无线通信的基础知识-无线机制（2）

5. 数据传输方向—双向（全双工/半双工）和单向—

无论是无线还是有线，将数据向何处传输的传输形式都是通信应用的重要规格，这种形式可以分为双向传输和单向传输。双向传输又可以进一步分为全双工传输和半双工传输。下面，我们将对多种传输形式进行说明。

5.1 双向传输（Duplex transmission）

双向传输^*5是一种被认为在现在的数字通信设备中占有相当比率的传输形式，有全双工传输和半双工传输两种方式。

全双工传输（Full duplex transmission）

如图8-1所示，这是一种能同时从设备A到设备B、从设备B到设备A双向（双工）同时进行数据通信和会话的传输形式。此外，当接收和发送（有时分别称为“Rx”和“Tx”）的信号被分配了不同的频率时，将它们分开的电子元件称为双工器（以橙色显示）。

采用示例：固定电话、手机、智能手机等（终端之间直接方向）

*5 双向传输中经常会听到“下载/上传”、“下行链路/上行链路”等术语。如果将您使用的终端或PC作为设备A，则从设备B接收数据称为下载，反之，从设备A向设备B发送数据则称为上传。此外，如果数据传输本身并不重要，而设备A和设备B之间的连接，例如终端和基站之间的连接非常重要，则称为下行链路/上行链路。

半双工传输（Half-duplex transmission）

如图8-2a和8-2b所示，这是一种设备A和设备B通过相互切换发送和接收来传输数据的形式。这种形式与全双工传输不同，因为数据不能同时在两个方向上传输。

采用示例：收发器

5.2 单向传输（Simplex transmission）

如图8-3所示，这是一种数据在设备A（发送器）和设备B（接收器）之间仅从设备A沿一个方向（单向）传​​输到设备B的传输形式。

采用示例：AM/FM无线电广播、使用电波的遥控器等

6. 什么是通信协议？

到目前为止，我们已经从硬件方面对无线通信的概要进行了说明。另一方面，无论是无线还是有线，软件对于建立电信也很重要。那就是被称为通信协议或协议的通信约定。
协议是在包括计算机在内的数据通信（数字通信）系统中的一些步骤和规则，用于在不同系统之间无差错地相互传输数据。图9显示了数据传输相关协议的作用示例。

为了可靠地传输数据，需要规定用于多种作用和功能的协议，例如控制步骤、数据结构和接口等，其范围广泛，数据量庞大。如果将协议固定为1种模型，则在需要向协议添加内容或变更协议等版本升级时，很难应对。为了使升级更容易，人们为每个协议分配了作用和功能，并为这些协议创建了层次结构。这种经过系统组织后的协议结构称为协议栈（有时也称为协议套件或网络体系结构）。

该协议栈已被按照国际标准进行模型化，并称为OSI基本参考模型（表4）。现实中并没有采用这种模型，而是针对每种用途采用与其相适应的规格（数据传输效率高、数据传输可靠性高等）的协议栈。表5以互联网标准使用的TCP/IP模型和Bluetooth® LE模型中的协议栈为例，给出了与OSI基本参考模型之间的对应关系。TCP/IP模型和Bluetooth® LE模型中各层的说明已被省略，但您可以看到层数较少，并且省略了一些层。
此外，4G LTE和5G通信的机制是通过基站，因此其通信协议比TCP/IP和Bluetooth® LE模型更加复杂。

表4 OSI参考模型协议栈

表5 OSI参考模型、TCP/IP模型及Bluetooth® LE的协议栈