2.10 无线通信
2.10.1 蜂窝无线通信发展概述
2.10.2 蜂窝移动电话系统主要通信技术
2.10.3 Ad hoc无线网络通信
2.10.4 卫星通信技术
第 2章 数据通信
2
2.10.1 蜂窝无线通信发展概述
1,无线寻呼和无绳电话
? 无线寻呼
无线寻呼是日常生活中非常普及的一种技术 。要呼
叫一个有寻呼机的人时,可以打电话给寻呼服务公司并
输入一个安全码、寻呼机号以及要回的电话号码 (或一
条短消息 )。
?无绳电话
无绳电话允许人们在打电话时可以在屋里走来走去。
无 绳电话由两部分组成,基站和电话,它们通常是一起
卖的 。 基站的后面有一个标准的电话插座,可以通过电
话线连接到电话系统上。电话和基站通过低功率无线
电波通信,范围一般为 100～ 300m。
第 2章 数据通信
3
2.10.1 蜂窝无线通信发展概述
2,蜂窝移动通信
(1) 模拟蜂窝移动通信
模拟蜂窝移动通信 中使用最普及的技术是 先进移动电
话系统 AMPS(Advanced Mobile Phone System),AMPS容
量增大的 关键思想 是利用相对较小的单元,并且重用附近
(不是邻接 )单元的传送频率。 频率重用的思想如图 2.40所
示, 单元一般都近似于圆形,但是用六边形更容易表示。
第 2章 数据通信
4
2.10.1 蜂窝无线通信发展概述
图 2.40 蜂窝结构示意图
第 2章 数据通信
5
2.10.1 蜂窝无线通信发展概述
（ 2） 数字蜂窝移动通信
第二代蜂窝电话是数字的,它是在 AMPS基础上发展起来
的 。 数字蜂窝无线电系统信道分配方案有 3种, GSM,CDPD和
CDMA。
?GSM（ Global Systems for Mobile communications）
主要用于话音通信,但若用带有特殊调制解调器的便携
机,亦可进行数据通信 。 其缺点,一是基站之间的接管
相当频繁,每次接管会导致 300ms数据的丢失 ； 二是 GSM
的错误率较高 ； 三是由于按接通的时间计费而不是按
传送的字节收费,所以花费很大 。 解决的方法之一是采
用蜂窝数字分组数据 CDPD。
第 2章 数据通信
6
2.10.1 蜂窝无线通信发展概述
?蜂窝数字分组数据 （ CDPD）
CDPD(Cellular Digital Packet Data)实际上是蜂窝状
数字式分组数据交换网络,它是以数字分组数据技术为基
础,以蜂窝移动通信为组网方式的移动无线数据通信技术。
蜂窝移动系统起源于美国的贝尔系统,蜂窝系统的构造是
以 AMPS为基础并与 AMPS兼容,即利用划分小区和频率复用
技术。
第 2章 数据通信
7
2.10.1 蜂窝无线通信发展概述
?码分多址访问 （ CDMA）
CDMA（ Code Division Multiple Access） 的工作原理在
2.10.2中 介绍 。 CDMA有很多 优点,如容量是目前流行的 GSM的
3~4倍 ； 通话质量大幅度提高,接近有线电话的通话质量 ； 由
于所有小区使用相同的 频率 故大大简化小区频率规划 ； 保密
性能更强 ； 手机功耗更小,通话时间更长 ； 增强小区的覆盖
能力,减少基站数目 ； 不会与现在的模拟和数字系统产生干
扰 ； 提供可靠的移动数据通信 ； 可靠的软切换方式大大降低
了切换的失败几率 。
第 2章 数据通信
8
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
1,蜂窝移动电话系统的组成
蜂窝移动通信系统主要是由 交换网络子系统、无线基站子系统 )
和移动台 三大部分组成，如图 2.41所示。
图 2.41 蜂窝移动通信系统的组成
第 2章 数据通信
9
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
? 移动台（ MS,Mobile Station）
移动台 就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动
终端 (MS)和客户识别卡（ SIM,Subscriber Identity Module ）
?交换网路子系统（ NSS,Network Switching System ）
交换网络子系统 主要完成交换功能和客户数据与移动性
管理、安全性管理所需的数据库功能。
?无线基站子系统（ BSS,Base Station System ）
无线基站子系统 是在一定的无线覆盖区中由移动交换中
心（ MSC）控制，与 MS进行通信的系统设备，它主要负责完
