通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)傳輸方式的研究*

王文晶

（山西大學(xué)商務(wù)學(xué)院　信息學(xué)院　太原　030031）

通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)傳輸方式的研究*

王文晶

（山西大學(xué)商務(wù)學(xué)院信息學(xué)院太原030031）

本文首先介紹了互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展概況，并基于未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的態(tài)勢，以移動(dòng)通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步統(tǒng)一為目標(biāo)，提出了“U網(wǎng)（Universal Net）”概念，以求為移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)相融合問題，尋求更加便捷道路。本文對(duì)現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論性分析，借助互聯(lián)網(wǎng)體系在現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，得出“直線通信結(jié)構(gòu)”，最后闡述“U網(wǎng)”的有關(guān)設(shè)想。

互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)U網(wǎng)

一、引言

隨著手機(jī)無線上網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，更讓人們盡情享受到了網(wǎng)絡(luò)帶來的方便與樂趣。因此很多手機(jī)用戶都開通了GPRS無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。通過GPRS網(wǎng)絡(luò)接入WAP，可充分發(fā)揮接入時(shí)延短（2秒接入）速率高、永遠(yuǎn)在線、切換方便等優(yōu)點(diǎn)。WAP是一種向移動(dòng)終端提供互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容和先進(jìn)增值服務(wù)的全球統(tǒng)一的開放式協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，是簡化了的無線Internet協(xié)議。WAP將Internet和移動(dòng)電話技術(shù)結(jié)合起來。伴隨著3G的問世，手機(jī)上網(wǎng)的用戶也會(huì)越來越多，用戶的需求也會(huì)越來越高，有限的WAP站點(diǎn)并不能滿足廣大用戶的要求，從而突顯出WAP資源不足的問題［1］。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及擴(kuò)大，近年出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)電話運(yùn)用了數(shù)字化傳輸技術(shù)，其基本原理是：通過語音壓縮算法對(duì)語音數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼處理，再把這些語音數(shù)據(jù)按IP等相關(guān)協(xié)議進(jìn)行打包，經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)把數(shù)據(jù)包傳輸?shù)浇邮盏兀詈蟀堰@些語音數(shù)據(jù)包串起來，經(jīng)過解碼解壓處理后，恢復(fù)成原來的語音信號(hào)，從而達(dá)到由互聯(lián)網(wǎng)傳送語音的目的［2］。經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換及壓縮處理，每個(gè)普通電話傳輸速率約占用8～11kbit/s帶寬，因此在與普通電信網(wǎng)同樣使用傳輸速率64kbit/s的帶寬時(shí)，網(wǎng)絡(luò)電話數(shù)是原來的5～8倍，大大提升的網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。

二、現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)面臨的問題

通信網(wǎng)絡(luò)在近些年來是得到了很大的發(fā)展，尤其是3G服務(wù)的開通，更使通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。但仍然存在很多問題，比如：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在建設(shè)通信網(wǎng)時(shí)的基礎(chǔ)投入高，與國際互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合不好，造成用戶使用無線互聯(lián)網(wǎng)享受到的服務(wù)有限，不同運(yùn)營商間的增值業(yè)務(wù)不能互通問題，等等［3］。當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)也有通信服務(wù)功能，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)也可以訪問互聯(lián)網(wǎng)，但是它們的服務(wù)是有限的，并不是真正意義是的統(tǒng)一［4］。互聯(lián)網(wǎng)的通信服務(wù)不能像移動(dòng)通信網(wǎng)那樣便利，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的WAP網(wǎng)的資源有限，僅能訪問采用WAP技術(shù)支持的一小部分的網(wǎng)絡(luò)資源，那么由此出現(xiàn)了許多新的研究課題，例如：如何對(duì)現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)；怎樣的網(wǎng)絡(luò)更有利于未來的信息傳遞的發(fā)展；未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方面又是什么。

三、未來通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向

現(xiàn)在的通信網(wǎng)絡(luò)以樹形結(jié)構(gòu)為主，多為分層式通信模式。當(dāng)一個(gè)點(diǎn)到加一個(gè)通信時(shí)，首先，先要經(jīng)過基站，再然后經(jīng)過控制交換中心，若控制交換中心范圍內(nèi)找不到目標(biāo)地址，則將數(shù)據(jù)發(fā)送至上一層控制交換中心，這樣就形成一個(gè)分層式結(jié)構(gòu)的通信過程［5］。如圖1所示。

