通信技術與網絡傳輸方式的研究*

王文晶

（山西大學商務學院　信息學院　太原　030031）

通信技術與網絡傳輸方式的研究*

王文晶

（山西大學商務學院信息學院太原030031）

本文首先介紹了互聯網和移動通信網絡的發展概況，并基于未來網絡發展的態勢，以移動通信網和互聯網的進一步統一為目標，提出了“U網（Universal Net）”概念，以求為移動通訊網絡與互聯網相融合問題，尋求更加便捷道路。本文對現有通信網絡結構進行了理論性分析，借助互聯網體系在現有通信網絡結構上進行改進，得出“直線通信結構”，最后闡述“U網”的有關設想。

互聯網移動通信網絡U網

一、引言

隨著手機無線上網的實現，更讓人們盡情享受到了網絡帶來的方便與樂趣。因此很多手機用戶都開通了GPRS無線網絡服務。通過GPRS網絡接入WAP，可充分發揮接入時延短（2秒接入）速率高、永遠在線、切換方便等優點。WAP是一種向移動終端提供互聯網內容和先進增值服務的全球統一的開放式協議標準，是簡化了的無線Internet協議。WAP將Internet和移動電話技術結合起來。伴隨著3G的問世，手機上網的用戶也會越來越多，用戶的需求也會越來越高，有限的WAP站點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］。

隨著互聯網的普及擴大，近年出現的網絡電話運用了數字化傳輸技術，其基本原理是：通過語音壓縮算法對語音數據進行壓縮編碼處理，再把這些語音數據按IP等相關協議進行打包，經過互聯網把數據包傳輸到接收地，最后把這些語音數據包串起來，經過解碼解壓處理后，恢復成原來的語音信號，從而達到由互聯網傳送語音的目的［2］。經過網絡電話系統的轉換及壓縮處理，每個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同樣使用傳輸速率64kbit/s的帶寬時，網絡電話數是原來的5～8倍，大大提升的網絡資源的利用率。

二、現代通信網絡面臨的問題

通信網絡在近些年來是得到了很大的發展，尤其是3G服務的開通，更使通信網絡發展進入了一個新的階段。但仍然存在很多問題，比如：網絡結構復雜，在建設通信網時的基礎投入高，與國際互聯網的結合不好，造成用戶使用無線互聯網享受到的服務有限，不同運營商間的增值業務不能互通問題，等等［3］。當前的互聯網也有通信服務功能，移動通信網絡也可以訪問互聯網，但是它們的服務是有限的，并不是真正意義是的統一［4］。互聯網的通信服務不能像移動通信網那樣便利，移動互聯網的WAP網的資源有限，僅能訪問采用WAP技術支持的一小部分的網絡資源，那么由此出現了許多新的研究課題，例如：如何對現有通信網絡進行優化改進；怎樣的網絡更有利于未來的信息傳遞的發展；未來網絡發展的方面又是什么。

三、未來通信網絡的發展方向

現在的通信網絡以樹形結構為主，多為分層式通信模式。當一個點到加一個通信時，首先，先要經過基站，再然后經過控制交換中心，若控制交換中心范圍內找不到目標地址，則將數據發送至上一層控制交換中心，這樣就形成一個分層式結構的通信過程［5］。如圖1所示。

根據現代通信網結的結構，為一個模擬通信過程，設user為通信用戶，BSS為通信網絡d中基站子系統，設NSS網絡控制子系統中的控制交換中心，下面簡稱控制交換中心.來模擬一個通信過程例如圖中，Z1到Z2就是一個本地（同區域）通信過程，也就是在一個控制交換中心區域內能找到通信目的地，則直接在本區域內控制交換中心處理此數據，這樣就完成一個通信過程。若在本區域內沒有找到目的地，如：Z1到P1的一個通信過程，當Z1發出請求后，由基站將其請求傳送至本區域內的控制交換中心TA1，當TA1發現此目的地址不在本區域內時，將數據傳送至上一層的交換中心TA2，同樣若TA2發現此目的地址不是本區域內的地址，TA2就會將數據傳送于上一層的控制交換中心TA3，當TA3在在網絡中找到目的地址P1時，則將本次請求信號發送至目的地址所在區域的控制交換中心.在這個過程中，請求信號首先經過TB3依次將數據傳至TB2最后傳至目的地址所在的TB1，最終發送至目標地址。完成本次通信過程。

綜上，現有的通信網采用的通信方式中完成一次通過程的中轉過程過于復雜，分層式通信模式的網絡資源的投入也過于龐大，從而造成通信節點過多，與未來的通信發展極其不相適應。因此，現在的通信網絡應與互聯網緊密結合，有效借助互聯網資源，吸取網絡電話的軟交換技術，充分利用網絡協議形成一個新的通信模式。

