無線通訊技術

目前已經發展出很多套的無線通訊技術，像是 GSM、GPRS、

IrDA、Bluetooth 和 WLAN，以下會簡單介紹這幾種目前較為普遍的 無線通訊技術：

‹ GSM (Global System of Mobile Communications)

GSM 為目前傳輸手機語音最為普遍的一種技術，它利用無 線電以電路交換(circuit-switched)的方式傳輸資料[1]。電路 交換的特性為只要一跟網路連接即使目前沒在傳送資料仍 然會佔據頻寬並持續收費，因為這些特性並不適合拿來建 立 TCP 連線，所以本論文不考慮使用此技術。

‹ GPRS (General Packet Radio Service)

GPRS 為在 GSM 系統上發展出的一種服務，此服務適合用 來傳輸數據資料。它改變了 GSM 系統中電路交換的方式改

用封包交換(packet-switched)的方式去更有效率地共享頻寬 [1]，封包交換並不像電路交換會一直佔據著頻寬，它只有 在傳輸資料時才會消耗頻寬。

‹ IrDA (Infrared Data Association)

利用紅外線傳輸資料的一種無線通訊技術。這技術有一個 致命的缺點，那就是在兩個裝置之間不可以存在障礙物，

基於這個限制本論文不考慮使用此技術。

‹ Bluetooth

Bluetooth 之名源自十世紀的丹麥王，利用無線電傳輸資 料，但是由於其傳輸範圍較短，大約只有 10 公尺，所以此 技術常用在與周邊配備做無線連接，像是 Bluetooth 印表 機、Bluetooth 耳機等等，並不適合拿來建立 TCP 連線，基 於這原因本論文不考慮使用此技術。

‹ WLAN (Wireless Local Area Network)

遵照 IEEE 制定的 802.11 家族標準，也是利用無線電傳輸 資料，傳輸的範圍在 50 公尺到 150 公尺之間，適合做中距 離的無線上網[2]。

根據上面介紹，WLAN 和 GPRS 技術比較適合給 TCP 無線應用 程式使用，所以本論文考慮結合 WLAN 和 GPRS 技術去提供一個更 具效益的 TCP 連線環境，以下會比較詳細介紹這兩種技術。

1.2.1 WLAN

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)在 1997 年公

佈了一份無線網路標準－802.11，WLAN 為遵照此標準發展出來的技 術。目前 WLAN 產品最普遍遵循的為 802.11b，它跟 802.11 相似，

但是傳輸率更高，相關 802.11 系列的標準還有:802.11a，802.11g 在這 就不多加介紹。WLAN 的架構如圖 1-1，行動裝置利用 AP(access point) 跟 Internet 相連，在同一各網域中可以同時擁有多個 AP 。

AP1 AP2 Subnet1

AP3 Subnet2

Internet

圖 1-1 WLAN 架構圖

WLAN 的特性如下: ( IEEE 802.11b )[2]

‹ 傳輸率高達 11Mbps。

‹ 正常來說，傳輸資料不需要額外的付費。

‹ 傳輸距離在室內為 50m，室外為 150m。

‹ 在做 TCP 連線時，會因為目前環境的無線訊號太差或是轉 換到不同網域的 AP 而損毀連線。圖 1-2 顯示轉換到不同網 域 AP 的情形。

AP1 AP2

AP3

TCP connection is broken because IP changes

Internet

圖 1-2 使用 WLAN 時轉換到不同網域中的 AP

WLAN 技術目前已經很普遍的架在學校、公司等等機構，由於 它的傳輸距離特性導致使用者活動範圍限制在建築物之內，出了建築 物通常會收不到訊號。此為 WLAN 技術對使用者來說比較大的一個 缺點。

1.2.2 GPRS

由於 GSM 系統的整個連線流程是以電路交換的方式進行，不但 每次重新連線需要繁瑣的撥接步驟，還有以時計費的限制，所以新增 GPRS 技術在既有 GSM 系統上去處理封包數據的傳輸，也就是說，

語音數據部分仍然使用 GSM 系統傳輸，封包數據則利用 GPRS 來傳 輸。要了解 GPRS 的架構必須先了解 GSM 系統的架構，GSM 系統的 架構如圖 1-3，BTS(Base Transceiver Station)為俗稱的基地台，用來接 收 行 動 裝 置 的 訊 號 或 是 發 送 訊 號 給 行 動 裝 置 ， BSC(Base Station Controller)為基地台控制器，管理所有無線方面的進階功能如:交遞(行 動裝置從一個基地台轉到另一個基地台)、無線頻道的分配、QOS...

等，MSC(Mobile Switching Controller)則負責將資料路由到別的網路。

BTS BSC MSC

BTS

Telephony Network

圖 1-3 GSM 架構圖

GPRS 技術在 GSM 系統上增加了兩個節點: (1)SGSN(Serving GPRS Support Node)，此節點負責數據封包使用者的資料管理，像是

使用者認證、已傳送的資料量...等。(2)GGSN(Gateway GPRS Support Node)，此節點為 GSM 系統對外界網路(Internet)的一個閘道，負責資 料在不同網路之間的傳輸。GPRS 的架構如圖 1-4，BSC 在接到使用 者傳來的資料後，發現此資料為數據封包，便會將它導到 SSGN 再利 用 GGSN 將資料送至 internet[1]。

SGSN GGSN

BTS BSC MSC

BTS

Internet Telephony

Network

圖 1-4 GPRS 架構圖

GPRS 的特性如下:

‹ 傳輸速率只有 170Kbps，跟 WLAN 的 11Mbps 相比有一段 差距。

‹ 傳輸資料需要額外收費(以封包量收費)。

例:台灣大哥大 0 月租型Æ 0.03 元/128bytes[9]。

‹ 傳輸範圍廣大，可高達 10km 之遠，遠勝 WLAN。

目前大部份手機電信業者都已經提供了 GPRS 的服務，讓使用者 可以透過手機利用 GPRS 服務上網。相較於 WLAN，雖然 GPRS 的 傳輸率較低，但是廣泛的傳輸範圍讓使用者擁有較大的移動空間。