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數(shù)據(jù)移動通信系統(tǒng)簡介

云知道

作者：童衛(wèi)東; 江溈
介紹移動通信系統(tǒng)時，大家最為關(guān)心的是與我們生活息息相關(guān)的話音移動通信系統(tǒng) 。
實際上，移動通信系統(tǒng)同樣可以傳送數(shù)據(jù)信息，對此，移動通信系統(tǒng)的研究者們傾注了很多的精力，現(xiàn)在最為熱門的第三代數(shù)字移動通信系統(tǒng)就在此業(yè)務(wù)上取得了很大突破，實現(xiàn)了寬帶數(shù)據(jù)信息的傳輸 。在這一講中，將對數(shù)據(jù)移動通信系統(tǒng)及其發(fā)展過程作一個簡單介紹 。通過介紹．不難發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)移動通信系統(tǒng)與我們的生活密切相關(guān)，給我們帶來更多的便利 。
一、分組無線網(wǎng)的基本概念
【數(shù)據(jù)移動通信系統(tǒng)簡介】 早期的數(shù)據(jù)移動通信系統(tǒng)，統(tǒng)稱為分組無線網(wǎng)，是一種利用無線信道進(jìn)行分組交換的移動通信網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)中傳送的信息以分組(或稱信包)為基本單元 。而所謂分組就是若干比特組成的信息段，它通常包括包頭和正文兩部分 。與TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)中的IP包相似，分組的包頭中通常包括該分組的源地址(起始地址)、宿地址(目的地址)和相關(guān)的路由信息；正文部分則是需要傳送的信息 。
分組傳輸方式是存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式的一種，用戶終端必須先把要傳輸?shù)男畔⒋鎯?、分段，加上包頭以構(gòu)成分組，再送上無線信道進(jìn)行傳輸 。這一過程必然要產(chǎn)生額外的時間延遲，因此，分組無線網(wǎng)非凡適用于實時性要求不高的數(shù)據(jù)通信，假如要用于傳輸分組話音，則必須保證時間延遲不大于規(guī)定值 。
分組傳輸能適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，常見的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有星型結(jié)構(gòu)和分布式結(jié)構(gòu) 。前者網(wǎng)中設(shè)有中心站，類似于蜂窩網(wǎng)中的基站，用戶通信均受其控制并由它轉(zhuǎn)接；后者網(wǎng)中不設(shè)中心站，所有用戶終端均屬網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，可以隨機(jī)分布在網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)的任意位置，每個節(jié)點均可作為源節(jié)點或宿節(jié)點來發(fā)送或接收消息，也可作為中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)其他用戶需要傳送的信息，而且可利用分組包頭中的控制信息分別為每個分組選擇傳輸路由，因此，即使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障只剩下一條通信路由，也可以通過迂回轉(zhuǎn)發(fā)，保持通信不中斷 。
二、早期分組無線網(wǎng)舉例
最早的分組無線網(wǎng)是1968年由美國夏威夷大學(xué)開發(fā)的ALOHA系統(tǒng) 。這是一種計算機(jī)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其主要目的是供分布在4個島上7個分校的人員，對設(shè)在瓦胡島上的主計算機(jī)進(jìn)行訪問，從而避免使用費用高又不可靠的電話線路 。該系統(tǒng)使用2個載波頻率，一個用于從終端到中心站，另一個用于從中心站到終端 。網(wǎng)絡(luò)采用星型結(jié)構(gòu)，傳輸?shù)闹饕墙K端和中心站之間的業(yè)務(wù) 。由中心站發(fā)向每個用戶終端的信息，稱正向傳輸或下行傳輸，采用時分復(fù)用的方式：由若干用戶終端發(fā)向中心站的信息，稱反向傳輸或上行傳輸，需采用競爭的、隨機(jī)接入共用信道的多址方式，即任一節(jié)點在需要發(fā)送分組信息時，不管當(dāng)時的信道狀態(tài)如何，立即占有共用信道進(jìn)行發(fā)送 。假如一次發(fā)送之后，在規(guī)定的時間內(nèi)，沒有收到目的節(jié)點的確認(rèn)消息，則認(rèn)為這次發(fā)送因為發(fā)生沖突(也稱碰撞)而失敗，需要重發(fā) 。為了避免再次發(fā)送時連續(xù)出現(xiàn)碰撞，規(guī)定該分組包必須經(jīng)過一隨機(jī)時延后才能再次發(fā)送 。由于這種接入共用信道的多址方式首先由ALOHA系統(tǒng)使用 。故人們稱之為ALOHA多址方式 。
為了更好地解決隨機(jī)多址方式輕易發(fā)生碰撞的問題，人們在ALOHA方式的基礎(chǔ)上提出許多改進(jìn)的辦法，例如時隙ALOHA(S-ALOHA)多址方式、載波檢測多址(CSMA)方式(用于數(shù)據(jù)傳輸時亦稱DSMA方式)、帶碰撞檢測的載波檢測多址(CSMA/CD)方式、忙音多址(BTMA)和閑音多址(ITMA)方式、分組預(yù)約多址(PRMA)方式等 。
隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長，世界各國都在致力于發(fā)展移動數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，其中大都以分組傳輸技術(shù)為基礎(chǔ) 。例如：ARDIS(先進(jìn)的無線電數(shù)據(jù)信息設(shè)備)系統(tǒng)，由美國IBM和Motorola公司在1983年提出；Mobitex(全國性互聯(lián)的集群無線電網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)，由EriCsson公司和瑞典電信公司開發(fā)，1986年在瑞典首次運行，1991年被美國采用；TETRA(泛歐無線數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn))系統(tǒng)，是由ETSI(歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會)為集群無線電和移動數(shù)據(jù)系統(tǒng)制定的公共標(biāo)準(zhǔn)；CDPD(蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù))系統(tǒng)，由IBM公司聯(lián)合9家運營商開發(fā)，在我國的上海等幾座城市中得到應(yīng)用，中國的電信運營商利用該網(wǎng)絡(luò)為客戶提供專用無線數(shù)據(jù)通信服務(wù)，比如，為上海的部分銀行構(gòu)建無線POS(銷售點終端)系統(tǒng)，使POS終端可采用無線方式與銀行后臺進(jìn)行金融數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù) 。

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