通信標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范精品(七篇)

序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇通信標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

作為智能ODN產(chǎn)品通信標(biāo)準(zhǔn)制定的參與者，江蘇亨通光網(wǎng)科技有限公司產(chǎn)品線高級(jí)工程師雷非日前在接受《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》（網(wǎng)）記者獨(dú)家專(zhuān)訪時(shí)表示，智能ODN通信標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)陸續(xù)確定下來(lái)了，其中設(shè)備類(lèi)的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)；接口類(lèi)的六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中已有五個(gè)通過(guò)審查，待。

然而，據(jù)了解，接口類(lèi)仍有一個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)尚未通過(guò)審查，有待標(biāo)準(zhǔn)制定和評(píng)審部門(mén)進(jìn)一步討論。

技術(shù)方案難分高下

尚未審查通過(guò)的這條通信標(biāo)準(zhǔn)是接口類(lèi)六大標(biāo)準(zhǔn)之一，主要規(guī)定了光纖活動(dòng)連接器上的智能標(biāo)簽與插座之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)介紹，該標(biāo)準(zhǔn)候選方案主要有兩個(gè)，分別是插頭簧片方案和插頭金手指方案，它們的優(yōu)劣勢(shì)正好形成互補(bǔ)，勢(shì)均力敵，但是又不能相互兼容，使得標(biāo)準(zhǔn)制定和評(píng)審專(zhuān)家組分歧嚴(yán)重，至今未能形成統(tǒng)一意見(jiàn)。

另外，在接口協(xié)議方面也存在爭(zhēng)議。華為、中興等廠商主推的1-wire接口標(biāo)簽的接口觸點(diǎn)只有兩個(gè)，而亨通等廠商主推的I2C接口標(biāo)簽的接口觸點(diǎn)有四個(gè)。

雷非指出，華為方案的優(yōu)勢(shì)在于接口觸點(diǎn)少，可靠性高，但是該方案所使用的芯片目前全球僅有一家供應(yīng)商，產(chǎn)量低、成本高，市場(chǎng)吸引力有限；而亨通方案所使用的芯片供應(yīng)商較多，成本不到前者的1/4，而且隨著工藝進(jìn)步，未來(lái)還有更大的下降空間。

事實(shí)上，目前制約智能ODN產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要原因之一就是成本過(guò)高，如果能夠有效降低成本，對(duì)智能ODN產(chǎn)品的推廣是非常有利的。然而從目前國(guó)內(nèi)智能ODN產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)看，盡管產(chǎn)業(yè)鏈希望能夠制定出統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)，但是由于目前智能ODN廠商眾多，制作方法各異，且均投入了大量資金，因而都希望自己的方案成為通信標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)從目前幾大主流方案來(lái)看，并沒(méi)有哪一個(gè)方案具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)能脫穎而出，從而導(dǎo)致通信標(biāo)準(zhǔn)遲遲無(wú)法最終確定。

在雷非看來(lái)，標(biāo)準(zhǔn)制定初期不需要設(shè)置更多限制，應(yīng)給予幾大方案平等競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)會(huì)，最終由市場(chǎng)決定孰優(yōu)孰劣。

其實(shí)，在通信行業(yè)，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下存在多技術(shù)方案的案例屢見(jiàn)不鮮。例如，4G通信標(biāo)準(zhǔn)就包括TD-LTE、LTE FDD等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)制式。

亨通智能ODN進(jìn)行時(shí)

通信標(biāo)準(zhǔn)不能落地，對(duì)國(guó)內(nèi)智能ODN產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生很大影響。雷非表示，原則上各運(yùn)營(yíng)商招標(biāo)都需要一個(gè)技術(shù)規(guī)范，廠商可以根據(jù)運(yùn)營(yíng)商的規(guī)范生產(chǎn)供貨，但是廠商還是希望有一個(gè)統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)。

目前，國(guó)內(nèi)ODN產(chǎn)業(yè)基本形成兩大陣營(yíng)，分別是以華為、中興為代表的大型設(shè)備商，以及以亨通為代表的線纜廠商，其中以華為的技術(shù)實(shí)力最為強(qiáng)大。在這一背景下，作為該行業(yè)的新兵，亨通沒(méi)有選擇與華為正面競(jìng)爭(zhēng)，而是主推成本較低的I2C接口標(biāo)簽。而且值得注意的是，在采用該方案的同時(shí)，亨通的智能ODN產(chǎn)品還采用了集中控制方案這一設(shè)備架構(gòu)體系。雷非表示，該方案具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、功耗低等特點(diǎn)，在行業(yè)內(nèi)同樣具備很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

目前，亨通正在全力研發(fā)自有的智能ODN產(chǎn)品。據(jù)介紹，該產(chǎn)品由設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器、智能終端三部分組成，其中設(shè)備分成三類(lèi)，分別是智能光配線架、智能光纜交接箱和智能光纜分纖箱。目前，該產(chǎn)品的硬件部分已經(jīng)研發(fā)完畢，亨通正在研發(fā)其軟件部分，預(yù)計(jì)2015年年底開(kāi)發(fā)完畢。

智能ODN市場(chǎng)需要培育

近兩年來(lái)，中國(guó)寬帶發(fā)展如火如荼，國(guó)內(nèi)智能ODN產(chǎn)業(yè)也一直在進(jìn)步，但是由于成本過(guò)高，并沒(méi)有得到運(yùn)營(yíng)商大規(guī)模部署。事實(shí)上，國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商對(duì)智能ODN的態(tài)度始終沒(méi)有同步。

據(jù)了解，中國(guó)電信對(duì)智能ODN一直持觀望態(tài)度，因?yàn)橹袊?guó)電信現(xiàn)網(wǎng)建設(shè)起步較早，運(yùn)維管理流程較為完善，但是現(xiàn)網(wǎng)光纖基礎(chǔ)設(shè)施存量大，智能化改造成本較高。

中國(guó)移動(dòng)則是智能ODN積極響應(yīng)者。據(jù)悉，隨著大規(guī)模光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，中國(guó)移動(dòng)在今年年初規(guī)劃全年ODN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中有1/3采用智能ODN設(shè)備，而且起標(biāo)已經(jīng)全部完成，部分地方子公司已經(jīng)進(jìn)行了設(shè)備招標(biāo)，然而從目前發(fā)展來(lái)看，仍沒(méi)有大規(guī)模部署智能ODN。

中國(guó)聯(lián)通對(duì)智能ODN的態(tài)度一直比較曖昧。盡管現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始起標(biāo)，進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，但是由于智能ODN成本過(guò)高，中國(guó)聯(lián)通也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模部署，不過(guò)明年會(huì)有FTTH方面的大規(guī)模投資，而ODN則是FTTH中的基礎(chǔ)設(shè)備之一。

篇(2)

關(guān)鍵字:嵌入式;低功耗;網(wǎng)絡(luò)協(xié)議;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

中圖分類(lèi)號(hào):TP212文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1007-9599 (2010) 09-0000-02

Embedded Low-power Wireless Sensor Network

Yang Yuhong

(Heilongjiang Institute of Architectural Technology,Harbin150000,China)

Abstract:Wireless sensor network is an integration of sensor technology,computer technology and wireless communication technology of the twenty-first century communications network has great value and important research value.Wireless sensor network consists a large number of integrated sensors,data processing unit and the wireless communication module node through self-organization structure,environmental information can be timely and effective manner through the network to transmit to the receiver.As the energy of the node power supply unit with limited and difficult to change,the energy consumption of a wireless sensor network,the core of the problem.There are two ways to solve the problem:One is to increase the energy supply;second is through the low-power design techniques to improve the energy efficiency of the network.However,due to increased energy supply bottlenecks,improve the energy efficiency of the network to extend the network lifetime is the solution to the problem.

Keywords:Embedded;Low-power;Network protocol;Wireless sensor networks

一、研究意義

近年來(lái)隨著通信技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展,具有感知能力、計(jì)算能力和通信能力的微型傳感器開(kāi)始出現(xiàn),這些微型傳感器通過(guò)組網(wǎng)構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)。這種傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠協(xié)同實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息,并對(duì)這些信息進(jìn)行處理,獲得詳盡而準(zhǔn)確的信息,傳送給需要這些信息的用戶。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境與軍事監(jiān)控,地震與氣候預(yù)測(cè)、地下、深水以及外層空間探索等許多方面都具有廣闊的應(yīng)用前景?？梢哉f(shuō)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是信息感知和采集的一場(chǎng)革命,是21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前在國(guó)際上備受關(guān)注的、涉及多學(xué)科高度交叉、知識(shí)高度集中的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域。它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)以及無(wú)線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等多種技術(shù)領(lǐng)域,通過(guò)各類(lèi)集成化的微型傳感器對(duì)目標(biāo)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),通過(guò)無(wú)線通信方式形成一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息,并發(fā)送給終端用戶。人們可以通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)直接感知客觀世界,從而極大地?cái)U(kuò)展了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的功能和人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界的能力

二、IEEE802.15.4/ZigBee標(biāo)準(zhǔn)概述

為了滿足低功耗、低成本的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的要求,任務(wù)就是開(kāi)發(fā)一個(gè)低數(shù)據(jù)速率WPAN(LR-WPAN,Low Rate wireless Personal Area Network)標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用目標(biāo)多種多樣,這要求IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)要非常靈活,應(yīng)能夠支持個(gè)人工作空間中無(wú)限多種可能的應(yīng)用需求。

三、協(xié)議架構(gòu)

ZigBee標(biāo)準(zhǔn)定義了一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,這種協(xié)議能夠確保無(wú)線設(shè)備在低成本、低功耗和低數(shù)據(jù)速率網(wǎng)絡(luò)中的互操作性。ZigBee協(xié)議棧構(gòu)建在IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上,IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層(PHY)和媒體訪問(wèn)控制層(MAC),PHY和MAC層定義了射頻以及相鄰的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通訊標(biāo)準(zhǔn);ZigBee聯(lián)盟則定義了ZigBee協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層(NWK)、應(yīng)用層(APL)和安全服務(wù)層的標(biāo)準(zhǔn)。ZigBee協(xié)議棧的每層為其上層提供一套服務(wù)功能:數(shù)據(jù)實(shí)體提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),管理實(shí)體提供其他服務(wù)。每個(gè)服務(wù)實(shí)體和上層之間的接口稱(chēng)作“服務(wù)訪問(wèn)電(SAP)”,通過(guò)SAP交換一組服務(wù)原語(yǔ)為上層提供相關(guān)的服務(wù)功能。

物理層提供兩類(lèi)服務(wù):物理層數(shù)據(jù)服務(wù)和物理層管理服務(wù)。PHY層功能包括無(wú)線收發(fā)信機(jī)的開(kāi)啟和關(guān)閉、能量檢測(cè)(ED)、鏈路質(zhì)量指示(LQI)、信道評(píng)估(CCA)和通過(guò)物理媒體收發(fā)數(shù)據(jù)包。

