張 煦（上海交通大學 200050）
１ 全球連通概述

　　近年來，世界各國的通信建設既有固定通信網，也有移動通信網；或者說，既有有線（銅線、光纖）通信網，也有無線通信網。無線通信網既有專供固定通信用的，也有專供移動通信用的。移動通信主要依靠三類無線通信：無線局域網（WLAN）、城市蜂窩網（2G ~ 3G）和衛星通信（GEO ~MEO / LEO）。一般說來，城市蜂窩網主要用于城市，為攜帶輕便手機的移動用戶提供通信便利。低軌（LEO，地球上空N × 100 ~ 1000km）衛星通信若能真正實現和開放應用，則對遠距對方的用戶實現移動通信很有利。靜軌（GEO，地球上空36 000km）衛星通信則用于遠距離傳送電視或廣播。各大單位在各自地區設置的局域網若利用無線，也可能用于移動通信。

　　這樣，根據以上簡單概述，若適當聯合三類無線移動通信一起運用，就有可能形成全球通信。這就是說，若每一移動用戶各自隨身攜帶一部具有專門號碼的手機或便攜計算機，則不論何時何地，都可能方便地經過無線通信的連通，互相實現會話、可視通信、數據通信，甚至多媒體通信。當然，每一無線通信網都使用修正的治理措施，又都使用統一的互聯網規約ip。經過連通，任何便攜計算機不論何地何時，都可接入互聯網（Internet）或內部網（intranet），自由通過異類網和地理界限。也就是說，各類無線網采用統一互通的移動治理措施，就可形成世界統一的無線通信網基礎結構。

２ 蜂窩網的改進

　　上述三類無線通信網經過簡單而必要的安排，有可能構成全球統一的無線通信網。世界上任何個人只要攜帶合適的輕便手機或便攜計算機，就可不論何時何地，按各自需要，通過這種全球統一的無線通信網，撥號接通攜帶手機或計算機的對方，實現通話（包括可視電話），或傳送數據信息，以至多媒體信息。對于這三類無線通信網的要求，主要寄希望于蜂窩網，就是期望世界各地和各城市的蜂窩網統一程式，或加裝互相連通所必需的設備。通常每一城市的蜂窩網各有一個“移動交換中心”（MSC），它連接該城市每個蜂窩區的基臺，可利用有線光纖線路。

　　蜂窩網根據定位數據庫定位治理。它有兩種“定位記錄器”（HLR和VLR）。每一蜂窩區的MSC連接VLR，它們又連通HLR，保管各終端的永久信息。每一移動終端有各自的“移動識別號碼”（MIN），并存入HLR。當移動終端移至另一蜂窩區時，該終端的MIN將有新的信息傳至HLR-2，且再傳給新的VLR，并通知原來的VLR取消原始記錄。這表示，在移動通信蜂窩網，每一蜂窩區要與VLR和HLR一同發揮作用，必須經過一定程序才能連通公用電話通信（PSTN / ISDN）或Internet / intranet。這樣看來，若想經過蜂窩網連通全球無線通信網，就必須經過一定的接續過程。

　　當今世界上實際應用的城市蜂窩網（2G），并不完全屬于同樣的制式。各國現行的2G蜂窩網雖都屬于數字式，但有些2G采用時分多址（TDMA），另一些則采用碼分多址（CDMA），非凡是北美和歐洲兩大地區各自使用兩類不同的制式。有些國家容許同一城市同時存在兩種不同制式，各有不同的手機用戶，互不侵犯，這顯然很不合理。

　　現在，世界各國的蜂窩網預備連通為全世界統一的無線通信網，統一成同樣的制式。近年來，國際上認真討論并一致同意第三代（3G）蜂窩網必須使用統一的最新制式，IMT-2000就是要在全世界推行統一的移動通信制式。雖然TDMA具有很多優點，但與CDMA相比稍遜一籌，因此傾向于統一采用CDMA，當然CDMA技術本身還在發展，目前擬定為寬帶CDMA（WCDMA）。雙工制式包括頻分雙工（FDD）和時分雙工（TDD），可能傾向于選用TDD，但將來隨著CDMA的應用，也許會認為碼分雙工（CDD）更好。