成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基
站控制器（ BSC,Base Station Controller ）和基站收发信台
（ BTS,Base Transceiver Station ）。
第 2章 数据通信
10
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
移动站移动站
移动站
MSC
图 2.42 蜂窝通信原理图
第 2章 数据通信
11
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
2,蜂窝移动电话系统主要通信技术
（ 1） 无线通信复用技术
传输技术的一个关键就是解决传输的有效问题, 为此, 要赋
予不同的用户信号以不同的信号特征, 这些信号特征能区分不同的
用户, 就像不同的地址区分不同的用户一样 。 因此, 这种技术称为
多址技术 。
这里要 注意 区分多路复用技术和多址技术 。 其中在两点之间
同时互不干扰的传送多个信号是信道的多路复用 。 在多点之间实现
互不干扰的通信是多址访问技术 。
第 2章 数据通信
12
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
?频分多址
频分多址（ FDMA,Frequency Division Multiple
Access） 是使用较早也是使用较多的一种多址接入方式，
被广泛应用于卫星通信、移动通信、一点多址微波通信系统
中。 FDMA的技术核心是把传输频带划分为较窄的且互不重
叠的多个子频带，每个用户都被分配到一个独立的子频带中 ；
各用户采用滤波器，分别按分配的子频带从信道上提取信号，
实现多址通信。
第 2章 数据通信
13
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
?时分多址
时分多址（ TDMA,Time Division Multiple
Access） 是在给定频带的最高数据传输速率的条
件下，把传递时间划分为若干时间间隙，各用户
按照分配的时隙，以突发脉冲序列方式接受和发
送信号。
第 2章 数据通信
14
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
?码分多址
码分多址（ CDMA,Code Division Multiple
Access） 也称扩频多址（ SSMA,Spread
Spectrum Multiple Access）。将原信号的频
带扩宽，再经调制发送出去；接收端接收到经扩
频的宽带信号后，作相关处理，再将其解扩为原
始数据信号。
第 2章 数据通信
15
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
第 2章 数据通信
16
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
?FDMA,TDMA和 CDMA对比
CDMA与 TDMA和 FDMA的区别,就好像一个国际会议上，
TDMA是任何时间只有一个人讲话，其他人轮流发言；
FDMA则是把与会的人员分成几个小组，分别进行讨
论；而 CDMA就像大家在一起，每个人使用自己国家
的语言进行讨论
第 2章 数据通信
17
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
（ 2）蜂窝移动电话系统中的蜂窝
?宏蜂窝小区
传统的蜂窝式网络由 宏蜂窝小区 (Macrocell)构成，每小
区的覆盖半径大多为 1km～ 25km。图 2.44是由宏蜂窝组成的
移动通信系统示意图，每个小区分别设有一个基站，它与处
于其服务区内的移动台建立无线通信链路。若干个小区组成
一个区群 (蜂窝 )，区群内各个小区的基站可通过电缆、光缆
或微波链路与移动交换中心 (MSC)相连。移动交换中心通过
PCM（ pulse code modulation）电路与市话交换局相连接。
第 2章 数据通信
18
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
图 2.44 宏蜂窝移动通信系统示意图
第 2章 数据通信
19
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
?微蜂窝小区
微蜂窝小区 (Microcell)是在宏蜂窝小区的基础
上发展起来的一门技术。它的覆盖半径大约为
