無(wú)線根據(jù)國(guó)際上所采用的通信技術(shù)種類可將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)劃分為無(wú)線廣域網(wǎng)(WWAN)、無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)、低速率無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(LR-WPAN)。以下是對(duì)各類網(wǎng)絡(luò)各自常見和常用的通信技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

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一、無(wú)線廣域網(wǎng)(WWAN)

無(wú)線廣域網(wǎng)WWAN(Wireless Wide Area Networks)主要是為了滿足超出一個(gè)城市范圍的信息交流和網(wǎng)際接入需求，讓用戶可以和在遙遠(yuǎn)地方的公眾或私人網(wǎng)絡(luò)建立無(wú)線連接。在無(wú)線廣域網(wǎng)的通信中一般要用到GSM、GPRS、GPS、CDMA和3G等通信技術(shù)。

1.GSM

GSM是Global System for Mobile Communications的縮寫，意為全球移動(dòng)通信系統(tǒng)，是世界上應(yīng)用的主要蜂窩系統(tǒng)之一。20世紀(jì)80年代，GSM開始興起于歐洲，1991年在芬蘭正式投入使用，到1997年底，已經(jīng)在100多個(gè)國(guó)家實(shí)施運(yùn)營(yíng)。其發(fā)展之迅速，從實(shí)際意義上來(lái)講已成為歐洲和亞洲的標(biāo)準(zhǔn)。到2004年，在全世界的183個(gè)國(guó)家已經(jīng)建立了540多個(gè)GSM通信網(wǎng)絡(luò)。GSM是基于窄帶時(shí)分多址(TDMA)制式，允許在一個(gè)射頻同時(shí)進(jìn)行8組通話。GSM系統(tǒng)包括GSM900MHz、GSM1800MHz及GSM1900MHz等幾個(gè)頻段。由于GSM系統(tǒng)的容量是有限的，在網(wǎng)絡(luò)用戶過載時(shí)，就只能通過構(gòu)建更多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施來(lái)滿足用戶需求。但是GSM在其他方面性能優(yōu)異，其除了提供標(biāo)準(zhǔn)化的列表和信令系統(tǒng)外，還提供了一些智能的業(yè)務(wù)，比如全球漫游功能等。GSM系統(tǒng)具有通話質(zhì)量高，通話死角少，穩(wěn)定性強(qiáng)，不易受外界干擾，采用SIM卡其防盜能力佳，網(wǎng)絡(luò)容量大，號(hào)碼資源豐富，信息靈敏，GSM設(shè)備功耗低等重要特點(diǎn)，因而直到現(xiàn)在，GSM在移動(dòng)通信市場(chǎng)中仍然占有很大份額。

2.GPRS

GPRS是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(General Packet Radio System)的縮寫，是歐洲電信協(xié)會(huì)GSM系統(tǒng)中有關(guān)分組數(shù)據(jù)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。GPRS是在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上開通的一種新的分組數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，它和GSM一樣采用TDMA方式傳輸語(yǔ)音，但是采用分組的方式傳輸數(shù)據(jù)。GPRS提供端到端的、廣域的無(wú)線IP連接及高達(dá)115.2kbps的空中接口傳輸速率。

GPRS采用了分組交換技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)若干移動(dòng)用戶同時(shí)共享一個(gè)無(wú)線信道或一個(gè)移動(dòng)用戶可使用多個(gè)無(wú)線信道。當(dāng)用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)則占用信道，無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)則把信道資源讓出來(lái)，這樣不僅極大地提高了無(wú)線頻帶資源的利用率，同時(shí)也提供了靈活的差錯(cuò)控制和流量控制，正因如此，GPRS是按傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量來(lái)收費(fèi)的，即按流量收費(fèi)，而不是按時(shí)間來(lái)計(jì)費(fèi)的。

GPRS采用信道捆綁和增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)高速接入，它可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)載頻或8個(gè)信道中實(shí)現(xiàn)捆綁，每個(gè)信道的傳輸速率為14.4kbps，在這種情況下，8個(gè)信道同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，GPRS方式最高速率可達(dá)115.2kbps。如果GPRS通過數(shù)據(jù)速率改進(jìn)，將每個(gè)信道的速率提高到48kbps，那么其速率高達(dá)384kbps，對(duì)于這樣的高速率，可以完成更多的業(yè)務(wù)，比如網(wǎng)頁(yè)瀏覽、收/電子郵件等。

GPRS還具有數(shù)據(jù)傳輸與語(yǔ)音傳輸可同時(shí)進(jìn)行并自如切換等特點(diǎn)?？傊?，相對(duì)于原來(lái)GSM以撥號(hào)接入的電路數(shù)據(jù)傳送方式，GPRS是分組交換技術(shù)，具有實(shí)時(shí)在線、高速傳輸、流量計(jì)費(fèi)和自如切換等優(yōu)點(diǎn)，它能全面提升移動(dòng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)。因而，GPRS技術(shù)廣泛地應(yīng)用于多媒體、交通工具的定位、電子商務(wù)、智能數(shù)據(jù)和語(yǔ)音、基于網(wǎng)絡(luò)的多用戶游戲等方面。

3.CDMA

CDMA是Code Division Multiple Access的縮寫，全稱為碼分多址，它是在數(shù)字技術(shù)的分支——擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的一種嶄新而成熟的無(wú)線通信技術(shù)。CDMA是最早由美國(guó)高通公司研制出來(lái)用于商業(yè)的。CDMA研制出來(lái)時(shí)，正值GSM統(tǒng)領(lǐng)移動(dòng)通信市場(chǎng)的時(shí)候，因此，幾乎沒有一個(gè)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商敢使用它。最后是在20世紀(jì)90年代初，韓國(guó)政府致力于尋找發(fā)展本國(guó)電子制造業(yè)的機(jī)會(huì)，即使發(fā)現(xiàn)歐洲幾乎已經(jīng)壟斷了GSM市場(chǎng)之后，還是果斷地決定發(fā)展CDMA，CDMA從那時(shí)開始發(fā)展起來(lái)。

