王文晶

（山西大學商務學院　信息學院　太原　030031）

通信技術與網(wǎng)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(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)絡的發(fā)展概況，并基于未來網(wǎng)絡發(fā)展的態(tài)勢，以移動通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的進一步統(tǒng)一為目標，提出了“U網(wǎng)（Universal Net）”概念，以求為移動通訊網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)相融合問題，尋求更加便捷道路。本文對現(xiàn)有通信網(wǎng)絡結構進行了理論性分析，借助互聯(lián)網(wǎng)體系在現(xiàn)有通信網(wǎng)絡結構上進行改進，得出“直線通信結構”，最后闡述“U網(wǎng)”的有關設想。

互聯(lián)網(wǎng)移動通信網(wǎng)絡U網(wǎng)

一、引言

隨著手機無線上網(wǎng)的實現(xiàn)，更讓人們盡情享受到了網(wǎng)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(wǎng)絡服務。通過GPRS網(wǎng)絡接入WAP，可充分發(fā)揮接入時延短（2秒接入）速率高、永遠在線、切換方便等優(yōu)點。WAP是一種向移動終端提供互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容和先進增值服務的全球統(tǒng)一的開放式協(xié)議標準，是簡化了的無線Internet協(xié)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(wǎng)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(lián)網(wǎng)的普及擴大，近年出現(xiàn)的網(wǎng)絡電話運用了數(shù)字化傳輸技術，其基本原理是：通過語音壓縮算法對語音數(shù)據(jù)進行壓縮編碼處理，再把這些語音數(shù)據(jù)按IP等相關協(xié)議進行打包，經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)把數(shù)據(jù)包傳輸?shù)浇邮盏?，最后把這些語音數(shù)據(jù)包串起來，經(jīng)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(lián)網(wǎng)傳送語音的目的［2］。經(jīng)過網(wǎng)絡電話系統(tǒng)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(wǎng)同樣使用傳輸速率64kbit/s的帶寬時，網(wǎng)絡電話數(shù)是原來的5～8倍，大大提升的網(wǎng)絡資源的利用率。

二、現(xiàn)代通信網(wǎng)絡面臨的問題

通信網(wǎng)絡在近些年來是得到了很大的發(fā)展，尤其是3G服務的開通，更使通信網(wǎng)絡發(fā)展進入了一個新的階段。但仍然存在很多問題，比如：網(wǎng)絡結構復雜，在建設通信網(wǎng)時的基礎投入高，與國際互聯(lián)網(wǎng)的結合不好，造成用戶使用無線互聯(lián)網(wǎng)享受到的服務有限，不同運營商間的增值業(yè)務不能互通問題，等等［3］。當前的互聯(lián)網(wǎng)也有通信服務功能，移動通信網(wǎng)絡也可以訪問互聯(lián)網(wǎng)，但是它們的服務是有限的，并不是真正意義是的統(tǒng)一［4］。互聯(lián)網(wǎng)的通信服務不能像移動通信網(wǎng)那樣便利，移動互聯(lián)網(wǎng)的WAP網(wǎng)的資源有限，僅能訪問采用WAP技術支持的一小部分的網(wǎng)絡資源，那么由此出現(xiàn)了許多新的研究課題，例如：如何對現(xiàn)有通信網(wǎng)絡進行優(yōu)化改進；怎樣的網(wǎng)絡更有利于未來的信息傳遞的發(fā)展；未來網(wǎng)絡發(fā)展的方面又是什么。

三、未來通信網(wǎng)絡的發(fā)展方向

現(xiàn)在的通信網(wǎng)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(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，這樣就形成一個分層式結構的通信過程［5］。如圖1所示。