30m～ 300m；基站天线置于相对低的地方，如屋
顶下方，高于地面 5m～ 10m，传播主要沿着街道
的视线进行，信号在楼顶的泄露小。因此，微蜂
窝最初被用来加大无线电覆盖，消除宏蜂窝中的
,盲点, 。
第 2章 数据通信
20
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
?微微蜂窝小区
在目前的蜂窝式移动通信系统中，我们主要通
过在宏蜂窝下引入微蜂窝和微微蜂窝以提供更多
的“内含”蜂窝，形成分级蜂窝结构，从而解决
网络内的“盲点”和“热点”，提高网络容量的。
因此,一个多层次网络，往往是由一个上层宏蜂
窝网络和数个下层微蜂窝网络组成的多元蜂窝系
统 。图 2.45为一个三层分级蜂窝结构示意图，它
包括宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝。
第 2章 数据通信
21
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
图 2.45 三层分级蜂窝结构
第 2章 数据通信
22
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
?智能蜂窝
随着移动通信的不断发展, 近年来又出现了一种
新型的蜂窝形式,智能蜂窝 。 所谓智能蜂窝, 它是相对
于智能天线而言的, 是指基站采用具有高分辨阵列信号
处理能力的自适应天线系统, 智能地监测移动台所处的
位置, 并以一定的方式将确定的信号功率传递给移动台
的蜂窝小区 。 智能蜂窝既可以是宏蜂窝, 也可以是微蜂
窝和微微蜂窝 。 这项技术正在研制过程中 。
第 2章 数据通信
23
2.10.3 Ad hoc无线网络通信
随着人们对移动通信要求的增强，蜂窝移动通信系统得到
了迅速普及。 但蜂窝移动通信系统是集中式控制的 (有中心的 )，
网络的运行要基于预先架设好的网络设施 。这两个特点使得蜂
窝移动通信系统对有些特殊场合来说并不适用。
此时，需要一种特殊的通信系统，这种通信系统的运行不
能基于任何预先架设好的网络设施，要能实现临时快速自动组
网，节点要能移动。 Ad hoc网络 (或自组织网络、特定网络、
对等网络 )的出现满足了这些要求。
第 2章 数据通信
24
2.10.3 Ad hoc无线网络通信
Ad hoc网络中的结点不仅要具备普通移动终端的功能，
还要具有报文转发能力，即要具备路由器的功能。因此，就
完成的功能而言可以将结点分为主机、路由器和电台三部分。
其中 主机部分完成普通移动终端的功能，包括人机接口、
数据处理等应用软件 。而 路由器 部分主要负责维护网络的拓
扑结构和路由信息，完成报文的转发功能。电台部分为信息
传输提供无线信道支持。从物理结构上分，结点可以如图
2.46所示被分为以下几类,单主机单电台、单主机多电台、
多主机单电台和多主机多电台 。
第 2章 数据通信
25
2.10.3 Ad hoc无线网络通信
图 2.46 Ad hoc网络结点的结构
第 2章 数据通信
26
2.10.3 Ad hoc无线网络通信
Ad hoc网络一般有两种结构,平面结构 (见图 2.47)和 分级结
构 (见图 2.48和图 2.49)。 平面结构中，所有节点的地位平等．所
以又可以称为对等式结构。而分级结构中，网络被划分为 簇
(cluster),每个簇由一个 接头 (cluster-header)和多个 簇成员
(cluster member)组成，这些接头形成了高一级的网络，在高一
级网络中，又可以分簇，再次形成更高一级的网络，直至最高级。
分级结构中，接头节点负责簇间数据的转发。比如当簇 1中的节
点 A要与簇 2中的节点 B通信时，节点 A先把数据发送给簇 1的接头；
簇 1的接头分析发现 B在簇 2中，把数据转发给簇 2的接头 〔 可能要
经过其它接头的转发 〕 ；接 2的接头收到数据后，发现 B是自己簇
的成员，把数据发送给 B。
第 2章 数据通信
27
2.10.3 Ad hoc无线网络通信
图 2.47 平面结构 图 2.48 单频分级结构
第 2章 数据通信
28
2.10.3 Ad hoc无线网络通信
图 2.49 多频分级结构
第 2章 数据通信
29
2.10.4 卫星通信技术
1,卫星通信系统组成
卫星通信系统包括通信和保障通信的全部设备，主要有
跟踪遥测指令分系统, 监控管理分系统, 空间分系统 及 通信
地球站 四部分组成，如图 2.51所示。
图 2.51 卫星通信系统的基本组成
第 2章 数据通信