CDMA具有頻譜利用率高、語(yǔ)音質(zhì)量好、保密性強(qiáng)、掉話率低、電磁輻射小、系統(tǒng)容量大、覆蓋廣等優(yōu)點(diǎn)。CDMA能有這么多優(yōu)點(diǎn)，一方面是擴(kuò)頻通信系統(tǒng)所固有的，另一方面是因?yàn)镃DMA采用了很多的技術(shù)。CDMA系統(tǒng)是由擴(kuò)頻、多址接入、蜂窩組網(wǎng)和頻率復(fù)用等幾種技術(shù)結(jié)合而成的，因此它具有抗干擾性好、抗信號(hào)路徑衰落能力強(qiáng)、保密安全性高、同頻率可在多個(gè)小區(qū)內(nèi)重復(fù)使用，以及系統(tǒng)容量大的優(yōu)點(diǎn)。CDMA系統(tǒng)采用碼分多址技術(shù)，所有移動(dòng)用戶都占用相同帶寬和頻率，通過復(fù)用方式使得頻譜利用率很高;CDMA系統(tǒng)采用軟切換技術(shù)，這樣就完全克服了硬切換所帶來(lái)的容易掉話的缺點(diǎn)，使得掉話率降低;CDMA采用功率控制和可變速率聲碼器，使CDMA無(wú)線發(fā)射功耗低及語(yǔ)音質(zhì)量好。

CDMA具有上述的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)被越來(lái)越多的用戶所接受，使得CDMA在近些年發(fā)展迅速。目前CDMA在美國(guó)、韓國(guó)和日本等國(guó)家都占有很大一部分的市場(chǎng)，尤其在韓國(guó)CDMA用戶已達(dá)移動(dòng)通信用戶的60%，而且CDMA技術(shù)也是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)的技術(shù)基礎(chǔ)。

4.GPS

GPS即全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)。GPS是具有在海、陸、空全方位進(jìn)行實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。它是在子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它采納了子午儀系統(tǒng)的成功經(jīng)驗(yàn)，屬于美國(guó)第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。美國(guó)從20世紀(jì)70年代開始研制GPS，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成。

GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分——GPS衛(wèi)星星座;地面監(jiān)控部分——地面監(jiān)控系統(tǒng);用戶設(shè)備部分——GPS信號(hào)接收機(jī)。GPS的空間部分由24顆均勻分布在互成120°角的軌道平面內(nèi)的衛(wèi)星組成;其地面監(jiān)控部分由主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站組成，主要是負(fù)責(zé)衛(wèi)星的監(jiān)控和衛(wèi)星星歷的計(jì)算;GPS的用戶設(shè)備主要由GPS信號(hào)接收機(jī)硬件和處理軟件組成。用戶通過GPS信號(hào)接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，經(jīng)信號(hào)處理后獲得用戶位置、速度等信息，最終實(shí)現(xiàn)利用GPS進(jìn)行導(dǎo)航和定位的目的。

起初，GPS只應(yīng)用在軍事領(lǐng)域。由于GPS系統(tǒng)具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡(jiǎn)便、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)，隨著人們對(duì)GPS研究的日益深入，GPS不再像當(dāng)初那樣僅用于軍事領(lǐng)域，也應(yīng)用到民用領(lǐng)域。在測(cè)量方面，由于GPS測(cè)量精度高、操作簡(jiǎn)便、便于攜帶、全天候操作、觀測(cè)點(diǎn)之間無(wú)須通視等優(yōu)點(diǎn)，成功地應(yīng)用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、工程變形監(jiān)測(cè)、資源勘察、地球動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科，從而給測(cè)繪領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命。在交通領(lǐng)域，利用GPS技術(shù)對(duì)各種車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤、調(diào)度管理，能夠起到合理分布車輛，解決交通擁堵等問題。民航運(yùn)輸通過GPS信號(hào)接收設(shè)備，使駕駛員著陸時(shí)能準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)跑道，引導(dǎo)飛機(jī)安全進(jìn)、離場(chǎng)。在安全領(lǐng)域，可以通過GPS定位技術(shù)，迅速知道火災(zāi)、車禍等事故發(fā)生地，從而能立即展開救援行動(dòng)，大大降低了事故所帶來(lái)的損失。

基于GPS的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，伴隨著其各種產(chǎn)品的出現(xiàn)和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，GPS已經(jīng)深入到國(guó)民生產(chǎn)和日常生活的各個(gè)方面，為人們的工作和生活帶來(lái)了方便。

5.3G

3G(Third Generation)是國(guó)際電聯(lián)ITU于2000年確定的，意為“第三代移動(dòng)通信”，正式命名為IMT-2000。3G的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在考慮與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性的基礎(chǔ)上，提供比第二代系統(tǒng)更大的系統(tǒng)容量和更好的通信質(zhì)量，而且要能在全球范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)無(wú)縫漫游及為用戶提供包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)及多媒體等在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)。因而第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特征是可提供豐富多彩的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)，其傳輸速率在高速移動(dòng)環(huán)境中支持144kbps，步行慢速移動(dòng)環(huán)境中支持384kbps，靜止?fàn)顟B(tài)下支持2Mbps。

第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)是碼分多址(CDMA)。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA)的模擬調(diào)制方式，采用FDMA的系統(tǒng)具有頻譜利用率低，信令干擾語(yǔ)音業(yè)務(wù)的缺點(diǎn)。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要采用時(shí)分多址(TDMA)的數(shù)字調(diào)制方式，與第一代相比，雖然提高了系統(tǒng)容量，并采用獨(dú)立信道傳送信令，使系統(tǒng)性能大大改善，但是它的系統(tǒng)容量仍然很有限，而且越區(qū)切換性能還不完善。CDMA系統(tǒng)以其頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單、系統(tǒng)容量大、頻率復(fù)用率高、抗多徑衰落能力強(qiáng)、通話質(zhì)量好、軟容量、軟切換等特點(diǎn)顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿?，因而第三代移?dòng)通信系統(tǒng)把CDMA作為其技術(shù)基礎(chǔ)。目前，3G推薦的主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有三種，分別為WCDMA、CDMA2000及中國(guó)提出來(lái)的TD-SCDMA，雖然是三個(gè)不同的標(biāo)準(zhǔn)，但三種系統(tǒng)所使用的無(wú)線電核心頻段都在2000Hz左右。

(1) WCDMA

WCDMA的全稱為Wideband Code Division Multiple Access，它是基于GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)展出來(lái)的3G技術(shù)規(guī)范，它是歐洲提出的寬帶CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與日本提出的寬帶CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)基本相同，目前兩者正在進(jìn)一步融合。WCDMA標(biāo)準(zhǔn)提出了GSM(2G)→GPRS(2.5G)→EDGE(2.5G)→WCDMA(3G)的演進(jìn)策略。GPRS和EDGE(Enhanced DataRate for GSM Evolution，增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率的GSM演進(jìn))技術(shù)被稱為2.5代移動(dòng)通信技術(shù)。目前中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)公司正在采用這一方案向3G過渡，并已將原來(lái)的GSM網(wǎng)絡(luò)升級(jí)為GPRS網(wǎng)絡(luò)。