本文提出直線化的通信模式，即未來的通信網絡的通信模式就是從一個節點到另一個節點是直線的，不經過分層中轉。點A到點B間的通信過程，如圖2所示。

從A到B間的通信，完全是從一個控制交換中心到另一個控制交換中心的傳輸。當A發出請求時，由基站將A的請求信號通過基站發送至控制交換中心，控制交換中心通過互聯網直接連接目的用戶，利用互聯網中的路由功能直接尋找最近的通信路徑，連接到目標用戶所在的控制交換中心，并將A的請求直接通過互聯網發送給B，從而節省通信過程，使互聯網資源得到有效的利用。

四、新一代的通信網絡

由于3G與4G通信網絡的服務面本身并沒有發生質變化，并不能有效的直接的擴大其服務面，其可利用的互聯網絡資源仍然受制于WAP。基于此，本文提出了＂U網＂概念。所謂的＂U網（Universal Net）＂就是將現有的通信網絡與互聯網并行同步，形成一個統一的網絡體系［6］。

“U網”概念的不僅指單一未來互聯網或通信網，而是從根本上將通信網與互聯網融合，取二者長處相互促進。“U網”采用直線通信結構，同時借鑒網絡電話的軟交換技術，通過互聯網的IP包傳送數據信號，與移動通信的無線傳輸技術結合，建立一種移動網絡電話，用以實現無線移動語音的業務，大大提高網絡資源的應用［7］。

“U網”無論在語音還是在數據方面全部基于互聯網。用戶無論在何種情況下，只要在無線互聯網基站的服務范圍內，用戶將信號發至無線基站，由無線基站將數據傳送數據交換中心，而后進入Internet將數據或通信信號傳送到目的地。

1、“U網”的構架

“U網”就是采用直線通信結構，以互聯網為基礎，將互聯網資源與通信資源相結合，建立起來的一種高速通信網絡。

“U網”在網絡服務的范圍上也將與互聯網完全同步，移動網絡終端與固定網絡終端將在接受到的互聯網資源方面和訪問方式方面基本不存在區別。移動網絡終端在訪問互聯網資源時，互聯網數據首先通過WAP網關（數據轉換），然后傳送給用戶端。從而解決移動網絡終端在訪問互聯網資源時受WAP資源有限的障礙，完全實現通信網絡與互聯網的并行同步。如圖3所示設MS為一個移動手機用戶，MBS為：車載移動平臺用戶，wireless net為移動互聯網網用戶，data conversion為WAP網關（數據轉換），移動互聯網用戶在訪問互聯網時上下行數據交換通過WAP網關（數據轉換）進行轉換。

“U網”在結構上以互聯網為基礎，借鑒網絡電話的通信方式，將所有信號、數據都通過互聯網完成直線通信。用戶與用戶間的通信，通過基站將信號傳送到數據交換中心，由數數交換中心通過互聯網，運用語音壓縮算法對語音數據進行壓縮編碼處理，然后把這些語音數據按IP等相關協議進行打包，經過IP網絡把數據包傳輸到接收地的目的用戶。從而改變傳統的樹形的通訊結構，將通信過程改成直線型，這樣無論在那個區域，只要經過一級數據交換，就可以與目的用戶連接。

2、“U網”展望

“U網”概念的提出將直接把通信與互聯網完全融為一體，用戶享受到服務面更廣，服務質量更高，更智能化的，無障礙的網絡服務。它將形成一個龐大的功能完備的網絡體系，既可以訪問網絡資源，同時又具備通信服務，使互聯網資源充分得到利用。同時為不同通訊網絡形成統一的標準打下一個堅實的基礎，為各電信運營企業有效節約成本。因此“U網”的實現將對通信及互聯網產生巨大影響，直接改變人們日常生活和通訊方式，在網絡發展過程中產生具有重大意義。

［1］郭秋萍.計算機網絡技術［M］.清華大學出版社，2008年.

［2］芩賢道，安常青.網絡管理協議及應用開發［M］.清華大學出版社，2003年7月.

［3］張娟.用TCP/IP進行網際互連［M］.電子工業出版社，2010年4月.

［4］馬金龍，胡建萍，王宛蘋.信號與系統［M］.科學出版社，2006年.

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

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

［7］張祿林，雷春娟.WAP技術及其應用［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無線傳感器網絡節點分布的研究（省級重點項目2012011013-2）

王文晶（1981～），女，講師，主要研究方向為自然語言處理、信息安全。