30
2.10.4 卫星通信技术
?跟踪遥测指令分系统
跟踪遥测指令分系统 对卫星进行跟踪测量，控制其
准确进入预定轨道并到达指定位置，待卫星正常运行
后，定期对卫星进行轨道修正和位置保持，必要时，
控制通信卫星返回地面 。
?监控管理分系统
监控管理分系统 对轨道定点上的卫星进行业务开通
前、后的监测和控制,如卫星转发器功率、卫星天线
增益以及各地球站发射的功率、射频和带宽等基本的
通信参数，以保证网络的正常通信。
第 2章 数据通信
31
2.10.4 卫星通信技术
?空间分系统
空间分系统 是由主体部分的通信系统和保障部分的
遥测指令和控制系统以及能源（包括太阳能电池和蓄
电池）等组成 。通信卫星主要起无线电中继站的作用，
它是靠卫星上通信系统的转发器（微波收、发信机）
和天线来完成。一个卫星的通信系统可以转发一个或
多个地球站信号。显然，当每个转发器所能提供的功
率和带宽一定时，转发器越多，卫星通信系统的容量
就越大。
?地球站
地球站 是微波无线电收、发信电台，用户通过它接
入卫星通信网络进行通信。
第 2章 数据通信
32
2.10.4 卫星通信技术
2,卫星通信技术特性
? 范围广。
? 系统的开发推广迅速。
? 传输的价格不受距离远近的影响。
? 较不易受自然灾害的影响。
? 高通信容量。。
? 多点通信导向系统 ( Multicast-oriented System )。
? 终端用户预安装费用不高，且不需因增加用户数而再
架设新的线路。
第 2章 数据通信
33
2.10.4 卫星通信技术
3,甚小孔径终端技术
目前卫星通信中的一个重要技术是 甚小孔径地球站（ VSAT，
Very Small Aperture Terminal） 。其通常指卫星天线孔径小于
3米（ 1.2～ 2.8米）、具有高度软件控制功能的地球站。
VSAT有两个 主要特点,
? 地球站通信设备结构紧凑牢固，全固态化，尺寸小，功
耗低，安装方便。
? 组网方式灵活、多样。
2.10.1 蜂窝无线通信发展概述
2.10.2 蜂窝移动电话系统主要通信技术
2.10.3 Ad hoc无线网络通信
2.10.4 卫星通信技术
第 2章 数据通信
2
2.10.1 蜂窝无线通信发展概述
1,无线寻呼和无绳电话
? 无线寻呼
无线寻呼是日常生活中非常普及的一种技术 。要呼
叫一个有寻呼机的人时,可以打电话给寻呼服务公司并
输入一个安全码、寻呼机号以及要回的电话号码 (或一
条短消息 )。
?无绳电话
无绳电话允许人们在打电话时可以在屋里走来走去。
无 绳电话由两部分组成,基站和电话,它们通常是一起
卖的 。 基站的后面有一个标准的电话插座,可以通过电
话线连接到电话系统上。电话和基站通过低功率无线
电波通信,范围一般为 100～ 300m。
第 2章 数据通信
3
2.10.1 蜂窝无线通信发展概述
2,蜂窝移动通信
(1) 模拟蜂窝移动通信
模拟蜂窝移动通信 中使用最普及的技术是 先进移动电
话系统 AMPS(Advanced Mobile Phone System),AMPS容
量增大的 关键思想 是利用相对较小的单元,并且重用附近
(不是邻接 )单元的传送频率。 频率重用的思想如图 2.40所
示, 单元一般都近似于圆形,但是用六边形更容易表示。
第 2章 数据通信
4
2.10.1 蜂窝无线通信发展概述
图 2.40 蜂窝结构示意图
第 2章 数据通信
5
2.10.1 蜂窝无线通信发展概述
（ 2） 数字蜂窝移动通信
第二代蜂窝电话是数字的,它是在 AMPS基础上发展起来
的 。 数字蜂窝无线电系统信道分配方案有 3种, GSM,CDPD和
CDMA。
?GSM（ Global Systems for Mobile communications）
主要用于话音通信,但若用带有特殊调制解调器的便携
机,亦可进行数据通信 。 其缺点,一是基站之间的接管
相当频繁,每次接管会导致 300ms数据的丢失 ； 二是 GSM
的错误率较高 ； 三是由于按接通的时间计费而不是按
传送的字节收费,所以花费很大 。 解决的方法之一是采
用蜂窝数字分组数据 CDPD。
第 2章 数据通信
6
2.10.1 蜂窝无线通信发展概述
?蜂窝数字分组数据 （ CDPD）
CDPD(Cellular Digital Packet Data)实际上是蜂窝状
数字式分组数据交换网络,它是以数字分组数据技术为基
础,以蜂窝移动通信为组网方式的移动无线数据通信技术。
蜂窝移动系统起源于美国的贝尔系统,蜂窝系统的构造是
以 AMPS为基础并与 AMPS兼容,即利用划分小区和频率复用