(2) CDMA2000

CDMA2000是由窄帶CDMA(CDMA IS95)技術(shù)發(fā)展而來(lái)的寬帶CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它是由美國(guó)主推的寬帶CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)提出了CDMA IS95(2G)→CDMA20001x(2.5G)→CDMA20003x(3G)的演進(jìn)策略。其中的CDMA20001x被稱為2.5代移動(dòng)通信技術(shù)，而CDMA20003x與CDMA20001x的主要不同之處是CDMA20003x采用了多路載波技術(shù)，通過采用三載波使帶寬得到了提高。目前中國(guó)聯(lián)通正在采用這一方案向3G過渡，并已建成了CDMA IS95網(wǎng)絡(luò)。

(3) TD-SCDMA

TD-SCDMA的全稱為Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access(時(shí)分同步CDMA)，是由中國(guó)大唐電信公司提出的3G標(biāo)準(zhǔn)。TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)提出不經(jīng)過2.5代的中間環(huán)節(jié)直接向3G過渡，對(duì)GSM系統(tǒng)向3G的升級(jí)非常適用。該標(biāo)準(zhǔn)的提出也表明了中國(guó)在移動(dòng)通信領(lǐng)域的開創(chuàng)性。目前大唐電信公司還沒有基于這一標(biāo)準(zhǔn)的可供商用的產(chǎn)品推出，但全球一半以上的設(shè)備廠商都宣布可支持該標(biāo)準(zhǔn)。

這3種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)參數(shù)和特點(diǎn)見表1-1。#p#

二、無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)

在1999年，美國(guó)電氣與電子工程師學(xué)會(huì)(Institute of Electrical and Electronic Engineers，IEEE)設(shè)立了IEEE 802.16工作組，其主要工作是建立和推進(jìn)全球統(tǒng)一的無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在IEEE 802.16工作組的努力下，近些年陸續(xù)推出了IEEE 802.16、IEEE 802.16a、IEEE802.16b、IEEE 802.16d等一系列標(biāo)準(zhǔn)。然而IEEE主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的制訂，為了使IEEE 802.16系列技術(shù)得到推廣，在2001年成立了WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波接入互通)論壇組織，因而相關(guān)無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)在市場(chǎng)上又被稱為“WiMAX技術(shù)”。

WiMAX技術(shù)的物理層和媒質(zhì)訪問控制層(MAC)技術(shù)基于IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)，可以在5.8 GHz、3.5 GHz和2.5 GHz這三個(gè)頻段上運(yùn)行。WiMAX利用無(wú)線發(fā)射塔或天線，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接。其接入速率最高達(dá)75 Mbps，勝過有線DSL技術(shù)，最大距離可達(dá)50km，覆蓋半徑達(dá)1.6km，它可以替代現(xiàn)有的有線和DSL連接方式，來(lái)提供最后1km的無(wú)線寬帶接入。因而，WiMAX可應(yīng)用于固定、簡(jiǎn)單移動(dòng)、便攜、游牧和自由移動(dòng)這五類應(yīng)用場(chǎng)景。

WiMAX論壇組織是WiMAX推廣的大力支持者，目前該組織擁有近300個(gè)成員，其中包括Alcatel、AT&T、FUJITSU、英國(guó)電信、諾基亞和英特爾等行業(yè)巨頭。WiMAX之所以能獲得如此多公司的支持和推動(dòng)，與其所具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)也是分不開的。WiMAx的技術(shù)優(yōu)勢(shì)可以簡(jiǎn)要概括為以下幾點(diǎn)。

(1) 傳輸距離遠(yuǎn)、接入速度高、應(yīng)用范圍廣

WiMAX采用正交頻分復(fù)用(Orthogonal Freguency Division Multiplexing，OFDM)技術(shù)，能有效地抗多徑干擾;同時(shí)采用自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)覆蓋范圍和傳輸速率的折中;利用自適應(yīng)功率控制，可以根據(jù)信道狀況動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)射功率。正因?yàn)橛羞@些技術(shù)，WiMAX的無(wú)線信號(hào)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km，最高接入速度達(dá)到75Mbps。由于其具有傳輸距離遠(yuǎn)、接入速度高的優(yōu)勢(shì)，其可以應(yīng)用于廣域接入、企業(yè)寬帶接入、移動(dòng)寬帶接入，以及數(shù)據(jù)回傳等幾乎所有的寬帶接入市場(chǎng)。

(2) 不存在“最后1km”的瓶頸限制，系統(tǒng)容量大

WiMAX作為一種寬帶無(wú)線接入技術(shù)，它可以將Wi-Fi熱點(diǎn)連接到互聯(lián)網(wǎng)，也可作為DSL等有線接入方式的無(wú)線擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)最后1km的寬帶接入。WiMAX可為50km區(qū)域內(nèi)的用戶提供服務(wù)，用戶只要與基站建立寬帶連接即可享受服務(wù)，因而其系統(tǒng)容量大。

(3) 提供廣泛的多媒體通信服務(wù)

由于WiMAX具有很好的可擴(kuò)展性和安全性，從而可以提供面向連接的、具有完善QoS保障的、電信級(jí)的多媒體通信服務(wù)，其提供的服務(wù)按優(yōu)先級(jí)從高到低有主動(dòng)授予服務(wù)、實(shí)時(shí)輪詢服務(wù)、非實(shí)時(shí)輪詢服務(wù)和盡力投遞服務(wù)。

(4) 安全性高

WiMAX空中接口專門在MAC層上增加了私密子層，不僅可以避免非法用戶接入，保證合法用戶順利接入，而且還提供了加密功能(比如EAP-SIM認(rèn)證)，保護(hù)用戶隱私。

當(dāng)然，WiMAX發(fā)展還面臨許多的問題，具體概括為以下幾點(diǎn)。

① 成本問題。相對(duì)于有線產(chǎn)品，成本太高，不利于普及。

② 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和頻率問題。許多國(guó)家的頻率資源緊缺，目前都還沒有分配出頻帶給WiMAX技術(shù)適用，頻率的分配直接影響系統(tǒng)的容量和規(guī)模，這決定了運(yùn)營(yíng)商的投資力度和經(jīng)營(yíng)方向。

