據鏈路協議（MDLP）。 MDLP提供給上層SNDCP（相關子網匯聚協議）的主要功能是在一個CDPD信道流中設置和控制一個或多個的邏輯數據鏈路連接。LLC層以上，每個數據鏈路連接被當做單獨的比特通道，可用來在一個MD－IS和一個M－ES之間或一個MD-IS和多個M－ES之間傳送消息。通過SNDCP在每個數據鏈路連接中可容納一個或更多的網絡業務流。 數據鏈路連接之間通過包括在每個消息（也稱為幀）中的一個地址標籤（臨時設備標識-TEI）進行的識別。TEI是一個純LLC層的概念，僅供LLC層內部使用。 數據鍵路連接可以是點對點的或是同播的。一個同播數據鍵路在CDPD信道流中進行一點對多點或多點對一點通信。

數據鏈路連接中的信息傳送支持兩種操作模式：確認模式和非確認模式。同播信道中傳送的信息只使用非確認模式，不使用差錯校正和流校制機制。因此非確認模式傳送是不可靠的。根據網絡層要求的眼務質量，點對點數據鍵路信道上傳送的信息採用非確認模式或確認模式。對每一個確認模式數據鏈路連接，為保證給定的服務質量，MDLP建立控制機制。

4、信道跳轉　由於CDPD是在蜂窩電話網開始運作之後提出的，它的設計和實現受到不能改變觀存的蜂窩系統的限制。因此CDPD被設計為對底層的蜂窩系統完全透明。。這時，CDPD信道會盡可能優先的佔用另一條空閒信道上並繼續CDPD操作。 CDPD操作在信道跳轉的環境下，對它的下行鍵路性能會有影響。 MDBS在它和蜂窩基站之間採用合適的通信協議，或者應用監測設備（如取樣器）來尋找傳輸可用的信道。後一種情況下，MDBS通過檢測進入發射天線的功率監測蜂窩基站的發射信號。當發現功率上升，説明話音業務開始，若該信道被CDPD使用就進行一個強制的信道跳轉。在任何話音傳輸之前，MDBS關閉當前的前向信道結束數據傳輸，跳到一個新的空閒蜂窩信道中，在該信道上繼續傳輸它的前向數據業務。數據傳輸需要M－ESs 跟蹤信道跳轉，在找到該信道之前要一對指定的一組可能的CDPD信道進行搜索。

5、結論　CDPD的特點是能夠在現存的蜂窩電話網上實現獨立的蜂窩系統或分組交換功能。在分組交換方面，CDPD可利用現有的蜂窩結構以最小的安裝投資快速發展起來。

用來設置GPRS網絡的及彩信參數，IPhone中移動手機卡的GPRS設置如圖1。