基于手機無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的架構與應用
加入技術(shù)交流群
關(guān)鍵詞：手機 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng) 公共網(wǎng)關(guān)接口 網(wǎng)絡(luò )架構
隨著(zhù)電子和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的日益發(fā)展，人們的生活與電子、網(wǎng)絡(luò )的關(guān)系更加密切。手機和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )、計算機和計算機網(wǎng)絡(luò )及Internet已經(jīng)成了人們生活與工作不可或缺的一部分。在技術(shù)上，無(wú)線(xiàn)與高速是網(wǎng)絡(luò )的終極目標；而從經(jīng)濟這個(gè)角度，成本以及性?xún)r(jià)比決定了一個(gè)產(chǎn)品的生命力與市場(chǎng)。不過(guò)人們可以相信，一個(gè)能夠讓人們認為合理的價(jià)格，一個(gè)能滿(mǎn)足絕大多數應用的高速度的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，必然會(huì )網(wǎng)羅世界的每一個(gè)角落。那個(gè)時(shí)候人們就可以不用多少錢(qián)，通過(guò)自己的隨身設備如手機、筆記本電腦與任何人打視頻電話(huà)，開(kāi)視頻會(huì )議，上網(wǎng)點(diǎn)播DVD電影。這是我們這代人的終極目標。
在這個(gè)速度更快、功能更強、用線(xiàn)更少、使用更方便、維護更簡(jiǎn)單的目標下，未來(lái)的通信系統正朝著(zhù)綜合化、寬帶化、無(wú)線(xiàn)化方向發(fā)展。綜合化表現在兩個(gè)方面：一是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )與計算機網(wǎng)絡(luò )的融合；另一就是同一網(wǎng)絡(luò )的多種功能，如通話(huà)、雉、數據等的綜合。我們已經(jīng)建立了企業(yè)內部的有線(xiàn)電話(huà)網(wǎng)絡(luò )和有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)的計算機網(wǎng)絡(luò )。這種網(wǎng)絡(luò )在實(shí)現企業(yè)內部通信時(shí)，由于不需要經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商的中心交換節點(diǎn)，減少了內部網(wǎng)絡(luò )與外界的接觸，一定程度上提高了網(wǎng)絡(luò )的安全性能。尤其有價(jià)值的一點(diǎn)是，內部通信時(shí)它是完全免費的。而近年來(lái)，隨著(zhù)WLAN（Wireless Local Area Wetwork）技術(shù)的日益發(fā)展與成熟，新的技術(shù)和標準不斷涌現，如IEEE802.11（1Mb/s～2Mb/s）、IEEE802.11b(5.5Mb/s～11Mb/s)、IEEE802.a(10Mb/s～25Mb/s)、IEEE802.g(22Mb/s～54Mb/s)及HiperLAN2、HomeRF和Bluetooth，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò )隨著(zhù)其成本的逐漸降低必將以其綜合成本低、維護方便、架設簡(jiǎn)單等優(yōu)勢取代傳統的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，走進(jìn)企業(yè)部門(mén)及千家萬(wàn)戶(hù)。同時(shí)，我們已經(jīng)建立了不需要經(jīng)過(guò)運營(yíng)商級交換中心的企業(yè)內部的有線(xiàn)電話(huà)網(wǎng)絡(luò )和計算機的有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，而隨著(zhù)手機用戶(hù)的日益增多和無(wú)線(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的成熟，一個(gè)企業(yè)或部門(mén)組建自己的基于手機的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的時(shí)機已經(jīng)到來(lái)，并且成熟了。
基于手機的新的無(wú)限局域網(wǎng)絡(luò )，只需要在原有的計算機無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上增加一個(gè)軟件模塊，同時(shí)給手機增加一個(gè)硬件模塊。這種一次少量投資即可長(cháng)久獲利的投資方案，對于企業(yè)以及普通的家庭用戶(hù)都是可取的、有吸引力的。
圖2
1 手機的新結構與功能
為了適應新的應用，在傳統手機的結構上加入了一個(gè)頻率可調模塊。該模塊功能是通過(guò)軟件（程序設定）或硬件（在手機面板加個(gè)銨鈕）使手機實(shí)現WLAN/手機模式切換，而這個(gè)切換主要是改變發(fā)射與接收頻率及功率來(lái)操作的。新的總體結構如圖1所示。
手機的WLAN模式下的應用是大家所在注的。用戶(hù)選擇了WLAN工作模式后，中央控制器會(huì )發(fā)出命令，讓發(fā)射機和接收機同時(shí)調整自己的發(fā)射和接收頻率以及功率，然后工作于WLAN模式。