③ 與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的相互融合問題。IEEE 802.16系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)只是規(guī)定空中接口，而對(duì)于業(yè)務(wù)、用戶的認(rèn)證等標(biāo)準(zhǔn)都沒有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)范，因而需要通過借助現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成，因此必須解決與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的相互融合問題。

總之，從技術(shù)層面講，WiMAX更適合用于城域網(wǎng)建設(shè)的“最后1km”無(wú)線接入部分，尤其對(duì)于新興的運(yùn)營(yíng)商更為合適。WiMAX技術(shù)具備傳輸距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)速率高的特點(diǎn)，配合其他設(shè)備(比如VoIP、Wi-Fi等)可提供數(shù)據(jù)、圖像和語(yǔ)音等多種較高質(zhì)量的業(yè)務(wù)服務(wù)。在有線系統(tǒng)難以覆蓋的區(qū)域和臨時(shí)通信需要的領(lǐng)域，可作為有線系統(tǒng)的補(bǔ)充，具有較大的優(yōu)勢(shì)。隨著WiMAX的大規(guī)模商用，其成本也將大幅度降低。相信在未來(lái)的無(wú)線寬帶市場(chǎng)中，尤其是專用網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)中，WiMAX將占有重要位置。

三、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)

無(wú)線局域網(wǎng)是指以無(wú)線電波、紅外線等無(wú)線媒介來(lái)代替目前有線局域網(wǎng)中的傳輸媒介(比如電纜)而構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線局域網(wǎng)內(nèi)使用的通信技術(shù)覆蓋范圍一般為半徑100m左右，也就是說差不多幾個(gè)房間或小公司的辦公室。當(dāng)然實(shí)際的覆蓋范圍受很多因素影響，比如通信區(qū)域中的高大障礙物。

IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)是IEEE制訂的無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)的物理層和媒質(zhì)訪問控制層進(jìn)行規(guī)定，其中重點(diǎn)是對(duì)媒質(zhì)訪問控制層的規(guī)定。目前該系列的標(biāo)準(zhǔn)有：IEEE802.11、IEEE 802.11b、IEEE 802.11a、IEEE 802.11g、IEEE 802.11d、IEEE 802.11e、IEEE802.11f、IEEE 802.11h、IEEE 802.11i、IEEE 802.11j等，其中每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都有其自身的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)。

下面就IEEE已經(jīng)制訂且涉及物理層的4種IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802.11、IEEE802.11a、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

1.IEEE 802.11

IEEE 802.11是最早提出的無(wú)線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)范，是IEEE于1997年6月推出的，它工作于2.4GHz的ISM頻段，物理層采用紅外、跳頻擴(kuò)頻(Frequency Hopsping SpreadSpectrum，F(xiàn)HSS)或直接序列擴(kuò)頻(Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS)技術(shù)，其數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)2Mbps，它主要應(yīng)用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶終端等的無(wú)線接入問題。使用FHSS技術(shù)時(shí)，2.4GHz頻道被劃分成75個(gè)1MHz的子頻道，當(dāng)接收方和發(fā)送方協(xié)商一個(gè)調(diào)頻的模式，數(shù)據(jù)則按照這個(gè)序列在各個(gè)子頻道上進(jìn)行傳送，每次在IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行的會(huì)話都可能采用了一種不同的跳頻模式，采用這種跳頻方式避免了兩個(gè)發(fā)送端同時(shí)采用同一個(gè)子頻段;而DSSS技術(shù)將2.4GHz的頻段劃分成14個(gè)22MHz的子頻段，數(shù)據(jù)就從14個(gè)頻段中選擇一個(gè)進(jìn)行傳送而不需要在子頻段之間跳躍。由于臨近的頻段互相重疊，在這14個(gè)子頻段中只有3個(gè)頻段是互不覆蓋的。IEEE 802.11由于數(shù)據(jù)傳輸速率上的限制，在2000年也緊跟著推出了改進(jìn)后的IEEE 802.11b。但隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，特別是IP語(yǔ)音、視頻數(shù)據(jù)流等高帶寬網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需要，IEEE 802.11b只有11Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率不能滿足實(shí)際需要。于是，傳輸速率高達(dá)54Mbps的IEEE 802.11a和IEEE802.11g也都陸續(xù)推出。

2.IEEE 802.11b

IEEE 802.11b又稱為Wi-Fi，是目前最普及、應(yīng)用最廣泛的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802.11b工作于2.4GHz頻帶，物理層支持5.5 Mbps和11 Mbps 兩個(gè)速率。IEEE 802.11b的傳輸速率會(huì)因環(huán)境干擾或傳輸距離而變化，其速率在1 Mbps、2 Mbps、5.5 Mbps、11 Mbps 之間切換，而且在1 Mbps、2 Mbps速率時(shí)與IEEE 802.11兼容。IEEE 802.11b采用了直接序列擴(kuò)頻DSSS技術(shù)，并提供數(shù)據(jù)加密，使用的是高達(dá)128位的有線等效保密協(xié)議(WiredEquivalent Privacy，WEP)。但是IEEE 802.11b和后面推出的工作在5GHz頻率上的IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)不兼容。

從工作方式上看，IEEE 802.11b的工作模式分為兩種：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式和基本模式。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式是指無(wú)線網(wǎng)卡和無(wú)線網(wǎng)卡之間的通信方式，即一臺(tái)配置了無(wú)線網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)可以與另一臺(tái)配置了無(wú)線網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，對(duì)于小規(guī)模無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)說，這是一種非常方便的互聯(lián)方案;而基本模式則是指無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充或無(wú)線和有線網(wǎng)絡(luò)并存時(shí)的通信方式，這也是IEEE 802.11b最常用的連接方式。在該工作模式下，配置了無(wú)線網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)需要通過“無(wú)線接入點(diǎn)”才能與另一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接，由接入點(diǎn)來(lái)負(fù)責(zé)頻段管理等工作。在帶寬允許的情況下，一個(gè)接入點(diǎn)最多可支持1 024個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的接入。當(dāng)無(wú)線節(jié)點(diǎn)增加時(shí)，網(wǎng)絡(luò)存取速度會(huì)隨之變慢，此時(shí)通過添加接入點(diǎn)的數(shù)量可以有效地控制和管理頻段。

