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      無線廣域網(WWAN)常用通信技術介紹

      更新時間: 2014-12-23 13:48:34來源: 粵嵌教育瀏覽量:7448

      無線廣域網WWAN(Wireless Wide Area Networks)主要是為了滿足超出一個城市范圍的信息交流和網際接入需求,讓用戶可以和在遙遠地方的公眾或私人網絡建立無線連接。在無線廣域網的通信中一般要用到GSM、GPRS、GPS、CDMA和3G等通信技術。

      1.GSM
      GSM是Global System for Mobile Communications的縮寫,意為全球移動通信系統,是世界上應用的主要蜂窩系統之一。20世紀80年代,GSM開始興起于歐洲,1991年在芬蘭正式投入使用,到1997年底,已經在100多個國家實施運營。其發展之迅速,從實際意義上來講已成為歐洲和亞洲的標準。到2004年,在全世界的183個國家已經建立了540多個GSM通信網絡。GSM是基于窄帶時分多址(TDMA)制式,允許在一個射頻同時進行8組通話。GSM系統包括GSM900MHz、GSM1800MHz及GSM1900MHz等幾個頻段。由于GSM系統的容量是有限的,在網絡用戶過載時,就只能通過構建更多的網絡設施來滿足用戶需求。但是GSM在其他方面性能優異,其除了提供標準化的列表和信令系統外,還提供了一些智能的業務,比如全球漫游功能等。GSM系統具有通話質量高,通話死角少,穩定性強,不易受外界干擾,采用SIM卡其防盜能力佳,網絡容量大,號碼資源豐富,信息靈敏,GSM設備功耗低等重要特點,因而直到現在,GSM在移動通信市場中仍然占有很大份額。
        
      2.GPRS
      GPRS是通用分組無線業務(General Packet Radio System)的縮寫,是歐洲電信協會GSM系統中有關分組數據所規定的標準。GPRS是在現有的GSM網絡上開通的一種新的分組數據傳輸技術,它和GSM一樣采用TDMA方式傳輸語音,但是采用分組的方式傳輸數據。GPRS提供端到端的、廣域的無線IP連接及高達115.2kbps的空中接口傳輸速率。
        
      GPRS采用了分組交換技術,可實現若干移動用戶同時共享一個無線信道或一個移動用戶可使用多個無線信道。當用戶進行數據傳輸時則占用信道,無數據傳輸時則把信道資源讓出來,這樣不僅極大地提高了無線頻帶資源的利用率,同時也提供了靈活的差錯控制和流量控制,正因如此,GPRS是按傳輸的數據量來收費的,即按流量收費,而不是按時間來計費的。
        
      GPRS采用信道捆綁和增強數據速率改進來實現高速接入,它可以實現在一個載頻或8個信道中實現捆綁,每個信道的傳輸速率為14.4kbps,在這種情況下,8個信道同時進行數據傳輸時,GPRS方式速率可達115.2kbps。如果GPRS通過數據速率改進,將每個信道的速率提高到48kbps,那么其速率高達384kbps,對于這樣的高速率,可以完成更多的業務,比如網頁瀏覽、收/電子郵件等。

      GPRS還具有數據傳輸與語音傳輸可同時進行并自如切換等特點。總之,相對于原來GSM以撥號接入的電路數據傳送方式,GPRS是分組交換技術,具有實時在線、高速傳輸、流量計費和自如切換等優點,它能全面提升移動數據通信服務。因而,GPRS技術廣泛地應用于多媒體、交通工具的定位、電子商務、智能數據和語音、基于網絡的多用戶游戲等方面。
        
      3.CDMA
      CDMA是Code Division Multiple Access的縮寫,全稱為碼分多址,它是在數字技術的分支——擴頻通信技術上發展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術。CDMA是早由美國高通公司研制出來用于商業的。CDMA研制出來時,正值GSM統領移動通信市場的時候,因此,幾乎沒有一個移動通信運營商敢使用它。是在20世紀90年代初,韓國政府致力于尋找發展本國電子制造業的機會,即使發現歐洲幾乎已經壟斷了GSM市場之后,還是果斷地決定發展CDMA,CDMA從那時開始發展起來。
        
      CDMA具有頻譜利用率高、語音質量好、保密性強、掉話率低、電磁輻射小、系統容量大、覆蓋廣等優點。CDMA能有這么多優點,一方面是擴頻通信系統所固有的,另一方面是因為CDMA采用了很多的技術。CDMA系統是由擴頻、多址接入、蜂窩組網和頻率復用等幾種技術結合而成的,因此它具有抗干擾性好、抗信號路徑衰落能力強、保密安全性高、同頻率可在多個小區內重復使用,以及系統容量大的優點。CDMA系統采用碼分多址技術,所有移動用戶都占用相同帶寬和頻率,通過復用方式使得頻譜利用率很高;CDMA系統采用軟切換技術,這樣就完全克服了硬切換所帶來的容易掉話的缺點,使得掉話率降低;CDMA采用功率控制和可變速率聲碼器,使CDMA無線發射功耗低及語音質量好。
        
      CDMA具有上述的技術優勢,已經被越來越多的用戶所接受,使得CDMA在近些年發展迅速。目前CDMA在美國、韓國和日本等國家都占有很大一部分的市場,尤其在韓國CDMA用戶已達移動通信用戶的60%,而且CDMA技術也是第三代移動通信系統(3G)的技術基礎。
        
      4.GPS
      GPS即全球定位系統(Global Positioning System)。GPS是具有在海、陸、空全方位進行實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。它是在子午儀衛星導航系統的基礎上發展起來的,它采納了子午儀系統的成功經驗,屬于美國第二代衛星導航系統。美國從20世紀70年代開始研制GPS,歷時20年,耗資200億美元,于1994年全面建成。
        
      GPS系統包括三大部分:空間部分——GPS衛星星座;地面監控部分——地面監控系統;用戶設備部分——GPS信號接收機。GPS的空間部分由24顆均勻分布在互成120°角的軌道平面內的衛星組成;其地面監控部分由主控站、注入站和監測站組成,主要是負責衛星的監控和衛星星歷的計算;GPS的用戶設備主要由GPS信號接收機硬件和處理軟件組成。用戶通過GPS信號接收機接收GPS衛星信號,經信號處理后獲得用戶位置、速度等信息,終實現利用GPS進行導航和定位的目的。

        
      起初,GPS只應用在軍事領域。由于GPS系統具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛等特點,隨著人們對GPS研究的日益深入,GPS不再像當初那樣僅用于軍事領域,也應用到民用領域。在測量方面,由于GPS測量精度高、操作簡便、便于攜帶、全天候操作、觀測點之間無須通視等優點,成功地應用于大地測量、工程測量、地殼運動監測、工程變形監測、資源勘察、地球動力學等多學科,從而給測繪領域帶來一場深刻的技術革命。在交通領域,利用GPS技術對各種車輛進行實時跟蹤、調度管理,能夠起到合理分布車輛,解決交通擁堵等問題。民航運輸通過GPS信號接收設備,使駕駛員著陸時能準確對準跑道,引導飛機安全進、離場。在安全領域,可以通過GPS定位技術,迅速知道火災、車禍等事故發生地,從而能立即展開救援行動,大大降低了事故所帶來的損失。
        
      基于GPS的技術優點,伴隨著其各種產品的出現和應用領域的不斷拓寬,GPS已經深入到國民生產和日常生活的各個方面,為人們的工作和生活帶來了方便。 

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