技术。
第 2章 数据通信
7
2.10.1 蜂窝无线通信发展概述
?码分多址访问 （ CDMA）
CDMA（ Code Division Multiple Access） 的工作原理在
2.10.2中 介绍 。 CDMA有很多 优点,如容量是目前流行的 GSM的
3~4倍 ； 通话质量大幅度提高,接近有线电话的通话质量 ； 由
于所有小区使用相同的 频率 故大大简化小区频率规划 ； 保密
性能更强 ； 手机功耗更小,通话时间更长 ； 增强小区的覆盖
能力,减少基站数目 ； 不会与现在的模拟和数字系统产生干
扰 ； 提供可靠的移动数据通信 ； 可靠的软切换方式大大降低
了切换的失败几率 。
第 2章 数据通信
8
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
1,蜂窝移动电话系统的组成
蜂窝移动通信系统主要是由 交换网络子系统、无线基站子系统 )
和移动台 三大部分组成，如图 2.41所示。
图 2.41 蜂窝移动通信系统的组成
第 2章 数据通信
9
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
? 移动台（ MS,Mobile Station）
移动台 就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动
终端 (MS)和客户识别卡（ SIM,Subscriber Identity Module ）
?交换网路子系统（ NSS,Network Switching System ）
交换网络子系统 主要完成交换功能和客户数据与移动性
管理、安全性管理所需的数据库功能。
?无线基站子系统（ BSS,Base Station System ）
无线基站子系统 是在一定的无线覆盖区中由移动交换中
心（ MSC）控制，与 MS进行通信的系统设备，它主要负责完
成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基
站控制器（ BSC,Base Station Controller ）和基站收发信台
（ BTS,Base Transceiver Station ）。
第 2章 数据通信
10
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
移动站移动站
移动站
MSC
图 2.42 蜂窝通信原理图
第 2章 数据通信
11
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
2,蜂窝移动电话系统主要通信技术
（ 1） 无线通信复用技术
传输技术的一个关键就是解决传输的有效问题, 为此, 要赋
予不同的用户信号以不同的信号特征, 这些信号特征能区分不同的
用户, 就像不同的地址区分不同的用户一样 。 因此, 这种技术称为
多址技术 。
这里要 注意 区分多路复用技术和多址技术 。 其中在两点之间
同时互不干扰的传送多个信号是信道的多路复用 。 在多点之间实现
互不干扰的通信是多址访问技术 。
第 2章 数据通信
12
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
?频分多址
频分多址（ FDMA,Frequency Division Multiple
Access） 是使用较早也是使用较多的一种多址接入方式，
被广泛应用于卫星通信、移动通信、一点多址微波通信系统
中。 FDMA的技术核心是把传输频带划分为较窄的且互不重
叠的多个子频带，每个用户都被分配到一个独立的子频带中 ；
各用户采用滤波器，分别按分配的子频带从信道上提取信号，
实现多址通信。
第 2章 数据通信
13
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
?时分多址
时分多址（ TDMA,Time Division Multiple
Access） 是在给定频带的最高数据传输速率的条
件下，把传递时间划分为若干时间间隙，各用户
按照分配的时隙，以突发脉冲序列方式接受和发
送信号。
第 2章 数据通信
14
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
?码分多址
码分多址（ CDMA,Code Division Multiple
Access） 也称扩频多址（ SSMA,Spread
Spectrum Multiple Access）。将原信号的频
