对当今无线数据传输技术的研究

吴景志

（中国移动通信集团河南有限公司周口分公司 466000）

1 对当今无线数据传输技术的研究的目的和意义

无线数据传输是当今通信领域中最活跃的研究热点之一。近年来，无线数据传输技术进入了蓬勃发展的黄金时期，世界各国都开始运用无线数据传输技术开发产品来满足人们的生活需要。目前无线数据传输技术主要有GSM、GPRS、 3G、1 DMA、CDMA2000、TD—SCDMA、Wi—Fi、Bluetooth、Zigbee 等。

在光缆、ADSL等有线宽带不方便应用的环境中，无线数据传输为许多实际性问题的解决提供了可行的组网方案。技术上，无线数据网络具有非常高的可靠性、保密性、电磁兼容性和抗干扰性。可靠性主要以设备、维护、工程、互联互通来保证；电磁兼容性则是依靠合理的频率规划和干扰协调来解决；保密性可按规定进行端对端加密和空中加密；抗干扰性则是依赖设备的组网的抗干扰和抗干扰技术措施来解决。

无线数据传输技术综合成本低，性能稳定，只需一次性投资，不须挖沟埋管，更适合室外距离较远及并已装修好的场合。采用无线监控能摆脱线缆的束缚，安装周期短、扩容能力强、维护方便、迅速收回成本等优点。而且，无线数据传输技术的蓬勃发展及掌上电脑和移动智能终端的大量普及，充分显示出了无线数据传输技术的光明前景。

2 国内外研究现状和发展方向

当前中国政府大力倡导信息化建设，各行各业正在规划、建设和使用信息化工程。信息产业部调整的电信业务分类目录中，基础电信业务列出了7大类业务，无线数据业务是其中之一。有线数据传输网只能是网状的线覆盖，而无线数据传输网可达到真正的全面覆盖，这对无线数据传输技术的普及有着重要的意义。

实际应用上，国际上也有各种典型的范例。瑞典ERICSSON公司的Mobitexl2J(蜂窝式分组交换专用数据通信网)无线数据通信网目前己在五大洲的30多个国家获得应用，包括美国、加拿大、英国和澳大利亚等通信强国。Mobitex是移动数据通信领域中一个开放的国际标准，Mobitex运营商协会(MOA)负责保持它的开放性，并且为新的运营商提供帮助。目前，全球有数百家公司正从事与Mobitex相关的开发、生产和研制，天宇通信集团则是目前国内唯一一家采用了这一标准建设无线数据通信商用专网的运营商。

3 几种新型无线传输技术概述

无线数据传输是指本地计算机和传输终端通过无线网络的方式来进行数据通信。无线数据传输系统是多种技术在数据传输系统中充分利用、融合的产物。借助无线传输系统，人们可以方便的监测所关心的设备，同时还可以对其进行管理、控制。

3.1 CDMA技术介绍

CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)又称为码分多址，是无线通讯上使用的技术。在码分多址通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不是靠时隙不同或者频率不同来区分的，是用各个不同的编码系列来区分的。系统为各个用户分配特定地址码，地址码之间有相互准正交性，在时间、空间和频率上可以重叠。把需传送的有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的伪随机码进行调制，使原来的数据信号的带宽被扩展，接收端进行了相反的过程，进行接扩，从而增强抗干扰的能力。

目前，国际上通用的CDMA主要是由美国国家标准委员会(AmericanNationalStandardInsitute，ANSI)开发颁布的。CDMA蜂窝移动通信系统的技术标准先后经历了IS.95A、IS.95B、CDMA2000、1X／EV-DO和1X／EV-DV几个发展阶段。CDMA的平均发射功率是2mw，最大发射功率是200mw，CDMA的网络非常环保。CDMA技术在技术不断更新和发展中具备了以下几点优势：(1)系统容量大(2)系统容量的配置灵活(3)频率规划简单(4)建网成本低。(5)网络绿色环保(6)通话质量更佳

3.2 GPRS技术介绍

GPRS(GeneralPacket RadioService)是一种以全球手机系统(GSM)为基础的数据传输技术，它经常被描述为“2.5G”，它是一种新的GSM数据移动分组业务。采用与GSM相同的频段、突发结构、频带宽度、无线调制标准、跳线规则以及相同的TDMA帧结构，在现有GSM网络基础上再叠加了一个新的网络，同时增加一些硬件设备和软件升级，形成一个新的网络逻辑实体，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，为移动用户提供高速无线IP和X.25服务。