IEEE 802.11b技術(shù)的成熟，使得基于該標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的成本得到很大的降低，無(wú)論家庭還是公司企業(yè)用戶，無(wú)須太多的資金投入即可組建一套完整的無(wú)線局域網(wǎng)。當(dāng)然，IEEE 802.11b并不是完美的，也有其不足之處，IEEE 802.11b最高11Mbps的傳輸速率并不能很好地滿足用戶高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，因而在要求高寬帶時(shí)，其應(yīng)用也受到限制，但是可以作為有線網(wǎng)絡(luò)的一種很好的補(bǔ)充。

3.IEEE 802.11a

IEEE 802.11a工作于5GHz頻帶，但在美國(guó)是工作于U-NII頻段，即5.15～5.25GHz、5.25～5.35GHz、5.725～5.825GHz三個(gè)頻段范圍，其物理層速率可達(dá)54 Mbps，傳輸層可達(dá)25Mbps。IEEE 802.11a的物理層還可以工作在紅外線頻段，波長(zhǎng)為850～950納米，信號(hào)傳輸距離約10m。IEEE 802.11a采用正交頻分復(fù)用(OFDM)的獨(dú)特?cái)U(kuò)頻技術(shù)，并提供25Mbps的無(wú)線ATM接口和10Mbps的以太網(wǎng)無(wú)線幀結(jié)構(gòu)接口，支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù)。IEEE 802.11a使用正交頻分復(fù)用技術(shù)來(lái)增大傳輸范圍，采用數(shù)據(jù)加密可達(dá)152位的WEP。

就技術(shù)角度而言，IEEE 802.11a與IEEE 802.11b之間的差別主要體現(xiàn)在工作頻段上。由于IEEE 802.11a工作在與IEEE 802.11b不同的5GHz頻段，避開了大量無(wú)線電子產(chǎn)品廣泛采用的2.4GHz頻段，因此其產(chǎn)品在無(wú)線通信過程中所受到的干擾大為降低，抗干擾性較IEEE 802.11b更為出色。高達(dá)54Mbps數(shù)據(jù)傳輸帶寬，是IEEE 802.11a的真正意義所在。當(dāng)IEEE 802.11b以其11Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率滿足了一般上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁(yè)、數(shù)據(jù)交換、共享外設(shè)等需求的時(shí)候，IEEE 802.11a已經(jīng)為今后無(wú)線寬帶網(wǎng)的高數(shù)據(jù)傳輸要求做好了準(zhǔn)備，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展角度來(lái)看，其競(jìng)爭(zhēng)力是不言而喻的。此外，IEEE 802.11a的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品較IEEE802.11b有著更低的功耗，這對(duì)筆記本電腦及PDA等移動(dòng)設(shè)備來(lái)說也有著重大實(shí)用價(jià)值。

然而在IEEE 802.1la的普及過程中也面臨著很多問題。首先，來(lái)自廠商方面的壓力。IEEE 802.11b已走向成熟，許多擁有IEEE 802.11b產(chǎn)品的廠商會(huì)對(duì)IEEE 802.11a都持保守態(tài)度。從目前的情況來(lái)看，由于這兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)互不兼容，不少?gòu)S商為了均衡市場(chǎng)需求，直接將其產(chǎn)品做成了“a+b”的形式，這種做法雖然解決了“兼容”問題，但也使得成本增加。其次，由于相關(guān)法律法規(guī)的限制，使得5GHz頻段無(wú)法在全球各個(gè)國(guó)家中獲得批準(zhǔn)和認(rèn)可。5GHz頻段雖然令基于IEEE802.11a的設(shè)備具有了低干擾的使用環(huán)境，但也有其不利的一面，由于太空中數(shù)以千計(jì)的人造衛(wèi)星與地面站通信也恰恰使用5GHz頻段，這樣它們之間產(chǎn)生的干擾是不可避免的。此外，歐盟也已將5GHz頻率用于其自己制訂的HiperLAN無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)。

4.IEEE 802.11g

IEEE 802.11g是對(duì)IEEE 802.11b的一種高速物理層擴(kuò)展，它也工作于2.4GHz頻帶，物理層采用直接序列擴(kuò)頻(DSSS)技術(shù)，而且它采用了OFDM技術(shù)，使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸速率最高可達(dá)54Mbps，并且與IEEE802.11b完全兼容。IEEE802.11g和IEEE802.11a的設(shè)計(jì)方式幾乎是一樣的。

IEEE 802.11g的出現(xiàn)為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)多了一種通信技術(shù)選擇，但也帶來(lái)了爭(zhēng)議，爭(zhēng)議的焦點(diǎn)是圍繞在IEEE 802.11g與IEEE 802.11a之間的。與IEEE 802.11a相同的是，IEEE802.11g也采用了OFDM技術(shù)，這是其數(shù)據(jù)傳輸能達(dá)到54Mbps的原因。然而不同的是，IEEE 802.11g的工作頻段并不是IEEE 802.11a的工作頻段5GHz，而是和IEEE 802.11b一致的2.4GHz頻段，這樣一來(lái)，使得基于IEEE 802.11b技術(shù)產(chǎn)品的用戶所擔(dān)心的兼容性問題得到了很好的解決。

從某種角度來(lái)看，IEEE 802.11b可以由IEEE 802.11a來(lái)替代，那么IEEE 802.11g的推出是否就是多余的呢?答案當(dāng)然是否定的。IEEE 802.11g除了具備高數(shù)據(jù)傳輸速率及兼容性的優(yōu)勢(shì)外，其所工作的2.4GHz頻段的信號(hào)衰減程度也不像IEEE 802.11a所在的5GHz那么嚴(yán)重，并且IEEE 802.11g還具備更優(yōu)秀的“穿透”能力，能在復(fù)雜的使用環(huán)境中具有很好的通信效果。但是IEEE 802.11g工作頻段為2.4GHz，使得IEEE 802.11g與IEEE 802.11b一樣極易受到來(lái)自微波、無(wú)線電話等設(shè)備的干擾。此外，IEEE 802.11g的信號(hào)比IEEE 802.11b的信號(hào)能夠覆蓋的范圍要小得多，用戶需要通過添置更多的無(wú)線接入點(diǎn)才能滿足原有使用面積的信號(hào)覆蓋，這或許就是IEEE 802.11g能夠具有高寬帶所付出的代價(jià)吧!

