主流無線傳輸技術GPRS與CDMA之對比

2019-11-04 11:14:44

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供稿：網友

　　目前，基于GPRS/CDMA無線數據傳輸業務廣泛在移動辦公、工業控制、遠程遙測等多方面應用，網絡運營商中國移動GPRS和聯通CDMA各有其特點。本文從網絡的覆蓋、帶寬、頻譜等方面對GPRS和CDMA進行了對比。

　　GPRS網絡

　　GPRS(General Packet Radio Service，通用無線分組業務)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)規范實現的內容之一，是一種基于GSM的移動分組數據業務，面向用戶提供移動分組的ip或者X.25連接。

　　GPRS是在現有的GSM網絡基礎上疊加的一個新的網絡，同時在網絡設備上增加一些硬件設備，并對原軟件升級，形成了一個新的網絡邏輯實體。GPRS能給用戶提供端到端的、廣域的無線IP連接。通俗地講，GPRS是一項無線高速數據傳輸技術，它以分組交換技術為基礎，用戶通過GPRS可以在移動狀態下使用各種高速數據業務，包括收發E-mail、進行Internet瀏覽、即時聊天等。

　　CDMA網絡

　　CDMA是碼分多址的英文縮寫(Code Division Multiple access)，它是在數字技術上的分支—擴頻通信技術上發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據，用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調制，使原數據信號的帶寬被擴展，再經載波調制并發送出去。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據的窄帶信號即解擴，以實現數據傳輸。

　　CDMA技術的標準化經歷了幾個階段。IS95是CDMAONE系列標準中最先發布的標準，真正在全球得到廣泛應用的第一個CDMA標準是IS95A，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，IS95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IS95B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IS95A的帶寬，3X代表其載波三倍于IS95A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。

　　CDMA 1X是指CDMA 2000的第一階段(速率高于IS95，低于2Mbit/s)，可支持308kbit/s的數據傳輸、網絡部份引入分組交換，支持移動IP業務。是在現有CDMA IS95系統上發展出來的一種新的承載業務，目的是為CDMA用戶提供分組IP形式的數據業務。

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

　　CDMA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，中國聯通通過二期工程建設，對CDMA網絡進行了網絡優化和提升，網絡從IS95升級為CDMA1X網絡；同時建成覆蓋全國31個省(自治區、直轄市)的無線數據網。

　　帶寬比較

　　GPRS/CDMA與傳統GSM電路型數據業務不同的是，GSM移動用戶長時間獨占一定的無線資源，而在分組數據業務下，所有的移動用戶共享無線資源，并且每個用戶只在有業務數據傳送時，才動態地申請和占用無線資源，因此采用分組數據方式可以做到“永遠在線”。如GPRS的峰值速率為115.2kbit/s，CDMA 1X系統的峰值速率為153.6kbit/s。

　　與電路型數據業務相比，分組數據業務更適用于支持移動Internet業務。但另一方面，由于在分組業務下，多個移動用戶共享一定的無線資源，因此盡管分組業務可以有較高的峰值業務速率，但在用戶進行數據傳送期間內的平均業務速率仍然較低，而平均業務速率與峰值業務速率的比值也成為衡量系統技術的一項重要指標。

　　經過測試，GPRS的平均業務速率可以達到20kbit/s～40kbit/s，CDMA 1X的平均業務速率為80kbit/s～100kbit/s。相比較而言，GPRS采用語音和數據共享信道，假如網絡用戶數量或語音用戶數量增加到一定程度，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的數據和語音采用不同的信道傳輸，在同一基站下語音用戶數量增加，也不會影響數據通信。

　　頻率資源比較

　　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本來就很缺乏，GPRS是用分組業務，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的數據用戶數量。

　　向3G過渡對比

　　GPRS是GSM移動電話系統向第三代移動通信邁進的一個重要步驟，根據歐洲電信標準化協會對GPRS發展的建議，GPRS從試驗到投入商用后，分為兩個發展階段：第一階段可以向用戶提供電子郵件、Internet瀏覽、即時聊天等數據業務；第二階段是EDGE（增強數據速率的GSM演進）的GPRS，簡稱E-GPRS。

　　WCDMA全稱為Wideband CDMA，這是基于GSM網發展出來的3G技術規范，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。

　　CDMA2000是由窄帶CDMA（CDMA IS95）技術發展而來的寬帶CDMA技術，由美國主推。CDMA2000 1x被稱為2.5代移動通信技術。CDMA2000 3x與CDMA2000 1x的主要區別在于應用了多路載波技術，通過采用三載波使帶寬提高。目前中國聯通正在采用這一方案向3G過渡，已建成了CDMA2000 1x網絡。

　　在核心網部分，GPRS核心網絡與3G分組域核心網絡可以實現平滑升級與演進。3G分組核心網絡的整體構架與GPRS的核心網絡保持一致，僅在無線網絡接口、網絡協議等方面進行了更新，并能夠保持向下兼容。CDMA的核心網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。在核心網絡部分二者基本都可以保持平滑過渡。以上只是功能部分，假如由于用戶業務能力的提高或者用戶的數量的增長，除了升級之外，必要的擴容和增加設備也是必不可少的，具體依靠于目前網絡的設備能力。

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