３ 衛星通信的應用

　　上面已提到，衛星通信有GEO和MEO / LEO兩大類。GEO是地面上空36 000km高度的地球靜止軌道，軌道上均勻分布三顆衛星，常稱同步衛星。每顆GEO衛星覆蓋廣大的地面區域，就是說在同一廣大地域以內，眾多通信用戶看到同一顆GEO衛星，可利用該衛星內部的轉發器實現通信。然而，地面與GEO衛星相隔36 000km距離，電波傳播損耗較大，而且引起的時延較長（單程約0.25s）。因此在同一地域內，兩個固定地球站（FES）各安裝適當規模的拋物面天線瞄準GEO衛星，經過衛星轉發器，可保證順利實現可靠通信，尤其是一地面站與另一地面站相隔較遠時。這種GEO衛星通信也曾嘗試應用于移動通信，試驗結果表明，地面移動終端雖無法利用固定的大型拋面天線，但可攜帶適當有效的拋物面天線，移動終端發信機要發射較大的射頻功率，收信機的檢測器則要有較高的靈敏度。但一般認為GEO離地面太遠、損耗和時延過大，不太適宜地面移動用戶直接通信，不會推廣應用。

　　另一大類MEO / LEO衛星離地面近得多，中軌（MEO）約在10 000km上空，LEO則在600 ~ 1000km上空。尤其是LEO系統的衛星離地面很近，沒有過大的傳播損耗和時延，對地面移動用戶間相互通信非常有利。所謂衛星移動通信，實際上就是指LEO對地面移動用戶通信的應用。據國際上公開報道，目前已研制成功的LEO衛星移動通信銥（Iridium）系統整套幾十顆衛星都已進入預定軌道，依次向前正常運行，并制成移動終端手機。應該說，這是衛星移動通信的一個良好開端。但沒過多久，“銥”系統就失敗了，主要原因是用戶的移動終端手機價格太貴，而且每次通話的費用也太貴。此外，也有其它研制成功的MEO衛星移動電話系統，在世界上少數國家公開試用。

　　總的來說，未來的衛星移動通信是指在不遠的將來，MEO / LEO衛星系統可能向地面用戶提供移動通信，而不是指GEO同步衛星。目前，MEO / LEO衛星系統正在各自研究試用的初步階段，須假以時日才能對它們加以評述，現在談論它們參與全球無線通信連通還為時過早。GEO同步衛星雖不能提供真正有用的移動通信，但固定地球站通過高空GEO衛星的轉發器，確實可提供兩地間的無線通信傳輸，應作為全球無線通信連通的重要一環。

４ 無線局域網的發展

　　現在社會上很多相當規模的企業或治理單位各自擁有屬于自己產權的高樓大廈，設置很多個部門辦公室，并安裝企業/單位專用的通信設備。這種專用通信設備以往通過專用小交換機（PBX）使辦公室之間互通電話，或者讓各辦公室接至市內或長途的公用通信網。近年來，各辦公室普遍安裝計算機，并需要使用數據通信，這就形成了各大樓單位的專用通信網局域網（LAN），它與公用市內電話網有所區別。最近，無線通信應用興旺發達，這些大樓單位傾向于加裝無線通信收發信設施，在許可的無線電頻譜上使用無線通信，不僅各部門辦公室之間可互相通信，而且工作人員配備簡便手機，就可在大樓內按需要與有關人員通信。這樣，大樓單位的LAN就成為“無線局域網”（WLAN）。當然，這種WLAN應能與城市公用無線網隨時聯系，以便單位能與市內、國內和全球的對方通信。這就是說，WLAN必然需要隨時與公用無線通信網連通。


　　為了WLAN的移動治理，國際上制定了“移動IP”規約，現時用IP第4版（IPv4）。移動代理（MA）可以是本家的HA，或外來的FA。移動終端內部有移動節點（MN）。簡單地說，WLAN有若干個接入點（AP），它們經過接入路由器連接FA，再至HA。在相反方向，HA收到所有發給MN的IP分組，傳給FA。WLAN欲與蜂窩網連通，可以與市區的基臺直通，非常方便。