MAC層提供MAC層數(shù)據(jù)服務(wù)和MAC層管理服務(wù),其主要功能包括采用CSMA/CA進(jìn)行信道訪問(wèn)控制、信標(biāo)幀發(fā)送、同步服務(wù)和提供MAC層可靠傳輸機(jī)制。

網(wǎng)絡(luò)層提供設(shè)備加入/退出網(wǎng)絡(luò)的機(jī)制、幀安全機(jī)制、路由發(fā)現(xiàn)以及維護(hù)機(jī)制。ZigBee協(xié)調(diào)器的網(wǎng)絡(luò)層還負(fù)責(zé)新網(wǎng)絡(luò)并為新關(guān)聯(lián)的設(shè)備分配地址。

應(yīng)用層包括應(yīng)用支持子層(APS)、ZigBe設(shè)備對(duì)象(ZDO)以及設(shè)備商自定義的應(yīng)用對(duì)象。APS子層負(fù)責(zé)維護(hù)綁定列表,根據(jù)設(shè)備的服務(wù)和需求對(duì)設(shè)備進(jìn)行匹配,并在綁定的設(shè)備之間傳遞信息。ZDO負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備并明確其提供的應(yīng)用服務(wù)。

四、MAC層規(guī)范

介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)層是物理層上面的第一層,因此,MAC協(xié)議的性能受到物理層的強(qiáng)烈影響。MAC協(xié)議的主要任務(wù)是解決無(wú)線信道的合理共享,通常要保證某些特定的性能或應(yīng)用相關(guān)的性能得到滿足,這包括一些傳統(tǒng)的性能準(zhǔn)則,例如延遲、吞吐量和公平性等。而對(duì)于WSN網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō),能量消耗問(wèn)題更為重要。

(一)信道訪問(wèn)機(jī)制

1.信道的時(shí)段分配。

PAN中的協(xié)調(diào)器可選用超幀結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)信道進(jìn)行劃分。超幀通過(guò)發(fā)送的信標(biāo)幀來(lái)標(biāo)定,并且一個(gè)超幀可分為活動(dòng)區(qū)和非活動(dòng)區(qū)兩部分。超幀活動(dòng)區(qū)間由三部分構(gòu)成:信標(biāo)、競(jìng)爭(zhēng)訪問(wèn)機(jī)制(CAP)和無(wú)競(jìng)爭(zhēng)周期(CFP)。協(xié)調(diào)器只在活動(dòng)區(qū)間才和PAN交互信息,而在非活動(dòng)區(qū)間則處于低功耗的睡眠模式。信標(biāo)幀在時(shí)隙0開(kāi)始時(shí)發(fā)送,不使用CSMA機(jī)制,信標(biāo)之后就是CAP,如果存在CFP,則CFP緊跟在CAP之后直到活動(dòng)區(qū)間結(jié)束。CFP由所分配的GTS構(gòu)成。除了確認(rèn)幀和緊跟在數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令確認(rèn)之后的數(shù)據(jù)幀外,在CAP內(nèi)傳輸所有其他幀都需要采用時(shí)隙CSMA-CA機(jī)制來(lái)訪問(wèn)信道。在CAP內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備必須保證其事務(wù)(包括接收確認(rèn)幀)在CAP結(jié)束前一個(gè)幀間隔(IFS)完成,否則事務(wù)就需要推遲到下一個(gè)超幀的CAP中處理。MAC命令幀總是在CAP內(nèi)發(fā)送的。

2.CSMA-CA算法。

除了緊隨數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令的確認(rèn)之后能夠馬上發(fā)送的幀,在CAP內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)幀和MAC命令幀之前都需要使用CSMA-CA算法來(lái)訪問(wèn)信道。信標(biāo)幀、確認(rèn)幀和CFP內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀不需要使用CSMA-CA算法。

在使用信標(biāo)的PAN中,MAC層采用時(shí)隙型CSMA-CA算法在CAP內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。相反,如果在不使用信標(biāo)的PAN中,或在使用信標(biāo)的PAN中無(wú)法定位信標(biāo),則MAC層采用非時(shí)隙CSMA-CA算法。兩種形式的CSMA-CA算法的時(shí)間計(jì)算都以“退避周期”作為時(shí)間單位,可以理解位將整個(gè)CAP時(shí)段離散劃分成多個(gè)退避周期,然后CSMA-CA里面的所有時(shí)間長(zhǎng)度都以多少個(gè)退避周期來(lái)度量。

在時(shí)隙CSMA-CA算法中,PAN每個(gè)設(shè)備退避周期的邊界都應(yīng)該與PAN協(xié)調(diào)器超幀時(shí)隙的邊界對(duì)齊,即每個(gè)設(shè)備的第一個(gè)退避周期的開(kāi)始位置總是和信標(biāo)的開(kāi)始位置對(duì)齊的。使用時(shí)隙CSMA-CA算法時(shí),MAC層應(yīng)保證物理層的所有發(fā)送開(kāi)始于退避周期的邊界處;使用非時(shí)隙CSMA-CA算法時(shí),PAN中一個(gè)設(shè)備的退避周期在時(shí)間上與任何其他設(shè)備的退避周期是不相關(guān)的。

為減少?zèng)_突以提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量,有兩種特殊情況是不采用CSMA-CA算法進(jìn)行發(fā)送的,一是應(yīng)答幀,另一個(gè)是緊接在數(shù)據(jù)請(qǐng)求幀之后的數(shù)據(jù)幀。它們可以直接發(fā)送。

(二)MAC層幀結(jié)構(gòu)

MAC層幀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在保持低復(fù)雜度的前提下實(shí)現(xiàn)在噪聲信道上的可靠數(shù)據(jù)傳輸。所有的MAC幀由以下三部分組成:

幀頭(MHR,MAC header)包括幀控制字段、幀序列號(hào)、地址信息域和附加安全頭部。

MCPS-SAP支持在兩個(gè)SSCS實(shí)體之間的數(shù)據(jù)傳輸。MAC子層的管理服務(wù)主要體現(xiàn)在:PAN的建立與維護(hù)、關(guān)聯(lián)請(qǐng)求與取消、與協(xié)調(diào)器的同步、數(shù)據(jù)的間接傳輸、GTS的分配與管理、幀安全及安全套件和MAC子層PIB的維護(hù)方面。

五、網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范

ISO定義的開(kāi)放式系統(tǒng)互連模型指出網(wǎng)絡(luò)層:“通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接在兩個(gè)傳輸層實(shí)體之間提供函數(shù)化的和過(guò)程化的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)數(shù)據(jù)單元的交換,使傳輸層實(shí)體不必考慮路由和交換問(wèn)題”。網(wǎng)絡(luò)層控制網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作,負(fù)責(zé)路由數(shù)據(jù)包,還完成流量控制功能。

(一)網(wǎng)絡(luò)層幀格式

一個(gè)NWK幀(即NPDU)由兩個(gè)基本部分組成:NWK頭和NWK有效負(fù)載。NWK頭部分包含幀控制、地址和序號(hào)信息;NWK有效負(fù)載部分包含的信息因幀類(lèi)型的不同而不同,它是可變長(zhǎng)度的。NWK頭中的字段按固定的順序排列,但不是每個(gè)NWK幀都包含完整的地址和序號(hào)信息字段。

(二)網(wǎng)絡(luò)層功能實(shí)現(xiàn)

ZigBee標(biāo)準(zhǔn)確定了ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的三種設(shè)備:ZigBee協(xié)調(diào)器、ZigBee路由器和ZigBee終端設(shè)備。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都必須包括一臺(tái)ZigBee協(xié)調(diào)器,負(fù)責(zé)建立并啟動(dòng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò),其中包括選擇合適的射頻信道、唯一的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符等一系列操作。ZigBee路由器作為遠(yuǎn)程設(shè)備之間的中繼器來(lái)進(jìn)行通信,能夠用來(lái)拓展網(wǎng)絡(luò)的范圍,負(fù)責(zé)搜尋網(wǎng)絡(luò)路徑在任意兩個(gè)設(shè)備之間建立端到端的傳輸。ZigBee終端設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)中的終端節(jié)點(diǎn),負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集。

六、應(yīng)用層規(guī)范簡(jiǎn)介

ZigBee應(yīng)用層有三個(gè)組成部分:應(yīng)用支持(APS)子層、ZigBee設(shè)備對(duì)象(ZDO)和制造商定義的應(yīng)用對(duì)象。APS子層只要負(fù)責(zé)以下方面:維護(hù)綁定表,從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)匹配設(shè)備之間的需求和服務(wù),以及在兩個(gè)綁定的設(shè)備之間傳輸信息。ZDO的主要職能包括定義網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的角色是ZigBee coordinator、ZigBee router還是End device,發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備并且判定這些設(shè)備提供何種服務(wù),初始化和相應(yīng)綁定請(qǐng)求,并保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信安全。

APS通過(guò)ZDO和制造商定義的應(yīng)用對(duì)象所使用的通用服務(wù)集在NWK層和APL之間提供了接口,其接口功能是通過(guò)ZDO和廠商定義的應(yīng)用對(duì)象都可以使用的一組服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該服務(wù)由兩個(gè)實(shí)體實(shí)現(xiàn):APS數(shù)據(jù)實(shí)體(APSDE,APS Data Entity)和APS管理實(shí)體(APSME,APS Management Entity)。APSDE提供在同一網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)和多個(gè)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

七、小結(jié)

在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,最關(guān)鍵的技術(shù)是實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的通信。低成本、低功耗、應(yīng)用簡(jiǎn)單的IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議的誕生為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)及大量基于微控制器的應(yīng)用提供了互聯(lián)互通的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),也為這些應(yīng)用及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了一個(gè)契機(jī)。

參考文獻(xiàn):

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[2]崔莉,鞠海玲,苗勇.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2005

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篇(3)

【關(guān)鍵詞】國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)營(yíng)商TD-LTE

中圖分類(lèi)號(hào)：F626文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-1010(2014)-07-0053-05

1 概述

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是一組有關(guān)產(chǎn)品、處理、外觀、流程全體要素必須服從的要求[1]。在過(guò)去三十年間，學(xué)者們從技術(shù)生命周期和經(jīng)濟(jì)外部性的角度解釋了標(biāo)準(zhǔn)的本質(zhì)，提出了用戶安裝基礎(chǔ)、兼容性、路徑依賴、專(zhuān)利制度等標(biāo)準(zhǔn)演變的關(guān)鍵要素[2-7]?，F(xiàn)有研究成果一般將需求方作為靜止的已知條件，研究制造商如何根據(jù)用戶需求和分布開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)。