IEEE 802.11系列4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的一些特性見表1-2。#p#

四、無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)

從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成上來(lái)看，無(wú)線個(gè)域網(wǎng)WPAN(Wireless Personal Area Networks)位于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的底層，用于很小范圍內(nèi)的終端與終端之間的連接，即點(diǎn)到點(diǎn)的短距離連接。WPAN是基于計(jì)算機(jī)通信的專用網(wǎng)，工作在個(gè)人操作環(huán)境，把需要相互通信的裝置構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，且無(wú)須任何中央管理裝置及軟件。用于無(wú)線個(gè)域網(wǎng)的通信技術(shù)有很多，如藍(lán)牙、紅外、UWB、HomeRF等，下面就幾種主要的技術(shù)進(jìn)行講述。

1.藍(lán)牙(Bluetooth)

藍(lán)牙(Bluetooth)是由愛立信、英特爾、諾基亞、IBM和東芝等公司于1998年5月聯(lián)合主推的一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，它可以用于在較小的范圍內(nèi)通過無(wú)線連接的方式實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，從而在各種數(shù)字設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)靈活、安全、低功耗、低成本的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信。藍(lán)牙技術(shù)的一般有效通信范圍為10m，強(qiáng)的可以達(dá)到100m左右，其最高速率可達(dá)1Mbps。

藍(lán)牙技術(shù)運(yùn)行在全球通行的、無(wú)須申請(qǐng)?jiān)S可的2.4GHz頻段。采用GFSK調(diào)制技術(shù)，傳輸速率達(dá)1Mbps;采用FHSS擴(kuò)頻技術(shù)，把信道分成若干個(gè)長(zhǎng)為625μs的時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙交替進(jìn)行發(fā)射和接收，實(shí)現(xiàn)時(shí)分雙工。在2.402～2.480GHz頻段內(nèi)含有間隔為1MHz的79個(gè)跳頻載頻及一系列的跳頻序列，跳頻速率為1 600hops/s，每個(gè)時(shí)隙傳送一個(gè)分組數(shù)據(jù)。藍(lán)牙由于采用了時(shí)分雙工，可以防止收發(fā)信機(jī)之間的串?dāng)_;采用跳頻技術(shù)提高了設(shè)備抗干擾能力，以及提供了一定的安全保障，便于疊區(qū)組網(wǎng)。藍(lán)牙采用電路交換和分組交換技術(shù)，可獨(dú)立或同時(shí)支持異步數(shù)據(jù)信道和語(yǔ)音信道。每個(gè)同步語(yǔ)音信道數(shù)據(jù)速率為64kbps，語(yǔ)音信號(hào)編碼采用脈沖編碼調(diào)制或連續(xù)可變斜率增量調(diào)制方法。當(dāng)采用非對(duì)稱信道傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，其速率可達(dá)723.2kbps;當(dāng)采用對(duì)稱信道傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，速率最高為342.6kbps。藍(lán)牙還使用了前向糾錯(cuò)(Forward Error Correction，F(xiàn)EC)機(jī)制，從而抑制了長(zhǎng)距離鏈路的隨機(jī)噪聲。

基于藍(lán)牙技術(shù)的設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中所扮演的角色有主設(shè)備和從設(shè)備之分。主設(shè)備負(fù)責(zé)設(shè)定跳頻序列，從設(shè)備必須與主設(shè)備保持同步。主設(shè)備負(fù)責(zé)控制主從設(shè)備之間的業(yè)務(wù)傳輸時(shí)間與速率。在組網(wǎng)方式上，通過藍(lán)牙設(shè)備中的主設(shè)備與從設(shè)備可以形成一點(diǎn)到多點(diǎn)的連接，即在主設(shè)備周圍組成一個(gè)微微網(wǎng)，網(wǎng)內(nèi)任何從設(shè)備都可與主設(shè)備通信，而且這種連接無(wú)須任何復(fù)雜的軟件支持，但是一個(gè)主設(shè)備同時(shí)最多只能與網(wǎng)內(nèi)的7個(gè)從設(shè)備相連接進(jìn)行通信。同樣，在一個(gè)有效區(qū)域內(nèi)多個(gè)微微網(wǎng)通過節(jié)點(diǎn)橋接可以構(gòu)成散射網(wǎng)。

藍(lán)牙技術(shù)是一種新興的技術(shù)，其傳輸使用的功耗很低，它可以應(yīng)用到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。同時(shí)，也可以廣泛應(yīng)用于無(wú)線設(shè)備(如PDA、手機(jī)、智能電話)、圖像處理設(shè)備(照相機(jī)、打印機(jī)、掃描儀)、安全產(chǎn)品(智能卡、身份識(shí)別、票據(jù)管理、安全檢查)、消遣娛樂(藍(lán)牙耳機(jī)、MP3、游戲)、汽車產(chǎn)品(GPS、動(dòng)力系統(tǒng)、安全氣袋)、家用電器(電視機(jī)、電冰箱、電烤箱、微波爐、音響、錄像機(jī))、醫(yī)療健身、智能建筑、玩具等領(lǐng)域。如今日常生活中基于藍(lán)牙技術(shù)的手機(jī)、耳機(jī)和筆記本電腦隨處可見。

2.紅外(IrDA)

IrDA是國(guó)際紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)的英文縮寫，IrDA技術(shù)是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短距離通信的技術(shù)。IrDA技術(shù)的主要特點(diǎn)有：利用紅外傳輸數(shù)據(jù)，無(wú)須專門申請(qǐng)?zhí)囟l段的使用執(zhí)照;具有對(duì)設(shè)備體積小、功率低的特點(diǎn);由于采用點(diǎn)到點(diǎn)的連接，數(shù)據(jù)傳輸所受到的干擾較小，數(shù)據(jù)傳輸速率高，速率可達(dá)16Mbps。

由于IrDA使用紅外線作為傳播介質(zhì)。紅外線是波長(zhǎng)在0.75～1000μm之間的無(wú)線電波，是人用肉眼看不到的光線。紅外數(shù)據(jù)傳輸一般采用紅外波段內(nèi)波長(zhǎng)在0.75～25μm之間的近紅外線。紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)成立后，為保證不同廠商基于紅外技術(shù)的產(chǎn)品能獲得最佳的通信效果，規(guī)定所用紅外波長(zhǎng)在0.85～0.90μm之間，紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)相繼也制訂了很多紅外通信協(xié)議，有些注重傳輸速率，有些則注重功耗，也有二者兼顧的。

