蜂窩數(shù)據(jù)是無線通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的一種，即從數(shù)據(jù)的傳輸?shù)浇粨Q都采用分組技術(shù)。小型無線通訊設(shè)備為了可以達(dá)到遠(yuǎn)距離通訊和高效通訊及通訊管理，需要一定量的基站進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)發(fā)，而只有基站的位置呈六邊形的布局時(shí)效率最好，這種布局用到的參數(shù)稱為蜂窩數(shù)據(jù)。用戶端配置了無線分組調(diào)制解調(diào)器，通過專門的分組基站進(jìn)入分組網(wǎng)，便可以訪問分組網(wǎng)上的主機(jī)、數(shù)據(jù)庫。這種技術(shù)主要為專門的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)所采用，只能為移動(dòng)數(shù)據(jù)用戶提供到分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶的連接。2016年6月iOS 10曝光新增蜂窩數(shù)據(jù)快捷開關(guān)。

交換技術(shù)

分組交換型的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信，如愛立信的Mobitex系統(tǒng)、摩托羅拉的Data TAC系統(tǒng)、北美的CDPD和GSM系統(tǒng)的GPRS是這種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的代表。此外，ETSI正在制定歐洲移動(dòng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的公開標(biāo)準(zhǔn)TETRA。

下面以GSM系統(tǒng)的GPRS為例介紹分組交換型的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信。GPRS是一種新的GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它可以給GSM用戶提供移動(dòng)環(huán)境下的無線分組數(shù)據(jù)高速接入業(yè)務(wù)，還可以提供收發(fā)Email、WWW服務(wù)、LAN接入等功能。

GPRS主要是在移動(dòng)用戶和遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（如支持TCP/IP、X.25等網(wǎng)絡(luò)）之間提供一種連接，從而給移動(dòng)用戶提供高速無線IP和無線X.25業(yè)務(wù)。GPRS采用分組交換技術(shù)，它可以讓多個(gè)用戶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(gè)時(shí)隙都用來傳送數(shù)據(jù)，那么數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)164Kb/s。GSM空中接口的信道資源既可以被話音占用，也可以被GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占用。當(dāng)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(dòng)臺(tái)（MS）和服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)（SGSN）之間的分層協(xié)議模型。Um接口是GSM的空中接口。Um接口上的通信協(xié)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(wǎng)絡(luò)層。

Um接口的物理層為射頻（RF）接口部分，而物理鏈路層則負(fù)責(zé)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(gè)載頻分為8個(gè)物理信道。考慮前向糾錯(cuò)碼的開銷，則最終的數(shù)據(jù)速率可達(dá)164Kb/s左右。

MAC為介質(zhì)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(dòng)臺(tái)共享。GPRS的邏輯信道共有三類，分別是公共控制信道、分組業(yè)務(wù)信道和GPRS廣播信道。公共控制信道用來傳送數(shù)據(jù)通信的控制信令，具體又分為尋呼和應(yīng)答等信道。分組業(yè)務(wù)信道用來傳送分組數(shù)據(jù)。廣播信道則是用來給移動(dòng)臺(tái)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信息。

LLC層為邏輯鏈路控制層。它是一種基于數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程HDLC的無線鏈路協(xié)議。LLC層負(fù)責(zé)在高層SNDC層的SNDC數(shù)據(jù)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(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的尋址和數(shù)據(jù)幀的重發(fā)控制。

BSS中的LLR層是邏輯鏈路傳遞層。這一層負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)送MS和SGSN之間的LLC幀。LLR層對(duì)于SNDC數(shù)據(jù)單元來說是透明的，即不負(fù)責(zé)處理SNDC數(shù)據(jù)。

SNDC被稱為子網(wǎng)相關(guān)匯聚層，主要作用是完成傳送數(shù)據(jù)分組的分割、打包、確定TCP/IP地址和加密方式。在SNDC層，移動(dòng)臺(tái)和SGSN之間傳送的數(shù)據(jù)被分割為一個(gè)或多個(gè)SNDC數(shù)據(jù)包單元。SNDC數(shù)據(jù)包單元生成后被放置到LLC幀內(nèi)。

網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議目前主要是TCP/IP和X.25協(xié)議。TCP/IP和X.25協(xié)議對(duì)于傳統(tǒng)的GSM網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如BSS和NSS等設(shè)備）是透明的。

空中接口

分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道PDTCH（Packet Data Traffic Channel），用于傳送空中接口的GPRS分組數(shù)據(jù)。