傳統(tǒng)上，電信設(shè)備制造商是技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)造者，運(yùn)營(yíng)商是標(biāo)準(zhǔn)的被動(dòng)選擇者。近年來(lái)，運(yùn)營(yíng)商參與全球標(biāo)準(zhǔn)化工作成為趨勢(shì)，如圖1所示，自2004年國(guó)際移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP啟動(dòng)第四代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化工作以來(lái)，運(yùn)營(yíng)商提交的文稿數(shù)量快速增長(zhǎng)，已經(jīng)與制造商形成了較為復(fù)雜的競(jìng)合局面。

圖13GPP RAN WG1至WG4運(yùn)營(yíng)商文稿數(shù)總和增長(zhǎng)趨勢(shì)

運(yùn)營(yíng)商的參與一方面使得需求方“能動(dòng)”地參與到標(biāo)準(zhǔn)的制訂中，改變了標(biāo)準(zhǔn)的參與主體和形成機(jī)制；另一方面，隨著用戶需求復(fù)雜化、部署場(chǎng)景多樣化，“確定需求”成為標(biāo)準(zhǔn)成功的關(guān)鍵因素。運(yùn)營(yíng)商和制造商在產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的位置不同，產(chǎn)業(yè)制定標(biāo)準(zhǔn)的模式和策略也有區(qū)別，運(yùn)營(yíng)商如何更好地參與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展過(guò)程，仍然是一個(gè)有待研究的課題。

本文首先分析了移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展過(guò)程和關(guān)鍵要素，然后從需求方與生產(chǎn)方的差異入手，提出運(yùn)營(yíng)商參與標(biāo)準(zhǔn)的模式和發(fā)展策略，并以TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)演變?yōu)槔右宰糇C。

2 移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展模式和策略要素分析

2.1移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展過(guò)程和關(guān)鍵要素

一種技術(shù)從研發(fā)到最終成為市場(chǎng)主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，往往經(jīng)歷相似的過(guò)程。Fernando F. Suarez[6]提出五階段模型，即技術(shù)準(zhǔn)備、技術(shù)就緒、創(chuàng)造市場(chǎng)、決定性爭(zhēng)奪和主導(dǎo)市場(chǎng)，全面刻畫(huà)了通用的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展過(guò)程。

由于移動(dòng)通信技術(shù)具有復(fù)雜度高、規(guī)模大、投資大等特點(diǎn)，其標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程有著獨(dú)特性：

（1）標(biāo)準(zhǔn)均以委員會(huì)形式?jīng)Q定，沒(méi)有單一廠家制訂標(biāo)準(zhǔn)；

（2）產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，技術(shù)擴(kuò)散需要一定周期，須具備端到端的產(chǎn)業(yè)能力方可應(yīng)用；

（3）商用前須經(jīng)過(guò)廣泛的驗(yàn)證；

（4）需政府以頻率和牌照方式許可，標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程受政策影響明顯；

（5）用戶規(guī)模多，分布廣，需求多樣化。

基于上述特點(diǎn)，筆者在圖2中描述了移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展過(guò)程。與圖1通用的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展過(guò)程相比，移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程在“技術(shù)就緒”和“創(chuàng)造市場(chǎng)”兩個(gè)環(huán)節(jié)的內(nèi)容更加豐富。

圖2移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展過(guò)程

Shapiro等[4]從制造商的角度，總結(jié)認(rèn)為以下七個(gè)要素標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要：用戶基礎(chǔ)、IPR（Intellectual Property Right，知識(shí)產(chǎn)權(quán)）、創(chuàng)新、進(jìn)入時(shí)機(jī)、制造能力、產(chǎn)品配套、品牌聲譽(yù)，并提出五項(xiàng)成功規(guī)律：建立同盟、先發(fā)制人、預(yù)期管理、占據(jù)優(yōu)勢(shì)時(shí)增加技術(shù)壁壘、處于劣勢(shì)時(shí)增加兼容性。

標(biāo)準(zhǔn)是在市場(chǎng)環(huán)境和政府環(huán)境的雙重作用下，大量企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)策略的博弈結(jié)果。從市場(chǎng)角度看，標(biāo)準(zhǔn)源于經(jīng)濟(jì)外部性，即用戶效用不僅與產(chǎn)品本身有關(guān)，還隨著使用同類(lèi)產(chǎn)品用戶數(shù)的增多而提升，這使得初期的用戶安裝基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)間的轉(zhuǎn)換成本、技術(shù)兼容性成為制造廠家標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。政府能夠強(qiáng)制性改變用戶安裝基礎(chǔ)，也能通過(guò)不同專(zhuān)利政策影響標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)散。

2.2制造商和運(yùn)營(yíng)商參與標(biāo)準(zhǔn)化的差異

制造商的標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略主要基于上節(jié)所述因素制定，表1描述了制造商在不同標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展階段的策略要素和競(jìng)爭(zhēng)的策略。

表1制造商參與標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)的一般模式

通用標(biāo)準(zhǔn)階段 策略要素 策略

技術(shù)準(zhǔn)備 技術(shù)研發(fā)能力，產(chǎn)業(yè)鏈配套 增加研發(fā)投入，吸引優(yōu)秀人才，建立產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合研發(fā)

技術(shù)就緒 技術(shù)優(yōu)勢(shì)，政府管制 創(chuàng)造最優(yōu)產(chǎn)品，加強(qiáng)政府公關(guān)

創(chuàng)造市場(chǎng) 進(jìn)入時(shí)機(jī)，價(jià)格，聲望，專(zhuān)利授權(quán)，產(chǎn)業(yè)鏈配套 做好首個(gè)商用，加強(qiáng)市場(chǎng)宣傳，健全創(chuàng)業(yè)鏈

決定性爭(zhēng)奪 產(chǎn)業(yè)配套，用戶安裝基礎(chǔ)，切換成本 健全產(chǎn)業(yè)鏈，擴(kuò)大用戶規(guī)模，降低其他標(biāo)準(zhǔn)切換至本標(biāo)準(zhǔn)的成本

主導(dǎo)市場(chǎng) 用戶安裝基礎(chǔ)，切換成本 擴(kuò)大和鞏固用戶規(guī)模，抬高本標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換至其他標(biāo)準(zhǔn)的成本

與制造商不同，運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)影響和控制產(chǎn)業(yè)資源、擴(kuò)大市場(chǎng)外部性、適應(yīng)市場(chǎng)需求等方式影響標(biāo)準(zhǔn)的制訂。二者在標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中的主要區(qū)別是：

（1）首先運(yùn)營(yíng)商對(duì)標(biāo)準(zhǔn)制訂的發(fā)揮價(jià)值與制造商不同。制造商的價(jià)值在于技術(shù)，運(yùn)營(yíng)商的價(jià)值在于市場(chǎng)需求。因此運(yùn)營(yíng)商的戰(zhàn)略要素是圍繞需求，反饋市場(chǎng)需求和發(fā)揮市場(chǎng)要素在創(chuàng)新中的作用，增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

（2）其次，運(yùn)營(yíng)商與制造商在標(biāo)準(zhǔn)中具有一定的利益差異。上游制造商供應(yīng)方的數(shù)量越多，作為供應(yīng)鏈中間環(huán)節(jié)的運(yùn)營(yíng)商能獲得的利益就越大。

（3）在標(biāo)準(zhǔn)制訂過(guò)程中，運(yùn)營(yíng)商反對(duì)專(zhuān)利的集中化，盡可能降低門(mén)檻使更多廠家進(jìn)入市場(chǎng)。

3 運(yùn)營(yíng)商視角的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)策略

基于上節(jié)所述區(qū)別，本文提出運(yùn)營(yíng)商在標(biāo)準(zhǔn)化中的分階段關(guān)鍵策略如下：

（1）在技術(shù)儲(chǔ)備階段，相比于增強(qiáng)技術(shù)研發(fā)能力，運(yùn)營(yíng)商更關(guān)注對(duì)產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)研發(fā)資源的影響，可以采取產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新聯(lián)盟的形式，使其更多服務(wù)于市場(chǎng)需求的發(fā)展方向；

（2）在標(biāo)準(zhǔn)需求確定階段，運(yùn)營(yíng)商之間通過(guò)制訂聯(lián)合需求，增強(qiáng)需求預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和代表性；

（3）在關(guān)鍵技術(shù)階段，運(yùn)營(yíng)商一方面確保技術(shù)滿足需求，另一方面從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，防止壟斷技術(shù)的出現(xiàn)；

（4）在標(biāo)準(zhǔn)細(xì)化、性能驗(yàn)證階段，標(biāo)準(zhǔn)依然有較大的可塑性，運(yùn)營(yíng)商需要盡快推動(dòng)選定的關(guān)鍵技術(shù)在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證是否滿足需求；

（5）在構(gòu)建產(chǎn)業(yè)階段，運(yùn)營(yíng)商需要擴(kuò)大配套產(chǎn)業(yè)鏈，核心策略要素包括信息溝通、預(yù)期管理和聯(lián)合研發(fā)；

（6）在首批應(yīng)用階段，先發(fā)運(yùn)營(yíng)商需要盡快投入資源推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，加強(qiáng)宣傳，提升和管理市場(chǎng)預(yù)期，同時(shí)積極與政府溝通，爭(zhēng)取牌照的發(fā)放；

（7）在擴(kuò)大商用階段，擴(kuò)大用戶安裝基礎(chǔ)、提升市場(chǎng)預(yù)期非常重要，運(yùn)營(yíng)商可采取市場(chǎng)聯(lián)盟形式，通過(guò)增加兼容性、降低切換成本爭(zhēng)取傳統(tǒng)上不屬于本標(biāo)準(zhǔn)陣營(yíng)的運(yùn)營(yíng)商支持；

（8）在主導(dǎo)市場(chǎng)階段，運(yùn)營(yíng)商應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)需求的變化，不斷推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)迭代更新，以保持持續(xù)的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。

歸納起來(lái)，運(yùn)營(yíng)商標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略要素包括需求匹配度、市場(chǎng)外部性、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)影響力和政策管制五大方面，其模式呈現(xiàn)以下三大主要特征：（1）影響和控制產(chǎn)業(yè)資源；（2）擴(kuò)大市場(chǎng)外部性；（3）適應(yīng)市場(chǎng)需求。

運(yùn)營(yíng)商參與移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的策略如表2所示。

4 TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)演變中運(yùn)營(yíng)商的分階段

策略

TD-LTE，是LTE標(biāo)準(zhǔn)的TDD分支，在全球TDD頻譜上占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。根據(jù)GSA（Global Supplier Association）統(tǒng)計(jì)，截至2014年2月，全球有274個(gè)LTE商用網(wǎng)絡(luò)，其中TD-LTE網(wǎng)絡(luò)為30個(gè)。以下通過(guò)對(duì)LTE和TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展過(guò)程中運(yùn)營(yíng)商的策略行為進(jìn)行案例分析，用以實(shí)證第三節(jié)所提出的結(jié)論。為了突出重點(diǎn)，本文忽略了技術(shù)儲(chǔ)備階段和主導(dǎo)市場(chǎng)階段。

