CDPD(蜂窝数字分组数据网)技术

1 引言

随着计算机和通信技术的发展，无线移动数据通信在现代社会人们的流动中悄然兴起。现代便携机、个人数字助理机(PDA)等的出现更为无线移动数据通信的实现提供了有利条件，因此灵活、方便、高效的无线移动数据通信近几年来在国际上得到了迅速的发展和应用，成为无线通信中的新热点。其中CDPD(蜂窝数字分组数据网)被公认为目前最佳的无线数据格式。它是基于现有蜂窝电话网的以数字分组技术为基础、以蜂窝移动通信为组网方式的移动无线数据通信技术。CDPD始于美国，1992年开始研究，1995年中推出第一个商用CDPD网络，至今美国已基本实现全国覆盖。我国1995年开始可行性研究，1996年上海建成试验网，1997年底原邮电部决定建设"中国公用无线数据通信网"。采用CDPD技术。本文将详细介绍CDPD的网络结构、协议模型及帧结构。

2 CDPD的网络结构

CDPD由以下四部分组成：移动终端系统(MES)、移动数据基站(MDBS)、移动数据交换系统(MDIS)和CDPD骨干网，其网络结构如图1所示。

移动终端系统(MES)：它由移动终端和CDPD无线Modem组成，CDPD无线Modem负责管理无线链路和协议，通常，移动终端与无线Modem之间的通信采用标准的串口协议，如：串行网际协议(SLIP)或点对点协议(PPP)，MODEM接口有RS?232，PCMCIA和内置PCI插槽型。

移动数据基站(MDBS)：每个基站最多可安装六块信道板，每块信道板为移动终端提供一个19．2kbps的空中接入，使移动终端进行全双工分组数据传输，同时它也负责频谱监测、频率管理。它通过一根64kbps帧中继与交换机相联。

移动数据交换系统(MDIS)：它由分组服务器和管理服务器组成。分组服务器负责数据分组交换。管理服务器负责用户帐户、计费和移动性管理，移动性管理采用Internet标准组织IETF(InternetEngineeringTaskForce)制定的移动IP模式。

CDPD骨干网：它由通用的中间系统(IS)组成，它实际上是IP路由器。IS提供无连接的数据报业务，根据每个分组的目的地址和当前的网络拓扑对分组进行路由。CDPD是基于TCP／IP的开放系统，可方便接入Internet，还支持OSI标难协议CLNP(无连接的网络协议)。

3 CDPD的协议模型

MES和MDIS之间的CDPD分层协议模型如图2所示。Um接口是CDPD的空中接口。Um接口上的通信协议有5层，自下而上依次为物理层、MAC(媒体接入控制)层、LLC(逻辑链路控制)层、SNDCP(子网依赖结合协议)层和网络层。

Um接口的物理层为射频接口部分，而物理链路则负责提供空中接口的射频信道。MES与MDBS间靠一对30kHz的RF信道进行通信，从MDBS至MES的信道称正向信道，从MES至MDBS的信道称反向信道，一对正、反向信道形成了一条CDPD信道流。信道流使用的调制方式为GMSK(相对带宽BT＝0.5)，调制速率为19．2kb／s。物理层还与无线资源管理实体(RRME)相接口，通过这个接口，RRME对RF信道对、传输功率电平和物理链路的通断进行控制，并检测RF信道信号电平和估算它的通信能力。

MAC为媒体接入控制层。MAC层的主要作用是定义和分配空中接口的CDPD逻辑信道，使得这些信道能被不同的移动台共享。CDPD的逻辑信道分广播信道和点对点业务信道，广播信道又分为控制和管理两种，控制信道用于广播控制信息，管理信道用于广播无线资源管理信息(如：信道流识别参数、小区配置参数、信道接入参数和信道质量评估参数)。点对点业务信道用于单个MES与其服务MDIS间的信息传输。每个逻辑信道都分配了一个叫临时设备识别号(TEI)的信道号，TEI＝1为广播控制信道，TEI＝0为广播管理信道，TEI＝16至227?1分配给点对点业务信道，它在点对点数据链路连接建立之前，分配给与这次连接相对应的MES，该MES就用分配的TEI值发送并接收包含指定TEI值的帧。MAC层通过一个依赖于执行的接口与RRME通信，通过这个接口MAC层通知RRME，它是否与当前所选的正向信道同步，并给RRME传递有关所收到比特和块错误数的状态信息，因此，RRME可评估一条给定CDPD信道的接收能力，并提供无线资源管理功能。

LLC层为逻辑链路控制层。它是一种基于ITU?T建议Q．920和Q．921的无线链路协议，称为移动数据链路协议(MDLP)，在MES内实现的MDLP与位于它的服务MDIS中的对等MDLP通信。LLC层负责在高层SNDCP(子网依赖结合协议)层的SNDC数据单元上形成LLC地址、帧字段，从而生成完整的LLC帧。另外LLC可以实现一点对多点的寻址和数据的重发控制。

MDBS中的LLR层是逻辑链路转送层。这一层负责转送MES和MDIS之间的LLC帧。LLR层对于MDLP数据单元来说是完全透明的，即不负责处理MDIP数据。

SNDCP层为子网依赖结合