分組尋呼信道PPCH（Packet Paging Channel），用于尋呼GPRS被叫用戶。

分組隨機(jī)接入信道PRACH（Packet Random Access Channel），GPRS用戶通過PRACH信道向基站發(fā)出信道請(qǐng)求。

分組接入應(yīng)答信道PAGCH（Packet Access Grant Channel），用于對(duì)PRACH作出應(yīng)答。

分組隨路控制信道PACCH（Packet Associated Control Channel），用于傳送實(shí)現(xiàn)GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的信令。

分組廣播控制信道PBCCH - Packet Broadcast Control Channel，用戶傳輸基站廣播消息。

分組通知信道PNCH - Packet Notice Channel，用于點(diǎn)到多點(diǎn)通知消息的傳送。

相關(guān)的蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)（CDPD）

概述

蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)（CDPD）是一種在蜂窩電話網(wǎng)（如AMPS）的頻譜上使用的移動(dòng)分組數(shù)據(jù)技術(shù)。CDPD的特點(diǎn)是可通過信道跳轉(zhuǎn)利用蜂窩小區(qū)中的任何空閑信道，而不影響下層蜂窩系統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)。

連接方式可以分成有線連接和無線連接，我們這里講的連接，其目的都是要進(jìn)行通信，因此也就分別使用有線通信技術(shù)和無線通信技術(shù)。

CDPD的基本組成部分為末端系統(tǒng)（ES）和中間系統(tǒng)（IS）。

在Internet終端技術(shù)中，ES相當(dāng)于主機(jī)，IS相當(dāng)于路由器。ES是交換信息的實(shí)際的物理和邏輯末端節(jié)點(diǎn)，而IS是CDPD存儲(chǔ)，傳遞信息的基本結(jié)構(gòu)。

ES有2種形式：一種為移動(dòng)ES（M-ES），是用戶通過無線接口接入CDPD網(wǎng)的設(shè)備，另一種是固定ES（F－ES），供一般的主機(jī)、服務(wù)器或網(wǎng)關(guān)連接到CDPD的主干部分及為特殊的應(yīng)用和數(shù)據(jù)提供接入。

一個(gè)M－ES由一個(gè)移動(dòng)終端（PC或其他標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備）和一個(gè)CDPD無線MODEM組成，該MOD EM連接到移動(dòng)終端上，管理無線鏈路和協(xié)議。通常，無線MODEM和移動(dòng)終端之間的通信由標(biāo)準(zhǔn)串口協(xié)議支持，如串行線形Internet協(xié)議（SLip）或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議（PPP）。

IS也有2種形式：一種是一般的IS，是一個(gè)不含CDPD和移動(dòng)成分的簡(jiǎn)單路由器（在大多數(shù)情況下是一個(gè)IP路由器），另一種是移動(dòng)數(shù)據(jù)IS（MD－IS），是可根據(jù)當(dāng)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(gòu)成，提供交換、記費(fèi)、登記、鑒權(quán)、加密和移動(dòng)管理等功能。移動(dòng)管理軟件允許交換系統(tǒng)跟蹤M－ES、允許M-ES使用唯一的網(wǎng)絡(luò)地址。

各層的概述

1、物理層CDPD的物理層接收MAC（媒質(zhì)體接人控制）層的比特流，將它們轉(zhuǎn)換為可在30kHz射頻信道上傳輸?shù)恼{(diào)制波形。一個(gè)MDBS和一個(gè)M－ES之間的通信建立在一對(duì)射頻信道上（有固定的頻率間隔）。前向信道的傳輸方向?yàn)閺腗DBS到M－ES，該信道或者是由CDPD專用，或者是CDPD和話音蜂窩網(wǎng)共用。在任何情況下只要前向信道用于CD－PD，信道中傳輸是連續(xù)的。反向信道的傳輸方向?yàn)閺腗－ES到MDBS，并為與同一MDBS通信的所有M－ES共享。一對(duì)關(guān)聯(lián)的前向和反向信道構(gòu)成了一個(gè)CDPD信道流。射頻信道流的調(diào)制方式采用GMSK（BT=0.5），一個(gè)大于中心載頻的頻率代表～個(gè)邏輯1，反之代表邏輯0。前向和反向射頻信道的調(diào)制速率都是19.2kb/s。