（1）需求確定階段的“聯(lián)合需求”

LTE標(biāo)準(zhǔn)制訂之初，中國(guó)移動(dòng)、沃達(dá)豐、法國(guó)電信等國(guó)際主流運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)的NGMN組織向產(chǎn)業(yè)“下一代網(wǎng)絡(luò)需求”白皮書(shū)。白皮書(shū)提出了運(yùn)營(yíng)商對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的聯(lián)合需求，包括：高帶寬、低時(shí)延、低成本、高安全性、端到端質(zhì)量保障、兼容性和平滑演進(jìn)等。通過(guò)表3發(fā)現(xiàn)，2/3的運(yùn)營(yíng)商均屬于全球十大運(yùn)營(yíng)商（表中運(yùn)營(yíng)商排名來(lái)源于Total Telecom的2013年全球運(yùn)營(yíng)商100強(qiáng)排名）。

（2）關(guān)鍵技術(shù)選擇階段的“產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)控制”

為了使LTE技術(shù)成為全球主流技術(shù)，運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)選擇，避免少數(shù)公司的關(guān)鍵技術(shù)壟斷。表4列出了運(yùn)營(yíng)商控制產(chǎn)業(yè)平衡的措施。

（3）標(biāo)準(zhǔn)細(xì)化階段的“加速迭代研發(fā)”

自2008年開(kāi)始，運(yùn)營(yíng)商發(fā)起國(guó)際組織LSTI（LTE/SAE Trial Initiative），對(duì)LTE的系統(tǒng)樣機(jī)和預(yù)商用產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)證，推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)版本升級(jí)和成熟。運(yùn)營(yíng)商通過(guò)提供真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提高了標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性，加快了廠商的產(chǎn)品研發(fā)速度。通過(guò)表5統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，3/4的運(yùn)營(yíng)商均屬于全球十大運(yùn)營(yíng)商。

表5LSTI主要運(yùn)營(yíng)商排名

參加LSTI的主要運(yùn)營(yíng)商 國(guó)際排名

T-Mobile 6

NTT DoCoMo 2

中國(guó)移動(dòng) 4

Telefonica 5

Vodafone 7

Orange 9

Telecom Italia 13

SKT 27

（4）構(gòu)建產(chǎn)業(yè)階段的“信息溝通”、“預(yù)期管理”和“聯(lián)合研發(fā)”

經(jīng)過(guò)前三個(gè)階段的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)性能已基本具備，下一步的目標(biāo)是擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)外部性。關(guān)鍵策略包括：加強(qiáng)信息溝通，管理產(chǎn)業(yè)預(yù)期和上下游聯(lián)合研發(fā)。

“信息溝通”的主要目的是向產(chǎn)業(yè)界傳遞TD-LTE的發(fā)展情況、市場(chǎng)需求和商用前景，是建立預(yù)期的前置條件。2008年2月，中國(guó)移動(dòng)、沃達(dá)豐、Verizon三家大運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合宣布將共同進(jìn)行TD-LTE測(cè)試，這成為T(mén)D-LTE產(chǎn)業(yè)研發(fā)的里程碑。2009年2月，運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合LTE TDD/FDD共芯片需求，推動(dòng)TDD/FDD產(chǎn)業(yè)融合。

“預(yù)期管理”是向產(chǎn)業(yè)展示TD-LTE技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)信心。該策略主要是通過(guò)一系列試驗(yàn)網(wǎng)不斷展示TD-LTE產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展，如表6所示：

表6TD-LTE在構(gòu)建產(chǎn)業(yè)階段的主要展示

時(shí)間 里程碑

2009年4月 中國(guó)移動(dòng)邀請(qǐng)國(guó)際運(yùn)營(yíng)商代表參觀首例外場(chǎng)演示

2009年10月及11月 中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合產(chǎn)業(yè)在日內(nèi)瓦ITU大會(huì)和香港亞洲通信大會(huì)搭建外場(chǎng)展示

2010年4―10月 中國(guó)移動(dòng)建設(shè)上海世博會(huì)TD-LTE演示網(wǎng)絡(luò)，演示了全球首個(gè)TD-LTE大規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，得到總理參觀指示和吸引70多家運(yùn)營(yíng)商參觀。

“聯(lián)合研發(fā)”是發(fā)揮運(yùn)營(yíng)商在產(chǎn)業(yè)鏈中的核心作用，構(gòu)建上下游聯(lián)合研發(fā)體系，發(fā)揮創(chuàng)新協(xié)同效應(yīng)[1]，加快產(chǎn)品的研發(fā)過(guò)程。2010年，中國(guó)移動(dòng)等運(yùn)營(yíng)商推動(dòng)大唐、中興、華為、創(chuàng)毅視訊、安立等11家公司在世博會(huì)上系列產(chǎn)品。同時(shí)，在政府的組織下，中國(guó)移動(dòng)等運(yùn)營(yíng)商與端到端產(chǎn)業(yè)鏈通過(guò)開(kāi)展國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)的形式，在共同規(guī)范、共同測(cè)試的基礎(chǔ)上持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)品研發(fā)。

（5）首個(gè)應(yīng)用階段的“示范作用”

該階段主要目標(biāo)是推動(dòng)更多運(yùn)營(yíng)商選擇TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)，主要舉措是運(yùn)營(yíng)商投入大量資源建設(shè)試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)以起到示范帶動(dòng)作用。

2011年5月至2012年，中國(guó)移動(dòng)在7個(gè)城市開(kāi)展了超1 000個(gè)基站的TD-LTE規(guī)模外場(chǎng)試驗(yàn)；從2012年7月至2013年，中國(guó)移動(dòng)在15個(gè)城市開(kāi)展了超2萬(wàn)基站的TD-LTE擴(kuò)大規(guī)模試驗(yàn)，采購(gòu)20余萬(wàn)部終端，從而充分驗(yàn)證TD-LTE實(shí)際組網(wǎng)能力和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈成熟。

（6）擴(kuò)大商用階段的“運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合拓展”

其主要目標(biāo)是進(jìn)一步擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)外部性預(yù)期。2011年2月，中國(guó)移動(dòng)、英國(guó)沃達(dá)豐、日本軟銀、美國(guó)Clearwire、印度Bharti聯(lián)合成立了TD-LTE全球推廣合作平臺(tái)GTI（Global TD-LTE Initiative）。截至2014年2月，其運(yùn)營(yíng)商成員已達(dá)100家，成為T(mén)D-LTE全球商用的主力軍。圖3顯示了GTI成員數(shù)在中國(guó)移動(dòng)等TD-LTE主流運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行相應(yīng)行動(dòng)后迅速增加：

圖3GTI運(yùn)營(yíng)商數(shù)量增長(zhǎng)歷程

5 結(jié)論

本文通過(guò)理論分析和TD-LTE的實(shí)證得出運(yùn)營(yíng)商的標(biāo)準(zhǔn)參與模式以及三大主要特征：影響和控制產(chǎn)業(yè)資源、擴(kuò)大市場(chǎng)外部性、適應(yīng)市場(chǎng)需求，并進(jìn)一步提出了在該標(biāo)準(zhǔn)參與模式下運(yùn)營(yíng)商的分階段關(guān)鍵策略。下一步研究重點(diǎn)將是多家運(yùn)營(yíng)商的標(biāo)準(zhǔn)參與模式及關(guān)鍵策略，以及量化標(biāo)準(zhǔn)參與模式為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)的收益。

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作者簡(jiǎn)介

徐兆吉：博士就讀于北京郵電大學(xué)，現(xiàn)任中國(guó)移動(dòng)通信研究院用戶與市場(chǎng)研究所副所長(zhǎng)，曾長(zhǎng)期參與TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)化和全球化推進(jìn)工作，目前主要研究方向?yàn)樾滦彤a(chǎn)業(yè)合作、電信市場(chǎng)策略、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)等。

篇(4)

關(guān)鍵詞　物聯(lián)網(wǎng)　標(biāo)識(shí)　尋址技術(shù)

1　引言

物聯(lián)網(wǎng)是將傳感器、執(zhí)行器、智能裝置以及通過(guò)標(biāo)簽標(biāo)識(shí)的各種物體以一定的通信技術(shù)連接所組成的網(wǎng)絡(luò)。

物聯(lián)網(wǎng)要真正實(shí)現(xiàn)全球的互聯(lián)互通，標(biāo)準(zhǔn)化是亟需解決的重要問(wèn)題，而要將各種物體連接到網(wǎng)絡(luò)中，并實(shí)現(xiàn)物與物、物與系統(tǒng)、物與人之間的通信以及基于此的各種應(yīng)用，首先必須對(duì)物聯(lián)網(wǎng)涉及的各種實(shí)體進(jìn)行高效、唯一的標(biāo)識(shí)。因此，目前國(guó)際國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織都在積極推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的編碼、標(biāo)識(shí)以及尋址相關(guān)技術(shù)的研究工作。迄今為止，各標(biāo)準(zhǔn)組織還未形成統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前主要的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系有EPCglobal的EPC(Electric Product Code，電子產(chǎn)品代碼)系列規(guī)范、uID Center(ubiquitous ID Center，泛在識(shí)別中心)的UID系列規(guī)范、ISO／IEC的相關(guān)系列標(biāo)準(zhǔn)、IETF的ESDS(Extensible Supply-chain Discovery Service，可擴(kuò)展的供應(yīng)鏈發(fā)現(xiàn)服務(wù))標(biāo)準(zhǔn)等。

由于物品標(biāo)識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)直接與物品息息相關(guān)。涉及到各國(guó)家、各行業(yè)以及各企業(yè)的切身利益，尤其當(dāng)物品編碼和標(biāo)識(shí)在物聯(lián)網(wǎng)中流通后將進(jìn)一步增強(qiáng)物品編碼管理權(quán)的重要性，因此各標(biāo)準(zhǔn)組織、各國(guó)家、各行業(yè)也還在進(jìn)一步醞釀各自的物品編碼與標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)?？梢?jiàn)，遵循不同標(biāo)準(zhǔn)的物品編碼將共存于物聯(lián)網(wǎng)之中，并且伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，不斷會(huì)有新的物品編碼標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)。如何解決不同標(biāo)準(zhǔn)之間物品編碼、標(biāo)識(shí)以及在物聯(lián)網(wǎng)中的尋址問(wèn)題，已成為未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模應(yīng)用時(shí)不可回避的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