根據(jù)現(xiàn)代通信網(wǎng)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(wǎng)絡d中基站子系統(tǒng)，設NSS網(wǎng)絡控制子系統(tǒng)中的控制交換中心，下面簡稱控制交換中心.來模擬一個通信過程例如圖中，Z1到Z2就是一個本地（同區(qū)域）通信過程，也就是在一個控制交換中心區(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的一個通信過程，當Z1發(fā)出請求后，由基站將其請求傳送至本區(qū)域內(nèi)的控制交換中心TA1，當TA1發(fā)現(xiàn)此目的地址不在本區(qū)域內(nèi)時，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就會將數(shù)據(jù)傳送于上一層的控制交換中心TA3，當TA3在在網(wǎng)絡中找到目的地址P1時，則將本次請求信號發(fā)送至目的地址所在區(qū)域的控制交換中心.在這個過程中，請求信號首先經(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過程過于復雜，分層式通信模式的網(wǎng)絡資源的投入也過于龐大，從而造成通信節(jié)點過多，與未來的通信發(fā)展極其不相適應。因此，現(xiàn)在的通信網(wǎng)絡應與互聯(lián)網(wǎng)緊密結合，有效借助互聯(lián)網(wǎng)資源，吸取網(wǎng)絡電話的軟交換技術，充分利用網(wǎng)絡協(xié)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(wǎng)絡的通信模式就是從一個節(jié)點到另一個節(jié)點是直線的，不經(jīng)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(fā)出請求時，由基站將A的請求信號通過基站發(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，連接到目標用戶所在的控制交換中心，并將A的請求直接通過互聯(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

由于3G與4G通信網(wǎng)絡的服務面本身并沒有發(fā)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(lián)網(wǎng)絡資源仍然受制于WAP?；诖耍疚奶岢隽耍網(wǎng)＂概念。所謂的＂U網(wǎng)（Universal Net）＂就是將現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)并行同步，形成一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡體系［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。“U網(wǎng)”采用直線通信結構，同時借鑒網(wǎng)絡電話的軟交換技術，通過互聯(lián)網(wǎng)的IP包傳送數(shù)據(jù)信號，與移動通信的無線傳輸技術結合，建立一種移動網(wǎng)絡電話，用以實現(xiàn)無線移動語音的業(yè)務，大大提高網(wǎng)絡資源的應用［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)基站的服務范圍內(nèi)，用戶將信號發(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，而后進入Internet將數(shù)據(jù)或通信信號傳送到目的地。

1、“U網(wǎng)”的構架

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

“U網(wǎng)”在網(wǎng)絡服務的范圍上也將與互聯(lián)網(wǎng)完全同步，移動網(wǎng)絡終端與固定網(wǎng)絡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。移動網(wǎng)絡終端在訪問互聯(lián)網(wǎng)資源時，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)首先通過WAP網(wǎng)關（數(shù)據(jù)轉換），然后傳送給用戶端。從而解決移動網(wǎng)絡終端在訪問互聯(lián)網(wǎng)資源時受WAP資源有限的障礙，完全實現(xiàn)通信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)網(wǎng)用戶，data conversion為WAP網(wǎng)關（數(shù)據(jù)轉換），移動互聯(lián)網(wǎng)用戶在訪問互聯(lián)網(wǎng)時上下行數(shù)據(jù)交換通過WAP網(wǎng)關（數(shù)據(jù)轉換）進行轉換。

“U網(wǎng)”在結構上以互聯(lián)網(wǎng)為基礎，借鑒網(wǎng)絡電話的通信方式，將所有信號、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)，運用語音壓縮算法對語音數(shù)據(jù)進行壓縮編碼處理，然后把這些語音數(shù)據(jù)按IP等相關協(xié)議進行打包，經(jīng)過IP網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)包傳輸?shù)浇邮盏氐哪康挠脩?。從而改變傳統(tǒng)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(qū)域，只要經(jīng)過一級數(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，用戶享受到服務面更廣，服務質量更高，更智能化的，無障礙的網(wǎng)絡服務。它將形成一個龐大的功能完備的網(wǎng)絡體系，既可以訪問網(wǎng)絡資源，同時又具備通信服務，使互聯(lián)網(wǎng)資源充分得到利用。同時為不同通訊網(wǎng)絡形成統(tǒng)一的標準打下一個堅實的基礎，為各電信運營企業(yè)有效節(jié)約成本。因此“U網(wǎng)”的實現(xiàn)將對通信及互聯(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)絡發(fā)展過程中產(chǎn)生具有重大意義。

［1］郭秋萍.計算機網(wǎng)絡技術［M］.清華大學出版社，2008年.

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

［3］張娟.用TCP/IP進行網(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.信號與系統(tǒng)［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(yè)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(wǎng)絡節(jié)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。