带扩宽，再经调制发送出去；接收端接收到经扩
频的宽带信号后，作相关处理，再将其解扩为原
始数据信号。
第 2章 数据通信
15
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
第 2章 数据通信
16
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
?FDMA,TDMA和 CDMA对比
CDMA与 TDMA和 FDMA的区别,就好像一个国际会议上，
TDMA是任何时间只有一个人讲话，其他人轮流发言；
FDMA则是把与会的人员分成几个小组，分别进行讨
论；而 CDMA就像大家在一起，每个人使用自己国家
的语言进行讨论
第 2章 数据通信
17
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
（ 2）蜂窝移动电话系统中的蜂窝
?宏蜂窝小区
传统的蜂窝式网络由 宏蜂窝小区 (Macrocell)构成，每小
区的覆盖半径大多为 1km～ 25km。图 2.44是由宏蜂窝组成的
移动通信系统示意图，每个小区分别设有一个基站，它与处
于其服务区内的移动台建立无线通信链路。若干个小区组成
一个区群 (蜂窝 )，区群内各个小区的基站可通过电缆、光缆
或微波链路与移动交换中心 (MSC)相连。移动交换中心通过
PCM（ pulse code modulation）电路与市话交换局相连接。
第 2章 数据通信
18
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
图 2.44 宏蜂窝移动通信系统示意图
第 2章 数据通信
19
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
?微蜂窝小区
微蜂窝小区 (Microcell)是在宏蜂窝小区的基础
上发展起来的一门技术。它的覆盖半径大约为
30m～ 300m；基站天线置于相对低的地方，如屋
顶下方，高于地面 5m～ 10m，传播主要沿着街道
的视线进行，信号在楼顶的泄露小。因此，微蜂
窝最初被用来加大无线电覆盖，消除宏蜂窝中的
,盲点, 。
第 2章 数据通信
20
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
?微微蜂窝小区
在目前的蜂窝式移动通信系统中，我们主要通
过在宏蜂窝下引入微蜂窝和微微蜂窝以提供更多
的“内含”蜂窝，形成分级蜂窝结构，从而解决
网络内的“盲点”和“热点”，提高网络容量的。
因此,一个多层次网络，往往是由一个上层宏蜂
窝网络和数个下层微蜂窝网络组成的多元蜂窝系
统 。图 2.45为一个三层分级蜂窝结构示意图，它
包括宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝。
第 2章 数据通信
21
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
图 2.45 三层分级蜂窝结构
第 2章 数据通信
22
2.10.2 蜂窝移动电话系统组成及主要通信技术
?智能蜂窝
随着移动通信的不断发展, 近年来又出现了一种
新型的蜂窝形式,智能蜂窝 。 所谓智能蜂窝, 它是相对
于智能天线而言的, 是指基站采用具有高分辨阵列信号
处理能力的自适应天线系统, 智能地监测移动台所处的
位置, 并以一定的方式将确定的信号功率传递给移动台
的蜂窝小区 。 智能蜂窝既可以是宏蜂窝, 也可以是微蜂
窝和微微蜂窝 。 这项技术正在研制过程中 。
第 2章 数据通信
23
2.10.3 Ad hoc无线网络通信
随着人们对移动通信要求的增强，蜂窝移动通信系统得到
了迅速普及。 但蜂窝移动通信系统是集中式控制的 (有中心的 )，
网络的运行要基于预先架设好的网络设施 。这两个特点使得蜂
窝移动通信系统对有些特殊场合来说并不适用。
此时，需要一种特殊的通信系统，这种通信系统的运行不
能基于任何预先架设好的网络设施，要能实现临时快速自动组
网，节点要能移动。 Ad hoc网络 (或自组织网络、特定网络、
对等网络 )的出现满足了这些要求。
第 2章 数据通信
24
2.10.3 Ad hoc无线网络通信
Ad hoc网络中的结点不仅要具备普通移动终端的功能，
还要具有报文转发能力，即要具备路由器的功能。因此，就
完成的功能而言可以将结点分为主机、路由器和电台三部分。
其中 主机部分完成普通移动终端的功能，包括人机接口、
数据处理等应用软件 。而 路由器 部分主要负责维护网络的拓