2　物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代對(duì)標(biāo)識(shí)的需求

標(biāo)識(shí)是一種自動(dòng)識(shí)別各種物聯(lián)網(wǎng)物理和邏輯實(shí)體的方法，識(shí)別之后才可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體信息的整合和共享、對(duì)物體的管理和控制、對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的正確路由和定位，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)各種各樣的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)主要采用賦予性標(biāo)識(shí)。賦予性標(biāo)識(shí)是為了識(shí)別方便而人為分配的標(biāo)識(shí)，如物品編碼、手機(jī)號(hào)、IP地址等。通常由數(shù)字、字母等符號(hào)按照一定編碼規(guī)則組合而成，相對(duì)基于自然屬性的本質(zhì)性標(biāo)識(shí)，賦予性標(biāo)識(shí)形式簡(jiǎn)單易于保存、讀取和處理，是現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)中標(biāo)識(shí)的主要形式。物聯(lián)網(wǎng)中有物理實(shí)體、通信實(shí)體和應(yīng)用實(shí)體三種類(lèi)型的對(duì)象需要標(biāo)識(shí)。

物理實(shí)體：是指在實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的獲取、傳遞和處理以及對(duì)物的控制等各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和管理的過(guò)程中，要與網(wǎng)絡(luò)發(fā)生聯(lián)系的任何物體。如各種傳感器、執(zhí)行器、貼有標(biāo)簽的物體(如動(dòng)物、貨物、食品)以及各種智能裝置(如數(shù)碼產(chǎn)品、家用電器)等。

通信實(shí)體：是物與物、物與系統(tǒng)、物與人通信過(guò)程中涉及到的各種通信硬件實(shí)體和邏輯實(shí)體。硬件實(shí)體包括手機(jī)、WSN設(shè)備、M2M網(wǎng)關(guān)等，邏輯實(shí)體比如通信協(xié)議、會(huì)話、端口等。

應(yīng)用實(shí)體：是指物聯(lián)網(wǎng)中涉及的各種服務(wù)和信息資源，如Web服務(wù)、數(shù)字內(nèi)容、聚合數(shù)據(jù)等。

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的分析，物聯(lián)網(wǎng)體系中對(duì)標(biāo)識(shí)的需求應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：

(1)實(shí)用性。要求物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)機(jī)制應(yīng)能夠穩(wěn)定地對(duì)標(biāo)識(shí)對(duì)象進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并且易于存儲(chǔ)、讀取和處理，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

(2)唯一性，物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)應(yīng)該是獨(dú)一無(wú)二的。為了不產(chǎn)生標(biāo)識(shí)沖突，特別是對(duì)于開(kāi)環(huán)應(yīng)用，應(yīng)在最大范圍內(nèi)采用統(tǒng)一標(biāo)識(shí)。標(biāo)識(shí)應(yīng)具有足夠的容量保證大規(guī)模對(duì)象標(biāo)識(shí)唯一性的需要；同時(shí)考慮到處理能力、存儲(chǔ)空間、能量消耗、傳輸帶寬等限制條件，標(biāo)識(shí)又不宜過(guò)長(zhǎng)，為保證標(biāo)識(shí)的有效利用，應(yīng)實(shí)施一定的標(biāo)識(shí)生命周期管理機(jī)制。

(3)可擴(kuò)展性，指標(biāo)識(shí)機(jī)制應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任何一種任何一個(gè)物體的標(biāo)識(shí)，隨著時(shí)間的推移、物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的發(fā)展和新事物的出現(xiàn)，標(biāo)識(shí)應(yīng)能夠繼續(xù)使用。

(4)兼容性，目前已有眾多的標(biāo)識(shí)方法和編碼機(jī)制，應(yīng)通過(guò)恰當(dāng)?shù)奈锫?lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)和解析機(jī)制，在滿足各種標(biāo)識(shí)需求的基礎(chǔ)上，盡量兼容已有標(biāo)識(shí)。

3　物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)識(shí)體系

基于物聯(lián)網(wǎng)體系中物體實(shí)體的分類(lèi)方法，可以將物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)識(shí)體系分為物體標(biāo)識(shí)、通信標(biāo)識(shí)和應(yīng)用標(biāo)識(shí)三大類(lèi)標(biāo)識(shí)，其與物聯(lián)網(wǎng)的分層架構(gòu)對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖1所示。

物體標(biāo)識(shí)主要標(biāo)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)三類(lèi)需標(biāo)識(shí)對(duì)象中的物理實(shí)體和通信硬件實(shí)體?；跅l碼和RFID標(biāo)簽的物體標(biāo)識(shí)主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的辨別、信息追溯、信息交換和關(guān)聯(lián)操作等，主要適用于非智能物體，如集裝箱、食品等。

通信標(biāo)識(shí)用于標(biāo)識(shí)與信息數(shù)據(jù)傳送和交換相關(guān)的邏輯實(shí)體，主要目的是尋址，實(shí)現(xiàn)信息的正確路由和定位。這些邏輯實(shí)體包括通信協(xié)議、會(huì)話、端口等。比如IP地址、E.164號(hào)碼、IMSI號(hào)碼、SIP URI、各類(lèi)端口號(hào)等。

應(yīng)用標(biāo)識(shí)主要標(biāo)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)中的各類(lèi)應(yīng)用實(shí)體，包括各種服務(wù)和信息資源等。如URL、Content ID等。

物聯(lián)網(wǎng)中的通信標(biāo)識(shí)和應(yīng)用標(biāo)識(shí)通常存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)和其他智能設(shè)備中，而物體標(biāo)識(shí)則需要存儲(chǔ)在特定的載體中，在使用前通過(guò)特定技術(shù)寫(xiě)入，并在需要時(shí)利用相應(yīng)技術(shù)讀出。用于存儲(chǔ)物體標(biāo)識(shí)的介質(zhì)就稱(chēng)為載體，物聯(lián)網(wǎng)中的載體形式主要包括條碼、IC芯片、IC卡和RFID標(biāo)簽。載體可以通過(guò)粘貼、卡扣、嵌入、焊接、配置等方式與被標(biāo)識(shí)物附著在一起。

物聯(lián)網(wǎng)在標(biāo)識(shí)方面，與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)及電信網(wǎng)相比，急需解決的問(wèn)題重點(diǎn)主要集中在物體標(biāo)識(shí)，其次是通信標(biāo)識(shí)。物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模分布式的特點(diǎn)，要求必須有一個(gè)健壯的可擴(kuò)展的物體標(biāo)識(shí)體系。如何建立起兼容多種標(biāo)準(zhǔn)體系的統(tǒng)一物體標(biāo)識(shí)與解析體系，如何應(yīng)對(duì)物體通信對(duì)通信標(biāo)識(shí)數(shù)量需求的大規(guī)模增加是物聯(lián)網(wǎng)需要解決的重點(diǎn)問(wèn)題。

4　物聯(lián)網(wǎng)尋址的特性與需求

除了標(biāo)識(shí)體系需要新的設(shè)計(jì)以外，物聯(lián)網(wǎng)的尋址機(jī)制更值得深入研究。目前，物聯(lián)網(wǎng)資源尋址的研究仍處于起步階段，基本上直接沿用互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)有的尋址技術(shù)。但是，物聯(lián)網(wǎng)自身的特殊性從根本上決定其資源尋址具有與互聯(lián)網(wǎng)資源尋址的相異性，其存在多種物品編碼標(biāo)準(zhǔn)共存而引起資源尋址；中突等特有的尋址問(wèn)題。因此，物聯(lián)網(wǎng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)有尋址技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，現(xiàn)有尋址技術(shù)無(wú)法完全滿足物聯(lián)網(wǎng)的資源尋址需求。

互聯(lián)網(wǎng)資源尋址技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)中資源名稱(chēng)到資源地址的尋址定位，其對(duì)傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)資源名稱(chēng)，如MAC地址、IP地址以及域名等，提供了完善的尋址支持，而對(duì)E.164號(hào)碼的尋址則根據(jù)特定規(guī)則對(duì)號(hào)碼進(jìn)行預(yù)處理的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)尋址支持。由此可見(jiàn)，互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于需要預(yù)處理的資源名稱(chēng)并不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理，而必須在事先知曉特定的預(yù)處理規(guī)則的前提下才能完成尋址操作。

然而，物聯(lián)網(wǎng)中的物品編碼存在EPC、uCode等多種不同的編碼標(biāo)準(zhǔn)，且可能不斷涌現(xiàn)出新的編碼標(biāo)準(zhǔn)，因此為避免采用不同物品編碼標(biāo)準(zhǔn)的物品編碼在物聯(lián)網(wǎng)資源尋址中產(chǎn)生沖突，物品編碼同樣需要進(jìn)行預(yù)處理操作才能完成尋址。而物品編碼隨著所屬編碼標(biāo)準(zhǔn)的不同，其對(duì)應(yīng)的預(yù)處理操作的規(guī)則也是不同的，并且新的規(guī)則會(huì)伴隨著新編碼標(biāo)準(zhǔn)的制定而產(chǎn)生，因此物聯(lián)網(wǎng)資源尋址對(duì)于物品編碼的預(yù)處理規(guī)則不能采用事先知曉的方式，而應(yīng)當(dāng)支持一種自動(dòng)尋址、匹配的處理機(jī)制。此外，當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)資源尋址技術(shù)并未對(duì)資源尋址的隱私保護(hù)提供有效的保證，而物聯(lián)網(wǎng)資源尋址涉及到物流等敏感信息，因此需要新的、更適用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體系的隱私保護(hù)機(jī)制。

5　結(jié)束語(yǔ)

篇(5)

【關(guān)鍵詞】 4G LTE OFDM

2012年1月18日，我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通信標(biāo)準(zhǔn)TD-LTE正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著我國(guó)通信事業(yè)實(shí)現(xiàn)了與國(guó)際的接軌和同步發(fā)展。之前我國(guó)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)世界發(fā)達(dá)國(guó)家而言一直處于相對(duì)落后的地位，為了改變這種不利的局面，我國(guó)在3G發(fā)展初期就積極參與4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定，對(duì)下一代通信技術(shù)進(jìn)行了前瞻性的研究，逐步建立和形成了自主的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)體系。2013年12月4日，工業(yè)和信息化部向中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通正式發(fā)放了第四代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)牌照，標(biāo)志著中國(guó)通信事業(yè)正式進(jìn)入了4G時(shí)代。

一、4G移動(dòng)通信技術(shù)簡(jiǎn)介

4G是第四代移動(dòng)通信的簡(jiǎn)稱(chēng)，通常被用來(lái)描述相對(duì)于3G的下一代通信網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際上，4G在開(kāi)始階段也是由眾多自主技術(shù)提供商和電信運(yùn)營(yíng)商合力推出的，技術(shù)和效果也參差不齊。從2009年初開(kāi)始，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在全世界范圍內(nèi)征集IMT-Advanced（俗稱(chēng)4G）候選技術(shù)。截止2009年10月，共計(jì)征集到了六個(gè)候選技術(shù)，分別來(lái)自于北美標(biāo)準(zhǔn)化組織IEEE的802.16m、日本3GPP的FDD-LTE- Advanced、韓國(guó)（基于802.16m）和中國(guó)（TD-LTE- Advanced）、歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP（FDD-LTE- Advanced）。ITU在收到候選技術(shù)后，組織世界各國(guó)和國(guó)際組織進(jìn)行了技術(shù)評(píng)估。2010年10月份，在中國(guó)重慶，ITU-R（國(guó)際電信聯(lián)盟無(wú)線電通信組）下屬的WP5D工作組最終確定了 IMT-Advanced的兩大關(guān)鍵技術(shù)，即LTE- Advanced和802.16m技術(shù)。我國(guó)提交的候選技術(shù)作為L(zhǎng)TE- Advanced的一個(gè)組成部分也包含其中。