根據(jù)現(xiàn)代通信網(wǎng)結(jié)的結(jié)構(gòu)，為一個(gè)模擬通信過程，設(shè)user為通信用戶，BSS為通信網(wǎng)絡(luò)d中基站子系統(tǒng)，設(shè)NSS網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)中的控制交換中心，下面簡稱控制交換中心.來模擬一個(gè)通信過程例如圖中，Z1到Z2就是一個(gè)本地（同區(qū)域）通信過程，也就是在一個(gè)控制交換中心區(qū)域內(nèi)能找到通信目的地，則直接在本區(qū)域內(nèi)控制交換中心處理此數(shù)據(jù)，這樣就完成一個(gè)通信過程。若在本區(qū)域內(nèi)沒有找到目的地，如：Z1到P1的一個(gè)通信過程，當(dāng)Z1發(fā)出請(qǐng)求后，由基站將其請(qǐng)求傳送至本區(qū)域內(nèi)的控制交換中心TA1，當(dāng)TA1發(fā)現(xiàn)此目的地址不在本區(qū)域內(nèi)時(shí)，將數(shù)據(jù)傳送至上一層的交換中心TA2，同樣若TA2發(fā)現(xiàn)此目的地址不是本區(qū)域內(nèi)的地址，TA2就會(huì)將數(shù)據(jù)傳送于上一層的控制交換中心TA3，當(dāng)TA3在在網(wǎng)絡(luò)中找到目的地址P1時(shí)，則將本次請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送至目的地址所在區(qū)域的控制交換中心.在這個(gè)過程中，請(qǐng)求信號(hào)首先經(jīng)過TB3依次將數(shù)據(jù)傳至TB2最后傳至目的地址所在的TB1，最終發(fā)送至目標(biāo)地址。完成本次通信過程。

綜上，現(xiàn)有的通信網(wǎng)采用的通信方式中完成一次通過程的中轉(zhuǎn)過程過于復(fù)雜，分層式通信模式的網(wǎng)絡(luò)資源的投入也過于龐大，從而造成通信節(jié)點(diǎn)過多，與未來的通信發(fā)展極其不相適應(yīng)。因此，現(xiàn)在的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)與互聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合，有效借助互聯(lián)網(wǎng)資源，吸取網(wǎng)絡(luò)電話的軟交換技術(shù)，充分利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形成一個(gè)新的通信模式。

本文提出直線化的通信模式，即未來的通信網(wǎng)絡(luò)的通信模式就是從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)是直線的，不經(jīng)過分層中轉(zhuǎn)。點(diǎn)A到點(diǎn)B間的通信過程，如圖2所示。

從A到B間的通信，完全是從一個(gè)控制交換中心到另一個(gè)控制交換中心的傳輸。當(dāng)A發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，由基站將A的請(qǐng)求信號(hào)通過基站發(fā)送至控制交換中心，控制交換中心通過互聯(lián)網(wǎng)直接連接目的用戶，利用互聯(lián)網(wǎng)中的路由功能直接尋找最近的通信路徑，連接到目標(biāo)用戶所在的控制交換中心，并將A的請(qǐng)求直接通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給B，從而節(jié)省通信過程，使互聯(lián)網(wǎng)資源得到有效的利用。

四、新一代的通信網(wǎng)絡(luò)

由于3G與4G通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)面本身并沒有發(fā)生質(zhì)變化，并不能有效的直接的擴(kuò)大其服務(wù)面，其可利用的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)資源仍然受制于WAP。基于此，本文提出了＂U網(wǎng)＂概念。所謂的＂U網(wǎng)（Universal Net）＂就是將現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)并行同步，形成一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系［6］。

“U網(wǎng)”概念的不僅指單一未來互聯(lián)網(wǎng)或通信網(wǎng)，而是從根本上將通信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)融合，取二者長處相互促進(jìn)。“U網(wǎng)”采用直線通信結(jié)構(gòu)，同時(shí)借鑒網(wǎng)絡(luò)電話的軟交換技術(shù)，通過互聯(lián)網(wǎng)的IP包傳送數(shù)據(jù)信號(hào)，與移動(dòng)通信的無線傳輸技術(shù)結(jié)合，建立一種移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)電話，用以實(shí)現(xiàn)無線移動(dòng)語音的業(yè)務(wù)，大大提高網(wǎng)絡(luò)資源的應(yīng)用［7］。

“U網(wǎng)”無論在語音還是在數(shù)據(jù)方面全部基于互聯(lián)網(wǎng)。用戶無論在何種情況下，只要在無線互聯(lián)網(wǎng)基站的服務(wù)范圍內(nèi)，用戶將信號(hào)發(fā)至無線基站，由無線基站將數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)交換中心，而后進(jìn)入Internet將數(shù)據(jù)或通信信號(hào)傳送到目的地。

1、“U網(wǎng)”的構(gòu)架

“U網(wǎng)”就是采用直線通信結(jié)構(gòu)，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，將互聯(lián)網(wǎng)資源與通信資源相結(jié)合，建立起來的一種高速通信網(wǎng)絡(luò)。