扑结构和路由信息，完成报文的转发功能。电台部分为信息
传输提供无线信道支持。从物理结构上分，结点可以如图
2.46所示被分为以下几类,单主机单电台、单主机多电台、
多主机单电台和多主机多电台 。
第 2章 数据通信
25
2.10.3 Ad hoc无线网络通信
图 2.46 Ad hoc网络结点的结构
第 2章 数据通信
26
2.10.3 Ad hoc无线网络通信
Ad hoc网络一般有两种结构,平面结构 (见图 2.47)和 分级结
构 (见图 2.48和图 2.49)。 平面结构中，所有节点的地位平等．所
以又可以称为对等式结构。而分级结构中，网络被划分为 簇
(cluster),每个簇由一个 接头 (cluster-header)和多个 簇成员
(cluster member)组成，这些接头形成了高一级的网络，在高一
级网络中，又可以分簇，再次形成更高一级的网络，直至最高级。
分级结构中，接头节点负责簇间数据的转发。比如当簇 1中的节
点 A要与簇 2中的节点 B通信时，节点 A先把数据发送给簇 1的接头；
簇 1的接头分析发现 B在簇 2中，把数据转发给簇 2的接头 〔 可能要
经过其它接头的转发 〕 ；接 2的接头收到数据后，发现 B是自己簇
的成员，把数据发送给 B。
第 2章 数据通信
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2.10.3 Ad hoc无线网络通信
图 2.47 平面结构 图 2.48 单频分级结构
第 2章 数据通信
28
2.10.3 Ad hoc无线网络通信
图 2.49 多频分级结构
第 2章 数据通信
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2.10.4 卫星通信技术
1,卫星通信系统组成
卫星通信系统包括通信和保障通信的全部设备，主要有
跟踪遥测指令分系统, 监控管理分系统, 空间分系统 及 通信
地球站 四部分组成，如图 2.51所示。
图 2.51 卫星通信系统的基本组成
第 2章 数据通信
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2.10.4 卫星通信技术
?跟踪遥测指令分系统
跟踪遥测指令分系统 对卫星进行跟踪测量，控制其
准确进入预定轨道并到达指定位置，待卫星正常运行
后，定期对卫星进行轨道修正和位置保持，必要时，
控制通信卫星返回地面 。
?监控管理分系统
监控管理分系统 对轨道定点上的卫星进行业务开通
前、后的监测和控制,如卫星转发器功率、卫星天线
增益以及各地球站发射的功率、射频和带宽等基本的
通信参数，以保证网络的正常通信。
第 2章 数据通信
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2.10.4 卫星通信技术
?空间分系统
空间分系统 是由主体部分的通信系统和保障部分的
遥测指令和控制系统以及能源（包括太阳能电池和蓄
电池）等组成 。通信卫星主要起无线电中继站的作用，
它是靠卫星上通信系统的转发器（微波收、发信机）
和天线来完成。一个卫星的通信系统可以转发一个或
多个地球站信号。显然，当每个转发器所能提供的功
率和带宽一定时，转发器越多，卫星通信系统的容量
就越大。
?地球站
地球站 是微波无线电收、发信电台，用户通过它接
入卫星通信网络进行通信。
第 2章 数据通信
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2.10.4 卫星通信技术
2,卫星通信技术特性
? 范围广。
? 系统的开发推广迅速。
? 传输的价格不受距离远近的影响。
? 较不易受自然灾害的影响。
? 高通信容量。。
? 多点通信导向系统 ( Multicast-oriented System )。
? 终端用户预安装费用不高，且不需因增加用户数而再
架设新的线路。
第 2章 数据通信
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2.10.4 卫星通信技术
3,甚小孔径终端技术
目前卫星通信中的一个重要技术是 甚小孔径地球站（ VSAT，
Very Small Aperture Terminal） 。其通常指卫星天线孔径小于
3米（ 1.2～ 2.8米）、具有高度软件控制功能的地球站。
VSAT有两个 主要特点,
? 地球站通信设备结构紧凑牢固，全固态化，尺寸小，功
耗低，安装方便。
? 组网方式灵活、多样。