4G最大的技術(shù)特點(diǎn)就是具有更高的無(wú)線下載和上傳速度，可以對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行更好的支持，讓移動(dòng)用戶能夠更快的訪問(wèn)無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)。4G技術(shù)支持100Mbps-150Mbps的下行網(wǎng)絡(luò)帶寬，也就意味著用戶可以體驗(yàn)到最大12.5MB/S-18.75MB/S的下行速度，這是當(dāng)前國(guó)內(nèi)主流中國(guó)移動(dòng)3G（TD-SCDMA）2.8 Mbps的35倍，中國(guó)聯(lián)通3G（WCDMA）7.2Mbps的14倍。因此4G技術(shù)可提供更高質(zhì)量、高帶寬和高速速的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與應(yīng)用選擇。

二、4G移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)核心OFDM

4G移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般可分為三層，分別為物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。物理網(wǎng)絡(luò)層由無(wú)線和核心網(wǎng)的結(jié)合格式構(gòu)成，主要提供接入和提供接入和路由選擇功能；中間環(huán)境層主要完成QoS映射、地址變換和完全性管理等；物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開(kāi)放的，可以提供無(wú)縫高速數(shù)據(jù)率的無(wú)線服務(wù)。

第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用）、SDMA（Space Division Multiple Access， 空分復(fù)用接入）、MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多入多出技術(shù)）、SDR（Software Defined Radio，軟件無(wú)線電）、MUD（Multiple User Detection，多用戶檢測(cè)技術(shù)）、IPv6等。而正交頻分復(fù)用（OFDM）為其關(guān)鍵技術(shù)核心。

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是正交頻分復(fù)用的簡(jiǎn)稱(chēng)，是在無(wú)線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)。這種技術(shù)能夠?qū)⑿诺绖澐种性S多的正交子信道，每個(gè)子信道使用一個(gè)子載波調(diào)制，各子載波并行傳輸?？偟男诺谰哂蓄l率選擇性，但每個(gè)子信道相對(duì)平坦，可以在子信道上進(jìn)行窄帶傳輸，信號(hào)帶寬小于信道帶寬。該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠顯著提高頻譜的利用率，再加上該技術(shù)可以消除或減小小信號(hào)波形間的干擾，因此具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力，可以提供無(wú)線數(shù)據(jù)技術(shù)質(zhì)量更高（速率高、時(shí)延小）的服務(wù)和更好的性能價(jià)格比，使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高度可擴(kuò)展。

三、結(jié)語(yǔ)

4G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，更好的實(shí)現(xiàn)了人與互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端的互聯(lián)，逐步改變和滿足了用戶的上網(wǎng)模式和對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求。隨著科技的進(jìn)步，4G本身也必將不斷的演進(jìn)和完善，向著第五代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展。

作者簡(jiǎn)介：虞滄，男，1981年12月生，湖北浠水人，武漢理工大學(xué)信息工程本科、電子與通信工程碩士?，F(xiàn)任武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，長(zhǎng)期從事通信工程方向的教學(xué)和研究

篇(6)

關(guān)鍵詞:移動(dòng)通信;1G;2G;3G;4G;發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào):TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)27-7607-02

Talking about the Development of Mobile Communication

CHEN Xiu-ying

(Guangdong Frontier Forces Boat Repair Shop, Guangzhou 510660, China)

Abstract: This article introduced simply the mobile communication technology development course, elaborates four generation of mobile communication system concept, the technology and the development, and will point out the mobile communication next trend of development.

Key words: mobile communication; the first generation; the second generation; the third generation; the forth generation;trend in development trend of development

目前我國(guó)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)所取得的輝煌成就有目共睹,本身發(fā)展態(tài)勢(shì)良好,已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)和強(qiáng)勁的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。隨著人們生活水平的提高,大家對(duì)于通信需求越來(lái)越強(qiáng)烈,形成了龐大的潛在用戶。同時(shí)也與移動(dòng)通信本身的技術(shù)特點(diǎn)與發(fā)展方向相符合,與移動(dòng)通信本身的特點(diǎn)如個(gè)性化、移動(dòng)化密切相關(guān),而且隨著移動(dòng)網(wǎng)的擴(kuò)大,個(gè)人移動(dòng)通信成本在降低,基于良性發(fā)展的宏觀經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),移動(dòng)通信還將有一個(gè)持續(xù)、健康的發(fā)展階段。

1 移動(dòng)通信發(fā)展歷程

早在80年代在北歐、北美、日本等地區(qū)的國(guó)家的第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)(1G)開(kāi)始啟用,那時(shí)候移動(dòng)通信系統(tǒng)剛開(kāi)始發(fā)展,使用不是很普遍及普及,導(dǎo)致當(dāng)時(shí)整個(gè)社會(huì)對(duì)移動(dòng)通信不關(guān)心、不重視,所以1G時(shí)代既沒(méi)有全球統(tǒng)一的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn),也沒(méi)有區(qū)域性的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn),移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)的服務(wù)范圍都是以國(guó)家或區(qū)域?yàn)閱挝坏?并沒(méi)有形成大眾認(rèn)可及普遍適用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。1G為模擬加數(shù)字型的,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)使用的技術(shù)主要采用頻分雙工、頻分多址制式,并利用蜂窩組網(wǎng)技術(shù)以提高頻率資源利用率,克服了大區(qū)制容量密度低、活動(dòng)范圍受限的問(wèn)題。雖然采用頻分多址,但并未提高信道利用率,因此通信容量有限;通話質(zhì)量一般,保密性差;制式太多,互不兼容;不能提供非話數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);不能提供自動(dòng)漫游。

由于以上1G移動(dòng)通信系統(tǒng)存在的問(wèn)題,使得國(guó)際相關(guān)組織開(kāi)始了第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G)的研究,主要有兩支國(guó)際普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)(區(qū)域化的標(biāo)準(zhǔn)):美國(guó)高通公司推出的CDMA IS-95,歐洲的GSM,在2G標(biāo)準(zhǔn)里最先推出和應(yīng)用最廣泛的GSM,采用TDMA+FDMA多址技術(shù),在2G時(shí)代還有一支全球應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)就是CDMA,即碼分多址。2G與1G相比較主要的特點(diǎn)是提高了標(biāo)準(zhǔn)化程度及頻譜利用率、不再是數(shù)模結(jié)合而是全數(shù)字化、保密性增加、容量增大,干擾減小,能傳輸?shù)退俚臄?shù)據(jù)業(yè)務(wù),全球可以漫游,在增加了分組網(wǎng)絡(luò)部分后可以加入窄帶分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),2G網(wǎng)絡(luò)就改造升級(jí)成為了所謂的2.5G(GPRS)、2.75G(EDGE)網(wǎng)絡(luò),從而為將來(lái)系統(tǒng)演進(jìn)到寬帶系統(tǒng)打下了良好基礎(chǔ)。2G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的突出弱點(diǎn)就是業(yè)務(wù)范圍有限,無(wú)法實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的多媒體業(yè)務(wù),各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,無(wú)法實(shí)現(xiàn)全球漫游。

在這種情況下,旨在研究制定并推廣基于演進(jìn)的GSM核心網(wǎng)絡(luò)的3G標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范機(jī)構(gòu)成立了。3G是將無(wú)線通信與多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。與前兩代的區(qū)別在于傳輸聲音和數(shù)據(jù)速率上的提升,它能夠比較快速處理聲音、音樂(lè)、圖像、視頻流等多種形式,并提供與互聯(lián)網(wǎng)連接的網(wǎng)頁(yè)瀏覽、自行組織的電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù),同時(shí)也考慮到與第二代的兼容性。為了提供這種服務(wù),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度,也就是說(shuō)在室內(nèi)、室外和行車(chē)的環(huán)境中能夠分別支持不少于2Mbps、384kbps以及144kbps的傳輸速度。3G通信標(biāo)準(zhǔn)主要有W-CDMA、CDMA2000和TDS-CDMA三大主流無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)。W-CDMA意為寬頻分碼多重存取,這是基于GSM網(wǎng)發(fā)展出來(lái)的3G技術(shù)規(guī)范,是歐洲提出的寬帶CDMA技術(shù); CDMA2000是從窄頻CDMA One數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)衍生出來(lái)的,建設(shè)成本低廉。TD-SCDMA意為時(shí)分-同步碼分多址存取,該標(biāo)準(zhǔn)是由中國(guó)大陸?yīng)氉灾贫ǖ?G標(biāo)準(zhǔn),是中國(guó)電信發(fā)展史上重要的里程碑,TD-SCDMA上行和下行信道特性基本一致并使用智能天線技術(shù)可以減少用戶間干擾,從而提高頻譜利用率;時(shí)分雙工,不需要成對(duì)的頻帶,在頻率資源的劃分上更加靈活;TD-SCDMA由于智能天線和同步CDMA技術(shù)的采用,可以大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)的復(fù)雜性,設(shè)備造價(jià)可望更低;因此該標(biāo)準(zhǔn)在頻譜利用率、對(duì)業(yè)務(wù)支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。雖然W-CDMA、 CDMA2000、TD-SCDMA在技術(shù)上各有千秋,但總體上講,技術(shù)指標(biāo)相差不多, 3G技術(shù)的不斷演進(jìn),將繼續(xù)提高上行接入能力及數(shù)據(jù)傳輸速率。隨著3G的發(fā)展,三種制式并存以及2G不會(huì)在短期內(nèi)退出市場(chǎng)的現(xiàn)實(shí),使終端除了支持高速率及寬帶化外,還從單模向雙模、多模發(fā)展,以支持更靈活的網(wǎng)間漫游。未來(lái)的終端將實(shí)現(xiàn)全制式。

2 第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的概念

因3G存在通信速率、動(dòng)態(tài)范圍多速率業(yè)務(wù)、不同頻段的不同業(yè)務(wù)環(huán)境間的無(wú)縫漫游等業(yè)務(wù)局限性,2000年歐洲開(kāi)始了對(duì)4G的研究,我國(guó)在2002年3月也正式啟動(dòng)對(duì)4G通信系統(tǒng)的研究工作。