2、媒質(zhì)接入層

媒質(zhì)接人控制 MAC（媒質(zhì)接入控制）層模擬成了一個(gè)位于PHY層和邏輯鏈路控制（LLC）層之間的可進(jìn)行邏輯操作的功能單元。

媒質(zhì)接入過程使用開縫非持久的DSMA/CD（帶有競(jìng)爭(zhēng)檢測(cè)的數(shù)字識(shí)別多址）算法，一個(gè)M－ES可接入反向信道。DSMA/CD使用忙/閑和譯碼狀態(tài)標(biāo)志。忙/閑標(biāo)志指示反向信道是忙或閑。

3、邏輯鏈路控制層LLC層的目的是通過CDPD空中接口在網(wǎng)絡(luò)層之間傳送信息。應(yīng)用于這一層的協(xié)議稱為移動(dòng)數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議（MDLP）。MDLP提供給上層SNDCP（相關(guān)子網(wǎng)匯聚協(xié)議）的主要功能是在一個(gè)CDPD信道流中設(shè)置和控制一個(gè)或多個(gè)的邏輯數(shù)據(jù)鏈路連接。LLC層以上，每個(gè)數(shù)據(jù)鏈路連接被當(dāng)做單獨(dú)的比特通道，可用來在一個(gè)MD－IS和一個(gè)M－ES之間或一個(gè)MD-IS和多個(gè)M－ES之間傳送消息。通過SNDCP在每個(gè)數(shù)據(jù)鏈路連接中可容納一個(gè)或更多的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流。數(shù)據(jù)鏈路連接之間通過包括在每個(gè)消息（也稱為幀）中的一個(gè)地址標(biāo)簽（臨時(shí)設(shè)備標(biāo)識(shí)-TEI）進(jìn)行的識(shí)別。TEI是一個(gè)純LLC層的概念，僅供LLC層內(nèi)部使用。數(shù)據(jù)鍵路連接可以是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的或是同播的。一個(gè)同播數(shù)據(jù)鍵路在CDPD信道流中進(jìn)行一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)或多點(diǎn)對(duì)一點(diǎn)通信。

數(shù)據(jù)鏈路連接中的信息傳送支持兩種操作模式：確認(rèn)模式和非確認(rèn)模式。同播信道中傳送的信息只使用非確認(rèn)模式，不使用差錯(cuò)校正和流校制機(jī)制。因此非確認(rèn)模式傳送是不可靠的。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層要求的眼務(wù)質(zhì)量，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)鍵路信道上傳送的信息采用非確認(rèn)模式或確認(rèn)模式。對(duì)每一個(gè)確認(rèn)模式數(shù)據(jù)鏈路連接，為保證給定的服務(wù)質(zhì)量，MDLP建立控制機(jī)制。

4、信道跳轉(zhuǎn)由于CDPD是在蜂窩電話網(wǎng)開始運(yùn)作之后提出的，它的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)受到不能改變觀存的蜂窩系統(tǒng)的限制。因此CDPD被設(shè)計(jì)為對(duì)底層的蜂窩系統(tǒng)完全透明。。這時(shí)，CDPD信道會(huì)盡可能優(yōu)先的占用另一條空閑信道上并繼續(xù)CDPD操作。CDPD操作在信道跳轉(zhuǎn)的環(huán)境下，對(duì)它的下行鍵路性能會(huì)有影響。MDBS在它和蜂窩基站之間采用合適的通信協(xié)議，或者應(yīng)用監(jiān)測(cè)設(shè)備（如取樣器）來尋找傳輸可用的信道。后一種情況下，MDBS通過檢測(cè)進(jìn)入發(fā)射天線的功率監(jiān)測(cè)蜂窩基站的發(fā)射信號(hào)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)功率上升，說明話音業(yè)務(wù)開始，若該信道被CDPD使用就進(jìn)行一個(gè)強(qiáng)制的信道跳轉(zhuǎn)。在任何話音傳輸之前，MDBS關(guān)閉當(dāng)前的前向信道結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸，跳到一個(gè)新的空閑蜂窩信道中，在該信道上繼續(xù)傳輸它的前向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)傳輸需要M－ESs跟蹤信道跳轉(zhuǎn)，在找到該信道之前要一對(duì)指定的一組可能的CDPD信道進(jìn)行搜索。

5、結(jié)論CDPD的特點(diǎn)是能夠在現(xiàn)存的蜂窩電話網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的蜂窩系統(tǒng)或分組交換功能。在分組交換方面，CDPD可利用現(xiàn)有的蜂窩結(jié)構(gòu)以最小的安裝投資快速發(fā)展起來。