IrDA1.0標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)稱SIR(Serial Infrared，串行紅外協(xié)議)，它是基于HP-SIR開發(fā)出來(lái)的一種異步的、半雙工的紅外通信方式，它以系統(tǒng)的異步通信收發(fā)器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)為依托，通過對(duì)串行數(shù)據(jù)脈沖的波形壓縮和對(duì)所接收的光信號(hào)電脈沖的波形擴(kuò)展這一編解碼過程(3/16 EnDec)實(shí)現(xiàn)紅外數(shù)據(jù)傳輸。SIR的最高數(shù)據(jù)速率只有115.2kbps。在1996年，發(fā)布了IrDA1.1協(xié)議，簡(jiǎn)稱FIR(Fast Infrared，快速紅外協(xié)議)，采用4PPM(Pulse Position Modulation，脈沖相位調(diào)制)編譯碼機(jī)制，最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到4Mbps，同時(shí)在低速時(shí)保留1.0標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。之后，IrDA又推出了最高通信速率在16Mbps的VFIR(Very Fast Infrared)技術(shù)，并將其作為補(bǔ)充納入IrDA1.1標(biāo)準(zhǔn)之中。

IrDA標(biāo)準(zhǔn)都包括三個(gè)基本的規(guī)范和協(xié)議：紅外物理層連接規(guī)范IrPHY(Infrared PhysicalLayer Link Specification)、紅外連接訪問協(xié)議IrLAP(Infrared Link Access Protoco1)和紅外連接管理協(xié)議IrLMP(Infrared Link Management Protoco1)。IrPHY規(guī)范制訂了紅外通信硬件設(shè)計(jì)上的目標(biāo)和要求;IrLAP和IrLMP為兩個(gè)軟件層，負(fù)責(zé)對(duì)連接進(jìn)行設(shè)置、管理和維護(hù)。在IrLAP和IrLMP基礎(chǔ)上，針對(duì)一些特定的紅外通信應(yīng)用領(lǐng)域，IrDA還陸續(xù)發(fā)布了一些更高級(jí)別的紅外協(xié)議，如TinyTP、IrOBEX、IrCOMM、IrLAN、IrTran-P等。

IrDA技術(shù)缺陷主要有：

·受視距影響其傳輸距離短;

·要求通信設(shè)備的位置固定;

·其點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸連接，無(wú)法靈活地組成網(wǎng)絡(luò)等。

但是這些缺點(diǎn)并沒有給IrDA的應(yīng)用帶來(lái)致命的障礙，紅外技術(shù)已在手機(jī)和筆記本電腦等設(shè)備上得到了廣泛的應(yīng)用。

3.UWB

UWB(Ultra Wideband)技術(shù)最初是被作為軍用雷達(dá)技術(shù)開發(fā)的，它是一種不用載波，而采用時(shí)間間隔極短(小于1納秒)的脈沖進(jìn)行通信的方式，能在10m左右的范圍內(nèi)達(dá)到數(shù)百M(fèi)bps至數(shù)Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。

UWB的工作頻段為3.1～10.6GHz，作為一種時(shí)域通信技術(shù)，UWB采用超短周期脈沖對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，把信號(hào)直接按照0或1發(fā)送出去，而不使用載波，這與此前的無(wú)線通信截然不同。而且脈沖調(diào)制產(chǎn)生的信號(hào)為超寬帶信號(hào)，譜密度極低，信號(hào)的中心頻率在650MHz～5GHz之間，發(fā)送功率非常小，平均功率為亞毫瓦量級(jí)。UWB采用跳時(shí)擴(kuò)頻信號(hào)，系統(tǒng)具有較大的處理增益，在發(fā)射時(shí)將微弱的無(wú)線電脈沖信號(hào)分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲;接收時(shí)將信號(hào)能量還原出來(lái)，在解擴(kuò)過程中產(chǎn)生擴(kuò)頻增益，從而抗干擾和抗多徑的能力強(qiáng)。與CDMA系統(tǒng)相比，時(shí)域通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本相對(duì)較低。UWB技術(shù)具有上述高速率、低成本、低功耗和抗多徑能力強(qiáng)等顯著特性，而UWB最引人注目的特點(diǎn)還是其具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以應(yīng)用到家庭中的視頻超高數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用中去，解決了以前眾多無(wú)線通信技術(shù)所不能達(dá)到的高速率數(shù)據(jù)傳輸問題。

目前有關(guān)UWB的標(biāo)準(zhǔn)還沒有制訂。在UWB標(biāo)準(zhǔn)化的工作上，存在兩大技術(shù)陣營(yíng)：多頻帶正交頻分復(fù)用(MB-OFDM)和直序列碼分多址(DS-CDMA)。這兩大陣營(yíng)的代表廠商前者有德州儀器、英特爾、三星電子等，后者是美國(guó)XtremeSpectrum、FreeScale等為主的DS-CDMA聯(lián)盟。在標(biāo)準(zhǔn)的制訂中，兩個(gè)陣營(yíng)都互不妥協(xié)，目前都還沒有達(dá)成一致的方案。這兩個(gè)技術(shù)提案都有其各自的特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，最終選擇哪種方案還要綜合考慮市場(chǎng)等因素。至于這兩種技術(shù)提案的具體內(nèi)容可以查閱相關(guān)資料，在這里就不展開講述。

UWB技術(shù)在無(wú)線通信技術(shù)方面的創(chuàng)新性、利益性具有很大的潛力，不僅在軍事上有巨大應(yīng)用價(jià)值(比如雷達(dá)跟蹤、精確定位)，在商業(yè)多媒體設(shè)備、家庭數(shù)字娛樂和個(gè)人網(wǎng)絡(luò)方面也極大地提高了一般消費(fèi)者和專業(yè)人員的適應(yīng)性和滿意度。相信在軍事需求和商業(yè)市場(chǎng)的推動(dòng)下，UWB技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展和成熟起來(lái)，廣泛地應(yīng)用到眾多領(lǐng)域中去。

4.HomeRF

HomeRF是由HomeRF工作組開發(fā)的，它是在家庭區(qū)域范圍內(nèi)的計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)字通信的開放性工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為家庭用戶建立具有互操作性的音頻和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)帶來(lái)了便利。