現(xiàn)在還沒(méi)有人能完全肯定地給4G一個(gè)完整的定義,但根據(jù)研究及發(fā)展方向,4G是比3G更完美的無(wú)線世界,并有可能集成各種不同模式的無(wú)線通信,用戶可以從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)到另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)自由地不受任何限制地漫游。但是4G通信技術(shù)還是以傳統(tǒng)通信技術(shù)為基礎(chǔ),引入了一些新的通信技術(shù),來(lái)不斷提高無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)效率和功能的,建成一種不需要電纜的信息超級(jí)高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),在這個(gè)系統(tǒng)上.移動(dòng)用戶可以實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫漫游,同時(shí)也能克服高速數(shù)據(jù)在無(wú)線信道下的多徑衰落和多徑干擾等。4G移動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)大體分為物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層三層結(jié)構(gòu),三層之間的接口是開(kāi)放式的,容易增加新的服務(wù)業(yè)務(wù),能提供無(wú)縫高數(shù)據(jù)率的無(wú)線服務(wù),并運(yùn)行于多個(gè)頻帶,可以自適應(yīng)多個(gè)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)及多模終端能力,大大增加范圍服務(wù)。

3 4G的關(guān)鍵技術(shù)

1) OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)。數(shù)據(jù)在無(wú)線信道傳輸時(shí),由于無(wú)線信首的多徑效應(yīng),傳輸時(shí)延會(huì)造成接收信號(hào)的碼間干擾,而且如信號(hào)帶寬大于傳輸信道的帶寬時(shí)也會(huì)產(chǎn)生頻率選擇性衰落。單載波調(diào)制技術(shù)是能夠減少這種衰落的一種調(diào)制技術(shù),但卻要犧牲信道噪聲,而現(xiàn)在的OFDM技術(shù)實(shí)際上是多載波調(diào)制MCM的一種.其工作方法是:將信道分成若干個(gè)子信道,將待傳輸?shù)母咚俅袛?shù)據(jù)經(jīng)串/并變換,變成并行傳輸?shù)牡退贁?shù)據(jù)流,用相互正交的載波進(jìn)行調(diào)制,然后疊加在若干個(gè)子信道上一起發(fā)送。接收端用相關(guān)載波進(jìn)行接收,再經(jīng)并/串變換恢復(fù)為原高速數(shù)據(jù),減少信道間的相互干擾,子信道的帶寬相應(yīng)小于信道帶寬,傳輸衰減可以看為平坦性衰減,從而消除符號(hào)間干擾。

2) 多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)。多輸入多輸出技術(shù)是無(wú)線移動(dòng)通信領(lǐng)域智能天線技術(shù)的重大突破。該技術(shù)能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率,是下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。MIMO系統(tǒng)采用空時(shí)處理技術(shù)進(jìn)行信號(hào)處理,在豐富的散射環(huán)境下,空分復(fù)用MIMO系統(tǒng)可以獲得與天線數(shù)成正比的容量增長(zhǎng),從而極大地提高頻譜效率,增加系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。但是當(dāng)散射程度欠佳時(shí),會(huì)引起信道間的空間相關(guān),尤其在室外環(huán)境下,由于基站的天線較高,從而角度擴(kuò)展較小,其空間相關(guān)難以避免,在這種情況下MIMO不可能獲得所期望的數(shù)據(jù)傳輸速率。

3) 切換技術(shù)。切換技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)終端在跨越不同小區(qū)之間和在不同頻率之間通信,并在信號(hào)質(zhì)量降低時(shí)自動(dòng)選擇信道。它是未來(lái)終端在眾多系統(tǒng)、小區(qū)之間建立無(wú)縫可靠通信的基礎(chǔ)。主要?jiǎng)澐譃橛睬袚Q、軟切換和硬軟切換.硬切換是不同頻率的基站或扇區(qū)之間的切換,硬切換是“先斷開(kāi),后切換” 要在原話音信道上送切換指令,移動(dòng)臺(tái)需要暫時(shí)停止通話;軟切換是同一頻率不同基站之間的切換,軟切換是“先切換,后斷開(kāi)”, 切換過(guò)程中沒(méi)有中斷,不會(huì)影響通話質(zhì)量。第4代移動(dòng)通信中的切換技術(shù)正朝著軟切換和硬切換相結(jié)合的方向發(fā)展。

4) 軟件無(wú)線電技術(shù)。軟件無(wú)線電突破了傳統(tǒng)的無(wú)線電臺(tái)以功能單一、可擴(kuò)展性差的硬件為核心的設(shè)計(jì)局限性,將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過(guò)一個(gè)通用硬件平臺(tái),根據(jù)個(gè)人意愿不同,下載不同的軟件,在硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)個(gè)人所需要的功能。強(qiáng)調(diào)以開(kāi)放性的最簡(jiǎn)硬件為通用平臺(tái),盡可能地用可升級(jí)、可重配置的應(yīng)用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)各種無(wú)線電功能。軟件無(wú)線電技術(shù)主要有寬帶/分頻段天線、多載波功率放大器、高速寬帶A/D ,D/A 變換、高速并行DSP、軟件無(wú)線電的算法等。

5) IPv6協(xié)議技術(shù)。3G網(wǎng)絡(luò)采用的主要是蜂窩組網(wǎng),而4G系統(tǒng)將是一個(gè)基于全lP的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),可以實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型的接入系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)之間的無(wú)縫連。為了給用戶提供更為廣泛的業(yè)務(wù),使運(yùn)營(yíng)商管理更加方便、靈活,4G中將取代現(xiàn)有的IPv4協(xié)議,采用全分組方式傳送數(shù)據(jù)的IPv6協(xié)議。

篇(7)

關(guān)鍵詞：IEEE802.15.4；μC／OS-II；SIP；g.726

當(dāng)前VoIP技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)的迅速發(fā)展為無(wú)線VoIP話機(jī)的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了條件，也形成了一個(gè)研究熱點(diǎn)。當(dāng)前提出的設(shè)計(jì)方案有采用802.11協(xié)議6VLAr0實(shí)現(xiàn)VoIP無(wú)線化，雖然覆蓋范圍可達(dá)上百米，充足的帶寬對(duì)語(yǔ)音壓縮也沒(méi)有過(guò)高要求，但作為移動(dòng)便攜設(shè)備，其成本和功耗成為了設(shè)計(jì)瓶頸。本設(shè)計(jì)主要從性能，成本，功耗等方面出發(fā)，提出了一種利用低速低功耗的無(wú)線個(gè)域網(wǎng)技術(shù)IEEE802.15.4來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線VoIP話機(jī)系統(tǒng)的方案，并在基于Freescale射頻芯片MCl3192的硬件平臺(tái)上成功實(shí)現(xiàn)了該方案。

無(wú)線VoIP話機(jī)系統(tǒng)方案

作為無(wú)線便攜設(shè)備，功耗是首要考慮的一個(gè)因素，如果把網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，各個(gè)語(yǔ)音處理模塊，無(wú)線通信都放在手持設(shè)備上，必然造成手持設(shè)備功能復(fù)雜，功耗過(guò)大。本設(shè)計(jì)考慮將嵌入式VoiP話機(jī)劃分為兩部分：無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)和手持設(shè)備端。無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)作為該系統(tǒng)的非移動(dòng)端，以有線方式連接到互聯(lián)網(wǎng)，主要處理網(wǎng)絡(luò)及會(huì)話協(xié)議，各種語(yǔ)音壓縮標(biāo)準(zhǔn)與g.726壓縮標(biāo)準(zhǔn)之間的轉(zhuǎn)換以及無(wú)線收發(fā)工作，而作為真正移動(dòng)部分的手持設(shè)備端僅作簡(jiǎn)單的會(huì)話信令處理，g.726語(yǔ)音編解碼和無(wú)線收發(fā)工作。在這種結(jié)構(gòu)下，還可以增加手持設(shè)備的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)多路無(wú)線通話，本設(shè)計(jì)成功實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)手持設(shè)備的無(wú)線語(yǔ)音通話。即兩個(gè)手持設(shè)備可同時(shí)與互聯(lián)網(wǎng)上其它用戶建立語(yǔ)音通話。

無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)同手持設(shè)備端之間的無(wú)線通信采用了低速低功耗的IEEES02.15.4協(xié)議，采用該協(xié)議雖然能極大地降低系統(tǒng)特別是手持設(shè)備的功耗，但僅僅250Kb／s的無(wú)線帶寬對(duì)語(yǔ)音的傳輸卻提出了挑戰(zhàn)。為適應(yīng)250Kb／s的無(wú)線傳輸速率同時(shí)保證語(yǔ)音質(zhì)量，本設(shè)計(jì)采用了g.726壓縮編解碼將語(yǔ)音速率從64Kb／s降低到16Kb／s。另外根據(jù)該應(yīng)用的特點(diǎn)：手持設(shè)備與語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)間僅構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，刪減了IEEE802.15.4協(xié)議部分功能，對(duì)其幀結(jié)構(gòu)也作了一定修改以增加負(fù)載數(shù)據(jù)在幀中所占的比例。

SIP協(xié)議與無(wú)線網(wǎng)內(nèi)部會(huì)話信令

VoIP目前有兩大獨(dú)立的信令標(biāo)準(zhǔn)：H.323協(xié)議和SIP協(xié)議。H.323主要參考了傳統(tǒng)PSTN的呼叫控制和信令架構(gòu)，便于與傳統(tǒng)電話網(wǎng)相連。SIP協(xié)議是由IETF在1999年提出來(lái)的一個(gè)應(yīng)用控制協(xié)議，它可用來(lái)創(chuàng)建、修改以及終結(jié)多個(gè)參與者參加的多媒體會(huì)話進(jìn)程。SIP協(xié)議借鑒了Internet協(xié)議設(shè)計(jì)思想，具有簡(jiǎn)單，開(kāi)放，可擴(kuò)展等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用了SIP協(xié)議，并在實(shí)現(xiàn)時(shí)采用了源代碼開(kāi)放的SIP協(xié)議棧osip2／eXosip庫(kù)。

無(wú)線網(wǎng)內(nèi)部會(huì)話信令是本設(shè)計(jì)中無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)與手持設(shè)備間進(jìn)行通話所交互的信令。該信令集可以看成SIP信令在本無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的擴(kuò)展。由于SIP協(xié)議是放在無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)上實(shí)現(xiàn)，而在會(huì)話過(guò)程中，部分SIP事件例如發(fā)起呼叫，需要由手持設(shè)備來(lái)響應(yīng)或送出，所以需要無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)將這部分消息發(fā)送給手持設(shè)備，同時(shí)需要將從手持設(shè)備接收到的消息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的SIP信息發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)。無(wú)線網(wǎng)內(nèi)部會(huì)話信令便在無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)和手持設(shè)備間充當(dāng)了信息傳遞的橋梁。

這里以無(wú)線手持設(shè)備發(fā)起呼叫為例介紹無(wú)線手持設(shè)備如何通過(guò)內(nèi)部會(huì)話信令與其他VOIP電話建立會(huì)話。

