简述蜂窝移动通信技术

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摘要:蜂窝通信技术至今已经发展了一百余年了，在移动端也已经发展到第五代了。而在非移动段爷发展出了如Zigbee通信这样的广泛使用而成熟的技术。本文先介绍蜂窝通信的基本原理。再以移动通信中GSM通信比对Zigbee通信，解析各自的特点及应用场合。

关键词:蜂窝通信;5G;GSM;Zigbee

移动通信现如今已经发展到第五代了，移动通信的第五代就是大家经常能听到的5G时代，随着华为等名企的研发，相信用不了多久我们将从4G时代进入5G时代！其实移动能进行远程通信的基本原理如图1所示，信号的全方位覆盖是由信号塔搭建出来的，每个信号点负责自己特定区域的信号通信。从整体上看其信号网络图像一个蜂窝网状一样，因此移动通信结构通常也称为蜂窝移动通信。与此类似如图2是Zigbee的蜂窝网状结构。其实从Zigbee取名就能解析其结构（bee蜜蜂，zig声音形容词）。下文将举移动通信中的GSM通信与Zigbee通信进行对比性分析，深入说明其通信原理和应用场合。

1GSM通信的工作模型

GSM是GlobalSystemforMobileCommunications的缩写，译为全球通信系统，发展与上世纪90年代，虽然属于第二代蜂窝移动通信，但已经成熟的被100多个国家应用，占据了近八成的全球蜂窝移动通信设备市场。在控制领域中常用来进行远程控制，控制距离理论上没有限制。工作模型类似C/S（客户端/服务器）模型。如当A要去控制B，如果逻辑上把A看成服务器，B看成客户端。则A设备的MCU接到用户的指令，会将指令打包成一个信息包，通过GSM模块能识别的AT指令将控制信息包发给B。B的GSM模块收到信息包后丢给B设备的MCU去解析，然后MCU再去执行相应的控制信息。从以上分析看GSM能够远距离的进行一对一的精准控制，这种远程控制适合跨城市甚至跨国家的场合应用，其能够经常识别和传送依赖于每个GSM设备都有一个全球唯一的ID，也就是通常所说的电话号码。

2Zigbee通信的工作模型

在此之前ZigBee也被称为“HomeRFLite”、“RF-EasyLink”或“fireFly”无线电技术，统称为ZigBee。其工作模型如图2所示，每个zigbee设备在一个时刻只有协调器、路由器、终端三种角色中的一种角色。其拓扑结构有星形、树形、网状形。一般在整个蜂窝网启动的时候由协调器启动，分配好录音终端所需的各种信息，建立起对应链接后，协调器角色的工作使命暂时完成会转换为路由器角色。而路由器的主要作用就是建立路由表转发网络见的通信包。终端的使命就是最后的通信终结点或者发起点。Zigbee的网络的特点在于可以精准的一对一通信，还能一对全局中的所有设备进行广播似的一对所有通信。在需要划分为多个局域网进行区域区别控制通信的时候，Zigbee也能通过分组技术进行区域性的分组，可以让每个局域Zigbee网进行单独的内部通信，设立网关。由于Zigbee设备特别是其终端设备在没有工作时其能进入睡眠模式，因为功耗很低。

3GSM和Zigbee通信的应用场合

上面分析GSM和zigbee通信均属于蜂窝通信，那两者如何选择呢？依据前面介绍，GSM通信可以进行远距离的通信，进而设计成远距离的工业控制。但需要以移动通信基础设备搭建为基础，成本较高。尤其在一些移动基础设施不完善的国家和区域该方案很难实施或者成本很高。但Zigbee通信则依赖自己的zigbee通信协议（现在广泛而成熟的协议是Zig-bee2007），自己搭建出了物理层、网络层、传输层等。其成本低，搭建和使用方便。但传输距离短，一般只有几十米。这样的技术特点让Zigbee广泛应用于智能家居、智慧工业控制、智慧医疗等领域。

参考文献

[1]窦文君.基于GSM网络的接地线检测系统的设计[D].沈阳:沈阳工业大学,2007.

[2]崔文华.Zigbee协议栈的研究与实现[J].上海:华东师范大学,2007.

[3]赵瑞芬.关于物联网智能家居的初探[J].科技信息,2010(22):199.

作者:纪宠兴 单位:东莞理工学院城市学院