“U網(wǎng)”在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的范圍上也將與互聯(lián)網(wǎng)完全同步，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端與固定網(wǎng)絡(luò)終端將在接受到的互聯(lián)網(wǎng)資源方面和訪問方式方面基本不存在區(qū)別。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端在訪問互聯(lián)網(wǎng)資源時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)首先通過WAP網(wǎng)關(guān)（數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換），然后傳送給用戶端。從而解決移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端在訪問互聯(lián)網(wǎng)資源時(shí)受WAP資源有限的障礙，完全實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的并行同步。如圖3所示設(shè)MS為一個(gè)移動(dòng)手機(jī)用戶，MBS為：車載移動(dòng)平臺(tái)用戶，wireless net為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)用戶，data conversion為WAP網(wǎng)關(guān)（數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換），移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶在訪問互聯(lián)網(wǎng)時(shí)上下行數(shù)據(jù)交換通過WAP網(wǎng)關(guān)（數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換）進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

“U網(wǎng)”在結(jié)構(gòu)上以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，借鑒網(wǎng)絡(luò)電話的通信方式，將所有信號(hào)、數(shù)據(jù)都通過互聯(lián)網(wǎng)完成直線通信。用戶與用戶間的通信，通過基站將信號(hào)傳送到數(shù)據(jù)交換中心，由數(shù)數(shù)交換中心通過互聯(lián)網(wǎng)，運(yùn)用語音壓縮算法對(duì)語音數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼處理，然后把這些語音數(shù)據(jù)按IP等相關(guān)協(xié)議進(jìn)行打包，經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)包傳輸?shù)浇邮盏氐哪康挠脩簟亩淖儌鹘y(tǒng)的樹形的通訊結(jié)構(gòu)，將通信過程改成直線型，這樣無論在那個(gè)區(qū)域，只要經(jīng)過一級(jí)數(shù)據(jù)交換，就可以與目的用戶連接。

2、“U網(wǎng)”展望

“U網(wǎng)”概念的提出將直接把通信與互聯(lián)網(wǎng)完全融為一體，用戶享受到服務(wù)面更廣，服務(wù)質(zhì)量更高，更智能化的，無障礙的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。它將形成一個(gè)龐大的功能完備的網(wǎng)絡(luò)體系，既可以訪問網(wǎng)絡(luò)資源，同時(shí)又具備通信服務(wù)，使互聯(lián)網(wǎng)資源充分得到利用。同時(shí)為不同通訊網(wǎng)絡(luò)形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為各電信運(yùn)營企業(yè)有效節(jié)約成本。因此“U網(wǎng)”的實(shí)現(xiàn)將對(duì)通信及互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生巨大影響，直接改變?nèi)藗內(nèi)粘Ｉ詈屯ㄓ嵎绞剑诰W(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中產(chǎn)生具有重大意義。

［1］郭秋萍.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)［M］.清華大學(xué)出版社，2008年.

［2］芩賢道，安常青.網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議及應(yīng)用開發(fā)［M］.清華大學(xué)出版社，2003年7月.

［3］張娟.用TCP/IP進(jìn)行網(wǎng)際互連［M］.電子工業(yè)出版社，2010年4月.

［4］馬金龍，胡建萍，王宛蘋.信號(hào)與系統(tǒng)［M］.科學(xué)出版社，2006年.

［5］張輝，曹麗娜.代通信原理與技術(shù)［M］.西安電子科技大學(xué)出版社，2002-1-1.

［6］Theodore S.Rappaport.無線通信原理與應(yīng)用（第二版）（中文版）［M］.電子工業(yè)出版社，2006-07.

［7］張祿林，雷春娟.WAP技術(shù)及其應(yīng)用［M］.人民郵電出版社，2001-06.

Research for Communication Technology and Network Transmission

Wang Wenjing
（College of Information，Business College of Shanxi UniversityTaiyuan030031）

This paper introduces the development of existing Internet and mobile communication network development. On basis of the future trend of network development，this paper aims at the further unity of mobile communication network and the Internet，puts forward a new concept"U Net（Universal Net）"to study further about the problem of merging communication network and the Internet，and searches for a more convenient road.In this paper，the existing communication network structure has carried on the theoretical analysis，with the help of the Internet system on the existing communication network structure was improved，concluded that"straight line communication structure"，finally about the idea of"network".

InternetMobile CommunicationsU Net

TN915.9

A

160412-7247

基于虛擬力算法的異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分布的研究（省級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目2012011013-2）

王文晶（1981～），女，講師，主要研究方向?yàn)樽匀徽Z言處理、信息安全。