當(dāng)用戶通過(guò)無(wú)線手持設(shè)備撥打一個(gè)號(hào)碼時(shí)，無(wú)線手持設(shè)備將發(fā)送一個(gè)HtoG CALL_NEW的內(nèi)部會(huì)話信令連同呼叫的號(hào)碼給無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)，無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)收到該信令后，將根據(jù)該信令構(gòu)造相應(yīng)的SIP消息并發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)收到來(lái)自被叫方表示振鈴信息的暫時(shí)應(yīng)答RING-ING時(shí)，將發(fā)送一個(gè)GtoH_CALL_RINGING的內(nèi)部會(huì)話信令給手持設(shè)備。當(dāng)無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)收到來(lái)自被叫方表示應(yīng)答的信息ANSWERED時(shí)，語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)將啟動(dòng)RTP線程并發(fā)送一個(gè)GtoH_CALL_ANSWERED的內(nèi)部會(huì)話信令給手持設(shè)備以通知被叫方已應(yīng)答。此時(shí)手持設(shè)備開(kāi)啟語(yǔ)音進(jìn)程，與被叫方實(shí)現(xiàn)通話。

無(wú)線MAC設(shè)計(jì)和同步的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)同手持設(shè)備間的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)作為無(wú)線個(gè)域網(wǎng)的協(xié)調(diào)器同手持設(shè)備進(jìn)行信息交互。IEEE802.15.4MAC層分為使用信標(biāo)幀和不使用信標(biāo)幀兩種工作模式，本設(shè)計(jì)采用使用信標(biāo)幀同步的超幀結(jié)構(gòu)，由無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)發(fā)送信標(biāo)幀同步無(wú)線手持設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸。本設(shè)計(jì)中超幀長(zhǎng)30ms，等分為16個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙為1.875ms。信標(biāo)幀在時(shí)隙1發(fā)送，時(shí)隙2到時(shí)隙8為競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，使用時(shí)隙CSMA-CA算法傳輸命令幀和應(yīng)答幀。時(shí)隙9到時(shí)隙16固定分配給兩個(gè)手持設(shè)備作為上下行語(yǔ)音數(shù)據(jù)通道。上下行各兩個(gè)時(shí)隙的分配可以滿足經(jīng)g.726壓縮后16Kb／s的語(yǔ)音數(shù)據(jù)傳輸帶寬要求。

對(duì)于命令幀，采用應(yīng)答和超時(shí)重發(fā)機(jī)制保證其可靠傳輸。對(duì)于語(yǔ)音數(shù)據(jù)，采用5／6分組FEC糾錯(cuò)算法改善語(yǔ)音質(zhì)量。該糾錯(cuò)算法可以恢復(fù)五個(gè)連續(xù)語(yǔ)音數(shù)據(jù)包中任意丟失的一個(gè)，且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，延遲較小。

由于所有信息傳輸都是在雙方約定的時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行，時(shí)隙的錯(cuò)位，抖動(dòng)都將造成丟幀，而丟幀對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量的影響非常大，所以本設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)與手持設(shè)備間的精確同步，即手持設(shè)備在收到信標(biāo)幀后保證隨后15個(gè)時(shí)隙與語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)的對(duì)應(yīng)時(shí)隙對(duì)齊。本設(shè)計(jì)利用了射頻芯片MCl3192的接收時(shí)間戳功能來(lái)實(shí)現(xiàn)精確同步。

時(shí)隙1開(kāi)始后，語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)需要TSTgs的時(shí)間將射頻芯片從空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)換為發(fā)送狀態(tài)，當(dāng)轉(zhuǎn)換為發(fā)送狀態(tài)后，預(yù)先存儲(chǔ)在射頻芯片發(fā)送RAM中的信標(biāo)幀立即開(kāi)始發(fā)送，手持設(shè)備上的射頻芯片在收到六個(gè)字節(jié)TSPμs后自動(dòng)鎖存一個(gè)當(dāng)前時(shí)間timestamp(時(shí)間戳)，這個(gè)值由手持設(shè)備在正確接收完信標(biāo)幀后讀取。根據(jù)這個(gè)值，手持設(shè)備可以設(shè)定MC13192定時(shí)器在(timestamp＋1875-TST-TSP)μs時(shí)刻產(chǎn)生中斷，進(jìn)入該中斷服務(wù)程序的時(shí)刻即時(shí)隙2的起始時(shí)刻。在時(shí)隙2中使用MCU定時(shí)器設(shè)置隨后14個(gè)時(shí)隙的定時(shí)中斷產(chǎn)生時(shí)間，定時(shí)時(shí)間為18751μs。

無(wú)線手持設(shè)備端的硬件框架

手持設(shè)備端的硬件結(jié)構(gòu)需要支持以下功能：

能接收并處理用戶按鍵信息

能在LCD屏上顯示系統(tǒng)信息

無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸

語(yǔ)音數(shù)據(jù)的采樣、恢復(fù)以及PCM編解碼

外擴(kuò)存儲(chǔ)設(shè)備以存放大量的代碼和數(shù)據(jù)

按照以上對(duì)硬件功能的要求，本設(shè)計(jì)采用了Freescale公司32位微處理器MCF5249作為主控芯片。該處理器工作主頻為140MHz，實(shí)際工作頻率可通過(guò)片內(nèi)PLL設(shè)定，片內(nèi)帶有8K的指令高速緩存和96K的SRAM。該處理器還提供豐富的外設(shè)供用戶使用。

無(wú)線收發(fā)模塊采用Freescale公司符合IEEE802.15.4規(guī)范的射頻芯片MCl3192，該芯片工作在2.4GHz頻段，提供16個(gè)無(wú)線通道，數(shù)據(jù)速率為250Kb／st41，通過(guò)QSPI與主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。語(yǔ)音采樣模塊采用Motorola公司13位線形PCM編解碼芯片MCl45483SDtSj，該芯片對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行AD采樣并形成線形PCM流，通過(guò)音頻接口與主控芯片交換數(shù)據(jù)。時(shí)鐘模塊的設(shè)計(jì)充分考慮手持設(shè)備的低功耗要求，提供高低兩種時(shí)鐘輸入。當(dāng)系統(tǒng)處于未通話狀態(tài)，可向系統(tǒng)提供低頻率時(shí)鐘。時(shí)鐘輸入可通過(guò)軟件配置GPIO進(jìn)行選擇。因?yàn)橐幚泶罅恳纛l數(shù)據(jù)和固化代碼，擴(kuò)展了片外SDRAM和FLASH。其他模塊還包括鍵盤(pán)，LCD，串口和BDM調(diào)試接口。

無(wú)線手持設(shè)備端的軟件設(shè)計(jì)

無(wú)線手持設(shè)備端的軟件框架

無(wú)線手持設(shè)備在軟件設(shè)計(jì)上需充分考慮系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和功耗。其一，手持設(shè)備需要處理語(yǔ)音，會(huì)話控制信令，鍵盤(pán)輸入信息等多種數(shù)據(jù)，并需要進(jìn)行通話過(guò)程控制，無(wú)線收發(fā)控制，單任務(wù)環(huán)境顯然不能勝任。其二語(yǔ)音數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，必須得到及時(shí)有效的處理，且系統(tǒng)不能過(guò)于復(fù)雜，以減少不必要的開(kāi)銷(xiāo)，降低功耗。綜合以上兩點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用了一個(gè)輕巧的多任務(wù)實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ，其內(nèi)核可剝奪性保證了實(shí)時(shí)任務(wù)的運(yùn)行。而且其內(nèi)核代碼量小，能充分節(jié)省系統(tǒng)資源。該嵌入式操作系統(tǒng)提供除空閑，統(tǒng)計(jì)和保留任務(wù)以外的56個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)供用戶使用，提供信號(hào)量，消息隊(duì)列等機(jī)制實(shí)現(xiàn)任務(wù)間的同步和信息傳遞。其實(shí)時(shí)性強(qiáng)，代碼量小，內(nèi)核簡(jiǎn)單的特點(diǎn)使其非常適用于本手持設(shè)備。

使用該操作系統(tǒng)之前需將其移植到MCF5249上，根據(jù)處理器的具體信息，編寫(xiě)OS_CPU.H.OS_CPU_A.ASM和OS_CPU_C.C三個(gè)文件。

除內(nèi)核外，完整的操作系統(tǒng)還需要編寫(xiě)鍵盤(pán)，LCD，音頻驅(qū)動(dòng)和射頻芯片驅(qū)動(dòng)。音頻驅(qū)動(dòng)采用Phlips HS數(shù)據(jù)格式，設(shè)定采樣率為8KHz。射頻芯片驅(qū)動(dòng)采用FreescaIe公司為MCl3192提供的配套軟件模塊。

操作系統(tǒng)之上是無(wú)線MAC層，該模塊針對(duì)語(yǔ)音無(wú)線傳輸?shù)奶攸c(diǎn)簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)了IEEE802.15.4協(xié)議MAC層功能。第三層為語(yǔ)音壓縮編解碼g.726模塊和無(wú)線網(wǎng)內(nèi)部會(huì)話信令處理模塊。會(huì)話信令處理模塊負(fù)責(zé)處理來(lái)自無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)的會(huì)話信令。最上層為應(yīng)用層，實(shí)現(xiàn)用戶界面和通話過(guò)程控制。

無(wú)線手持設(shè)備端的軟件流程

當(dāng)手持設(shè)備上電啟動(dòng)后。首先進(jìn)行的是系統(tǒng)的初始化，包括處理器初始化，操作系統(tǒng)p,c／os-Ⅱ初始化，LCD，鍵盤(pán)，射頻模塊等的初始化。之后建立起始任務(wù)并通過(guò)OSStart()函數(shù)進(jìn)入多任務(wù)環(huán)境。此時(shí)起始任務(wù)占用CPU資源，在起始任務(wù)中，建立按鍵信息處理任務(wù)并通過(guò)信號(hào)量機(jī)制掛起。然后判斷是否收到來(lái)自無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)的幀，如果有，調(diào)用frame_deal()函數(shù)處理幀信息， 在該函數(shù)中調(diào)用call_command_deal()完成無(wú)線網(wǎng)內(nèi)部會(huì)話信令的處理。接著判斷通話是否建立，如果建立則創(chuàng)建語(yǔ)音任務(wù)，在語(yǔ)音進(jìn)程中使能PCM編解碼芯片，并進(jìn)行g(shù).726壓縮編碼。最后判斷是否有幀需要發(fā)送給無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)，如果有則把幀添加到發(fā)送緩存，等待發(fā)送時(shí)隙到來(lái)。這一過(guò)程完成以后重新跳到判斷是否收到來(lái)自無(wú)線語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)的幀，重復(fù)以上過(guò)程。如果有鍵盤(pán)中斷，將會(huì)釋放一個(gè)信號(hào)量，該信號(hào)量將解掛按鍵信息處理任務(wù)。該任務(wù)對(duì)鍵盤(pán)輸入信息進(jìn)行處理。

結(jié)語(yǔ)