4 无线数据传输中的关键技术

无线数据传输系统的关键技术包括2大方面：无线数据网络结构、接入技术或多址技术。

4.1 网络结构

无线数据传输的网络拓扑结构有三种：星形网,、分布网、中继网。星形网具有集中管理，易于与其它网互连的优点，所以目前的无线数据传输系统大多是采用星形网结构。但亦有根据不同要求采用另外两种结构形式的。比如：由分布网构成无中心的无线数传系统，由中继网构成的线性分布范围较广的无线中继通信网等等。

4.2 接入技术和多址方式

在无线数据传输系统中,多个用户可以共用一个信道，所以如何控制多用户共享信道，对提高无线传输网络的容量和性能都显得十分重要。IEEE 802.11研究组为无线局域网研究制定了高效的接入控制协议。多址接入协议是接入控制技术的核心部分，接入方式或无线信道的访问方式有以下几种：(1) 随机访问方式，包括纯ALOHA 方式和时隙ALOHA方式。(2 )载波检测方式CSMA。(3) 忙音方式BTMA。(4)信道分割预约方式SRMA。(5)小时隙交互优先权方式MSAP。

5 无线传输技术的选择

当前通用的无线数据传输可用的无线通信技术中，主要包含上面所提到的几种。而其中CDMA技术较为成熟，具有发射功率小、安全性较好等优点。

5.1 嵌入式系统的特点和组成

嵌入式系统通常是面向特定应用的嵌入式CPU，通常具有低功耗、体积小、集成度高等特点。一个嵌入式系统装置一般由嵌入式计算机系统和执行装置组成，嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心部分，由中问层、硬件层、系统软件层与应用软件层组成。执行装置也被称为被控对象，可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令，执行规定的操作和任务。

5.2 无线数据传输系统组网方案设计

M2M(机器到机器)数据传输方式在当前在多个行业中有着广泛的应用，通过数据采集终端对分布于各地的数据进行采集，把采集到的数据通过通用接口链接到CDMA无线传输模块，并通过它对数据进行透明传输，将相应的数据发送到相应的数据中心。根据用户数据中心接入Internet的不同方式，根据不同用户的需要，有以下几种组网方案。

方案一：用户数据中心使用固定IP地址。

无线数据传输系统和用户的数据中心之间通过TCP／UDP建立数据连接。用户的数据中心是通信的服务端，具有公用固定的IP，并指定侦听端口。无线数据传输系统中，数据传输模块被设定为上电自动拨号，若无线数据传输系统和用户的数据中心之间采用TCP协议传输数据，就自动与服务器建立TCP连接；此方案适合于拥有固定IP服务器的企业应用。

方案二：用户数据中心采用动态IP地址

无线数据传输系统和用户的数据中心之间通过TCP建立数据连接。用户的数据中心无固定的全局IP地址，通过和数据中心相连的无线数据传输系统来连接Internet。无线数据传输模块上电后自动拨号便获得动态IP地址，而后以短消息方式将IP地址与服务器端监听的PORT号发送到指定的无线数据传输模块。当无线数据传输模块收到来自数据中心的短消息后自动拨号。对于一些查询业务和通信不很频繁的业务时，可采用动态IP的简单网络模式。

6 总结

根据近几年来监控系统、CDMA数据通信技术等发展的趋势，基于CDMA方式的无线传输系统克服了传统的有线设计系统的成本高、扩展不便、维护难，以及传统无线收发信机监控系统干扰大、数据传输可靠性差等许多弊端。本文仅对无线数据传输系统进行了一定的研究，详述了无线传输系统的组成、功能和特点，并且提出了无线数据传输系统的组成和功能。对CDMA网络组成与构造进行了详尽分析，并实现了通过CDMA网络透明传输与发送、接收短消息的无线数据传输工作。在这个基础上，还可以加入其它模块来实现一个无线监控系统，以此来实时传输数据资料。

计算机技术和无线通信技术的结合成为了研究领域中的一大热点。嵌入式移动通信设备以体积小、方便携带、使用方便等特点一定会得到越来越广泛的应用。

[1]陈皖萍.无线数据传输小论[J]_科技信息，2009

[2]吴彦文.移动通信技术及应用.北京：清华大学出版社，2009

[3]王华奎.移动通信原理与技术.北京：清华大学出版社，2009

[4]文志成.GPRS网络技术.北京：电子工业出版社，2005

[5]焦海波、刘健康.嵌入式网络系统设计.北京：北京航空航天大学出版社，2008

[6]管耀武、杨宗德.ARM嵌入式无线通信系统开发.北京：电子工业出版社，2006