淺談移動通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸

吳旭萍+陳韜

【摘要】 在移動終端高度智能化、無線移動網(wǎng)絡(luò)廣泛部署的今天，人們可以通過移動網(wǎng)絡(luò)隨時隨地接入互聯(lián)網(wǎng)，智能移動終端也成為了日常生活、學(xué)習(xí)和工作必不可少的一部分。本文將淺析移動通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)南嚓P(guān)概念及重要協(xié)議。

【關(guān)鍵詞】 移動通信 數(shù)據(jù)傳輸 協(xié)議

一、引言

隨著無線移動網(wǎng)絡(luò)的廣泛部署，互聯(lián)網(wǎng)越來越觸手可及，用戶也日益重視網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體驗的質(zhì)量。另一方面，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，Internet的規(guī)模和復(fù)雜性與日俱增，新興Internet服務(wù)層出不窮，這些應(yīng)用都要求網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不但高速而且穩(wěn)定，比如實時語音通話、要求端到端的時延在幾分之一秒內(nèi)的視頻應(yīng)用。因此，無論是網(wǎng)絡(luò)用戶還是服務(wù)供應(yīng)商都希望能夠得知當(dāng)前使用或提供的網(wǎng)絡(luò)的性能狀況。而且對于各大移動通信企業(yè)，想要獲得更大的市場份額、提高自身的核心競爭力，至關(guān)重要的一步就是了解實際用戶感知的移動網(wǎng)絡(luò)的性能并有計劃的加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化的研究。

二、移動通信網(wǎng)絡(luò)簡介

移動網(wǎng)絡(luò)從1983年的1G模擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)開始，在1991年過渡到2G數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，2001年過渡到3G高速IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，2009年過渡到4G全I(xiàn)P數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)；從開始僅有語音業(yè)務(wù)發(fā)展到現(xiàn)在以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主流[1]。移動終端從1983年誕生的第一臺移動電話DynaTAC 8000X發(fā)展到現(xiàn)在各種形式的智能移動終端，如智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備。GSA（The Global mobile Suppliers Association）的研究報告顯示，2014年在111個國家中，LTE業(yè)務(wù)已被318家運(yùn)營商推出；截至2014年3月底的數(shù)據(jù)顯示，全世界的LTE用戶數(shù)達(dá)到了2.454億[2]。移動通信沿著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)化、分組化、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的寬帶化和智能化的軌道快速發(fā)展，從第一代話音通信服務(wù)，到第二代話音和低速數(shù)據(jù)通信服務(wù)，到第三代信息通信服務(wù)，發(fā)展到第四代全I(xiàn)P數(shù)據(jù)服務(wù)，無線移動網(wǎng)絡(luò)的速率越來越高、頻帶越來越寬。

三、移動通信數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議

1、GPRS。通用分組無線服務(wù)技術(shù)GRPS英文全稱為General Packet Radio Service，通過GSM網(wǎng)絡(luò)中未被使用的TDMA信道，提供中速的數(shù)據(jù)傳遞，以封包（Packet）的形式來傳輸數(shù)據(jù)。GPRS的傳輸速率為115kbps，最高傳輸速率可達(dá)171.2kbps，處于第二代和第三代移動通訊技術(shù)之間，也被稱為2.5G。在只能提供電路交換的GSM網(wǎng)絡(luò)中，分組交換的傳輸模式最先由GPRS技術(shù)引入，其實現(xiàn)只需要對相應(yīng)的功能實體進(jìn)行增加并部分改造現(xiàn)有的基站系統(tǒng)。分組交換模式中，只有在數(shù)據(jù)發(fā)送和接收期間才會占用信道資源，所以同一個無線信道可以被多個用戶高效地共享，從而使信道利用率得到了大幅度的提高。

2、CDMA2000 1xRTT。CDMA2000英文全稱為Code Division Multiple Access 2000，是一個3G移動通訊標(biāo)準(zhǔn)，是國際電信聯(lián)盟ITU（International Telecommunication Union）的IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的無線電接口，也是屬于2G技術(shù)的CDMA One標(biāo)準(zhǔn)的延伸。值得注意的是它與WCDMA不兼容。其基本原理是利用一個或多個載波組成一個統(tǒng)一的物理信道，將使用一個載波構(gòu)成一個物理信道的方式叫做1X；將使用三個載波構(gòu)成一個物理信道的方式叫做3X。在基帶處理中，待發(fā)送的信息被平均分配到多個獨(dú)立載波中，分別進(jìn)行發(fā)射，從而使系統(tǒng)的最大傳輸速率得到了提高。CDMA2000 1XRTT作為CDMA2000的一個基礎(chǔ)層，在理論上支持的最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)144kbps。由于CDMA2000 1XRTT只有其他3G技術(shù)幾分之一的速率，所以雖然官方給予其3G技術(shù)的資格，但是通常認(rèn)為其屬于2.5G技術(shù)[3]。

3、EDGE。增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn)技術(shù)EDGE英文全稱為Enhanced Data Rate for GSM Evolution，是一種從GSM到3G的過渡技術(shù)，也被稱為2.5G。在GSM系統(tǒng)中EDGE應(yīng)用了8PSK調(diào)制技術(shù)和最先進(jìn)的多時隙操作[5]。GSM網(wǎng)絡(luò)本來采用的是GMSK調(diào)制技術(shù)。因其符號攜帶信息空間能夠被8PSK調(diào)制技術(shù)從1擴(kuò)展到3，所以每個符號可攜帶的信息比原來大了2倍。GPRS高速移動數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和信道編碼效率被EDGE技術(shù)有效的提高了。EDGE最高速率達(dá)到了 384kbit/s，從而使網(wǎng)絡(luò)投資得到了一定程度的節(jié)約。

結(jié)論：隨著3G技術(shù)的成熟和4G時代的開始，無線移動互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)成為了人們生活不可或缺的一部分。從十年前僅僅用手機(jī)來打電話、發(fā)短信，到現(xiàn)在進(jìn)行著各式各樣的應(yīng)用：看視頻、語音聊天、玩游戲、查郵件等，智能手機(jī)成為了互聯(lián)網(wǎng)最普及的終端，向外界提供多平臺服務(wù)。優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)首先要保證網(wǎng)絡(luò)的連通性，在此基礎(chǔ)上提高網(wǎng)速、加大帶寬，從而提升移動網(wǎng)絡(luò)的用戶體驗。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 張樹明，張靜. 如何減少3G網(wǎng)絡(luò)的引入對現(xiàn)有2G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的影響[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo) 準(zhǔn)化，2005，11：22-24.

[2] 鐘雄輝，王明宇. 淺析移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢與未來[J]. 中國商貿(mào)，2014，13：204-205.

[3]胡杭杰. 淺談移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢[J]. 無線互聯(lián)科技，2013，01：28.

[4] ISMA Workshops. Internet Statistic and Metrics Analysis [DB/OL].http：//www.caida.org/workshops/isma/，2007.

[5] Paxson V. Measurement and Analysis of End-to-End Internet Dynamics [D]. Berkeley： Univ of California， Berkeley， 1997.

[6] 秦惠軍. 基于IP時間戳選項的網(wǎng)絡(luò)測量程序的設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京郵電大學(xué)，2007.