簡述蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)

1、簡述蜂窩移動(dòng)通信技術(shù) 摘要:蜂窩通信技術(shù)至今已經(jīng)發(fā)展了一百余年了，在移動(dòng)端也已經(jīng)發(fā)展到第五代了。而在非移動(dòng)段爺發(fā)展出了如Zigbee通信這樣的廣泛使用而成熟的技術(shù)。本文先介紹蜂窩通信的基本原理。再以移動(dòng)通信中GSM通信比對(duì)Zigbee通信，解析各自的特點(diǎn)及應(yīng)用場合。 關(guān)鍵詞:蜂窩通信;5G;GSM;Zigbee 移動(dòng)通信現(xiàn)如今已經(jīng)發(fā)展到第五代了，移動(dòng)通信的第五代就是大家經(jīng)常能聽到的5G時(shí)代，隨著華為等名企的研發(fā)，相信用不了多久我們將從4G時(shí)代進(jìn)入5G時(shí)代！其實(shí)移動(dòng)能進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的基本原理如圖1所示，信號(hào)的全方位覆蓋是由信號(hào)塔搭建出來的，每個(gè)信號(hào)點(diǎn)負(fù)責(zé)自己特定區(qū)域的信號(hào)通信。從整體上看其信號(hào)網(wǎng)絡(luò)

2、圖像一個(gè)蜂窩網(wǎng)狀一樣，因此移動(dòng)通信結(jié)構(gòu)通常也稱為蜂窩移動(dòng)通信。與此類似如圖2是Zigbee的蜂窩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其實(shí)從Zigbee取名就能解析其結(jié)構(gòu)（bee蜜蜂，zig聲音形容詞）。下文將舉移動(dòng)通信中的GSM通信與Zigbee通信進(jìn)行對(duì)比性分析，深入說明其通信原理和應(yīng)用場合。 1GSM通信的工作模型 GSM是GlobalSystemforMobileCommunications的縮寫，譯為全球通信系統(tǒng)，發(fā)展與上世紀(jì)90年代，雖然屬于第二代蜂窩移動(dòng)通信，但已經(jīng)成熟的被100多個(gè)國家應(yīng)用，占據(jù)了近八成的全球蜂窩移動(dòng)通信設(shè)備市場。在控制領(lǐng)域中常用來進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，控制距離理論上沒有限制。工作模型類似C/S（

3、客戶端/服務(wù)器）模型。如當(dāng)A要去控制B，如果邏輯上把A看成服務(wù)器，B看成客戶端。則A設(shè)備的MCU接到用戶的指令，會(huì)將指令打包成一個(gè)信息包，通過GSM模塊能識(shí)別的AT指令將控制信息包發(fā)給B。B的GSM模塊收到信息包后丟給B設(shè)備的MCU去解析，然后MCU再去執(zhí)行相應(yīng)的控制信息。從以上分析看GSM能夠遠(yuǎn)距離的進(jìn)行一對(duì)一的精準(zhǔn)控制，這種遠(yuǎn)程控制適合跨城市甚至跨國家的場合應(yīng)用，其能夠經(jīng)常識(shí)別和傳送依賴于每個(gè)GSM設(shè)備都有一個(gè)全球唯一的ID，也就是通常所說的電話號(hào)碼。 2Zigbee通信的工作模型 在此之前ZigBee也被稱為“HomeRFLite”、“RF-EasyLink”或“fireFly”無線電技

4、術(shù)，統(tǒng)稱為ZigBee。其工作模型如圖2所示，每個(gè)zigbee設(shè)備在一個(gè)時(shí)刻只有協(xié)調(diào)器、路由器、終端三種角色中的一種角色。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星形、樹形、網(wǎng)狀形。一般在整個(gè)蜂窩網(wǎng)啟動(dòng)的時(shí)候由協(xié)調(diào)器啟動(dòng)，分配好錄音終端所需的各種信息，建立起對(duì)應(yīng)鏈接后，協(xié)調(diào)器角色的工作使命暫時(shí)完成會(huì)轉(zhuǎn)換為路由器角色。而路由器的主要作用就是建立路由表轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)見的通信包。終端的使命就是最后的通信終結(jié)點(diǎn)或者發(fā)起點(diǎn)。Zigbee的網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)在于可以精準(zhǔn)的一對(duì)一通信，還能一對(duì)全局中的所有設(shè)備進(jìn)行廣播似的一對(duì)所有通信。在需要?jiǎng)澐譃槎鄠€(gè)局域網(wǎng)進(jìn)行區(qū)域區(qū)別控制通信的時(shí)候，Zigbee也能通過分組技術(shù)進(jìn)行區(qū)域性的分組，可以讓每個(gè)局域Zig

5、bee網(wǎng)進(jìn)行單獨(dú)的內(nèi)部通信，設(shè)立網(wǎng)關(guān)。由于Zigbee設(shè)備特別是其終端設(shè)備在沒有工作時(shí)其能進(jìn)入睡眠模式，因?yàn)楣暮艿汀?3GSM和Zigbee通信的應(yīng)用場合 上面分析GSM和zigbee通信均屬于蜂窩通信，那兩者如何選擇呢？依據(jù)前面介紹，GSM通信可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離的通信，進(jìn)而設(shè)計(jì)成遠(yuǎn)距離的工業(yè)控制。但需要以移動(dòng)通信基礎(chǔ)設(shè)備搭建為基礎(chǔ)，成本較高。尤其在一些移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施不完善的國家和區(qū)域該方案很難實(shí)施或者成本很高。但Zigbee通信則依賴自己的zigbee通信協(xié)議（現(xiàn)在廣泛而成熟的協(xié)議是Zig-bee2007），自己搭建出了物理層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層等。其成本低，搭建和使用方便。但傳輸距離短，一般只有幾十米。這樣的技術(shù)特點(diǎn)讓Zigbee廣泛應(yīng)用于智能家居、智慧工業(yè)控制、智慧醫(yī)療等領(lǐng)域。 參考文獻(xiàn) 1竇文君.基于GSM網(wǎng)絡(luò)的接地線檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)D.沈陽:沈陽工業(yè)大學(xué),2007. 2崔文華.Zigbee協(xié)議棧的研究與實(shí)現(xiàn)J.上海:華東師范大學(xué),2007. 3趙瑞芬.關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)智能家居的初探J.科技信息,2