接收機結構與功能如圖2所示。圖中LAN（Low Noise Amplifier）即低噪聲放大器。
天線(xiàn)將感應到的WLAN無(wú)線(xiàn)信號經(jīng)射頻濾波網(wǎng)絡(luò )進(jìn)入接收機。這時(shí)，WLAN/手機模式轉換接口已被中央控制器將接收頻率設置為對講接收頻率，所以WLAN無(wú)線(xiàn)信號直接通過(guò)。但因為WLAN信號與手機信號頻率不一樣，所需的混頻器頻率也不一樣，因此將接收的WLAN無(wú)線(xiàn)信號經(jīng)過(guò)一個(gè)信號分離開(kāi)關(guān)使信號進(jìn)入不同的混頻器?；祛l后，信號經(jīng)中頻濾波器、放大器、解調器，再經(jīng)語(yǔ)音信號處理器解調、去交織、解密、信道解碼、PCM解碼等處理不原出模擬信號，送入受話(huà)器發(fā)聲。
WLAN/手機模式轉換接口對接收機而言是雙頻接收機。信號分離開(kāi)關(guān)實(shí)質(zhì)上是個(gè)與單刀雙擲開(kāi)關(guān)類(lèi)似的開(kāi)關(guān)。它只是把WLAN無(wú)線(xiàn)信號送到對講混頻器，或者手機無(wú)線(xiàn)信號發(fā)送到手機混頻器。
發(fā)射機結構與功能如圖3所示。
送話(huà)器將模擬信號編碼處理后，經(jīng)過(guò)分離開(kāi)關(guān)將信號分離。然后，依據控制器命令進(jìn)行信號調制，再經(jīng)變換、放大后發(fā)射出去。
2 WLAN網(wǎng)絡(luò )的設計與程序設計
WLAN網(wǎng)絡(luò )有分布對等式網(wǎng)絡(luò )和集中式網(wǎng)絡(luò )。
（1）分布對等式網(wǎng)絡(luò )架構與應用
根據應用方式的不同可分為點(diǎn)對點(diǎn)交互和點(diǎn)對多點(diǎn)交互。點(diǎn)對點(diǎn)交互如圖4所示。
甲乙用戶(hù)在一個(gè)有限距離內，進(jìn)入WLAN模式。輸入對方的手機號碼，即可不經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商的中心交換節點(diǎn)，實(shí)現通話(huà)與短信等通信功能。
點(diǎn)對點(diǎn)應用場(chǎng)合：野外作用、火車(chē)站、飛機場(chǎng)、校園內部住宿的學(xué)生、家族用戶(hù)。
點(diǎn)對多點(diǎn)交互結構如圖5所示。
點(diǎn)對多點(diǎn)交互是通過(guò)手機的軟/硬件保證的。設計一個(gè)手機廣播號碼，廣播時(shí)直接輸入即可。在必要的時(shí)候，可以設置接聽(tīng)密碼。
點(diǎn)對多點(diǎn)交互應用場(chǎng)合：工農業(yè)生產(chǎn)及其它需要近距離通信的場(chǎng)合。
擴展應用（extended application）：分布式系統在服務(wù)業(yè)的日益發(fā)展中還可以大有作為。譬如在一個(gè)陌生的地點(diǎn)，為了找到最近的旅館、車(chē)站、飯店等，當然可以用手機上廣域網(wǎng)，交一定的話(huà)費查得需要的信息?？扇绻o每種服務(wù)提供一個(gè)接入號碼，如001是飲食，002是住宿，003是車(chē)站，就可以進(jìn)入WLAN模式，輸入接入號碼，對方會(huì )以短信或電話(huà)的方式告知該如何找到他們或者他們送貨上門(mén)。當然，電話(huà)免費，但服務(wù)不免費。
（2）集中式網(wǎng)絡(luò )架構與應用
當企業(yè)和他的網(wǎng)絡(luò )變得日益龐大的時(shí)候，為了提供更多的服務(wù)，以及在更大范圍內實(shí)現通信時(shí)，需要一個(gè)或多個(gè)中心交換節點(diǎn)或服務(wù)器（server）。集中式網(wǎng)絡(luò )中心交換節點(diǎn)或服務(wù)器結構模型如圖6所示。
公共網(wǎng)關(guān)接口（CGI，Common Gateway Interface）層：把服務(wù)器上的內容進(jìn)行編碼壓縮并進(jìn)行協(xié)議轉換，為應用層提供編程接口。
路由交換層（router-switch layer）：當網(wǎng)絡(luò )變得日益龐大的時(shí)候，由手機自己在大范圍內尋址顯得過(guò)于復雜而難以實(shí)現。這時(shí)可將路由交換尋址交給服務(wù)器實(shí)現。這僅要求服務(wù)器建立一個(gè)數據庫（database）及其相關(guān)界面。
WLAN物理層：原有的WLAN設施，如交換機（switch），服務(wù)器（server）。
集中式網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)應用模型如圖7所示。圖7中，SAP（Service Access Point）即服務(wù)接入點(diǎn)，PDA（Personal Digital Assistance）即個(gè)人數字助理。服務(wù)器由PC充當。
3 系統評價(jià)
WLAN網(wǎng)絡(luò )本身架構簡(jiǎn)單，一般人員就可以維護?；谑謾C的WLAN網(wǎng)絡(luò )，也一樣架構簡(jiǎn)單，維護方便 。同時(shí)，它內部通信完全免費，降低了企業(yè)部門(mén)的成本，而無(wú)線(xiàn)則提高 了企業(yè)部門(mén)的效率，間接降低了成本，增加了利潤。這種一次少量投資即可長(cháng)久獲利的投資方案，對于企業(yè)以及普通的家庭用戶(hù)都是可取的，有吸引力的。
評論