HomeRF是IEEE 802.11與DECT(Digital Enhanced Cordless Telephony)的結(jié)合。與前面所介紹的IEEE 802.11、IEEE 802.11b、藍(lán)牙等無(wú)線通信技術(shù)一樣，HomeRF工作在開放的2.4GHz頻段，采用跳頻擴(kuò)頻(FHSS)技術(shù)，跳頻速率為50hops/s，共有75個(gè)帶寬為1 MHz的跳頻信道，室內(nèi)覆蓋范圍約45m，調(diào)制方式為恒定包絡(luò)的FSK調(diào)制，且分2FSK與4FSK兩種，采用FSK調(diào)制可以有效地抑制無(wú)線通信環(huán)境下的干擾和衰落。2FSK方式下，最高數(shù)據(jù)的傳輸速率為1Mbps;4FSK方式下，速率可達(dá)2Mbps。在新的HomeRF 2.x標(biāo)準(zhǔn)中，采用了寬帶跳頻(Wide Band Frequency Hopsping，WBFH)技術(shù)來(lái)增加跳頻帶寬，由原來(lái)的1MHz跳頻信道增加到3MHz和5MHz，跳頻的速率也提高到75hops/s，數(shù)據(jù)傳輸速率峰值達(dá)10Mbps。

HomeRF是對(duì)現(xiàn)有無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)的綜合和改進(jìn)。HomeRF把共享無(wú)線接入?yún)f(xié)議(SWAP)作為網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)指標(biāo)，當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，采用簡(jiǎn)化的IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)，沿用類似于以太網(wǎng)技術(shù)中的載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA)方式;當(dāng)進(jìn)行語(yǔ)音通信時(shí)，則采用DECT無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)，使用TDMA技術(shù)。HomeRF提供了對(duì)流媒體真正意義上的支持，其規(guī)定了高級(jí)別的優(yōu)先權(quán)并采用了帶有優(yōu)先權(quán)的重發(fā)機(jī)制，這樣就滿足了播放流媒體所需的高帶寬、低干擾、低誤碼要求。

目前HomeRF技術(shù)僅獲得了少數(shù)公司的支持，并且由于在抗干擾能力等方面與其他技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相比也存在不少缺陷，這些使得HomeRF技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展前景受到限制，又加上這一標(biāo)準(zhǔn)推出后，市場(chǎng)策略定位不準(zhǔn)、后續(xù)研發(fā)與技術(shù)升級(jí)進(jìn)展遲緩，因此，從2000年之后，HomeRF技術(shù)開始走下坡路，2001年HomeRF的普及率降至30%，逐漸喪失市場(chǎng)份額。尤其是芯片制造巨頭英特爾公司決定在其面向家庭無(wú)線網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的AnyPoint產(chǎn)品系列中增加對(duì)IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)的支持后，HomeRF的發(fā)展前景比較不樂觀。這樣看來(lái)，HomeRF很難沖出只能在家庭里應(yīng)用的限制。

5.IEEE 802.15.1

IEEE 802.15.1標(biāo)準(zhǔn)是IEEE批準(zhǔn)的用于無(wú)線個(gè)域網(wǎng)的藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它是由藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)演變而來(lái)的。該標(biāo)準(zhǔn)手2002年推出，但是在實(shí)施過程中進(jìn)行了修改，于2005年發(fā)布了它的修正版。IEEE 802.15.1主要規(guī)定了OSI模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層下的四個(gè)子層標(biāo)準(zhǔn)。

① 無(wú)線層(RF layer)：無(wú)線層實(shí)現(xiàn)在主站和從站之間發(fā)送比特流。該層的無(wú)線接口基于天線能力，其功率為0～20dBm。藍(lán)牙技術(shù)運(yùn)行在2.4 GHz頻段并且傳輸鏈路范圍從0.1～10m左右。

② 基帶層(Base band Layer)：實(shí)現(xiàn)組合電路交換和分組交換，為同步分組傳輸預(yù)留時(shí)間帶，一個(gè)分組可占1個(gè)信道、3個(gè)信道或者5個(gè)信道，每個(gè)分組以不同跳頻發(fā)送。它可以完成成幀和信道管理的功能。

③ 鏈路管理器層(Link Manager)：主要負(fù)責(zé)在藍(lán)牙設(shè)備間建立鏈路。鏈路管理器也對(duì)安全、基帶數(shù)據(jù)包大小協(xié)商、電源模式、藍(lán)牙設(shè)備的周期性控制及藍(lán)牙設(shè)備在所屬微微網(wǎng)中與主設(shè)備的連接狀態(tài)等方面進(jìn)行管理。

④ 邏輯鏈路控制和適配協(xié)議(L2CAP：Logical Link Control and Adaptation Protoco1)：提供無(wú)連接和面向連接服務(wù)的上層協(xié)議，主要是完成協(xié)議的多路復(fù)用/分用，接受上層的分組分段傳輸，在接收端進(jìn)行重組和處理服務(wù)質(zhì)量等。IEEE 802.15.1標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的4層標(biāo)準(zhǔn)在第8章的藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中將進(jìn)行較詳細(xì)的講述，在這就簡(jiǎn)單敘述一下。

IEEE 802.15.1標(biāo)準(zhǔn)的工作頻率范圍是2.4 GHz，傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的有效帶寬僅為500～700kbps之間。由于IEEE 802.15.1標(biāo)準(zhǔn)與藍(lán)牙特殊利益集團(tuán)(又名藍(lán)牙特別興趣小組)主張的藍(lán)牙1.1標(biāo)準(zhǔn)完全兼容，為人們廣泛地接受這種連接手機(jī)、計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)鋪平了道路。

6.RFID

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即無(wú)線射頻識(shí)別。RFID技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別貼有標(biāo)簽的目標(biāo)對(duì)象并讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作不需要人工干預(yù)，而且可應(yīng)用于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別處于運(yùn)動(dòng)中的目標(biāo)對(duì)象并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，工作快捷方便。

一般的RFID系統(tǒng)由天線(Antenna)、閱讀器(Reader)和標(biāo)簽(Tag)三個(gè)基本部分組成。

① 天線：它主要完成在標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號(hào)。

② 閱讀器：它是讀取(有時(shí)也可以進(jìn)行寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式。

③ 標(biāo)簽：它由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)，其位數(shù)也不同，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象，俗稱電子標(biāo)簽。目前標(biāo)簽分為有源標(biāo)簽和無(wú)源標(biāo)簽兩種。

RFID技術(shù)的基本工作原理：把標(biāo)簽放入磁場(chǎng)，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量，如果是無(wú)源標(biāo)簽，它發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息，如果是有源標(biāo)簽，它則主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)，然后閱讀器讀取信息并解碼，最后送至中心信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

目前國(guó)際上RFID的標(biāo)準(zhǔn)還不統(tǒng)一，很多公司企業(yè)都推出各自的標(biāo)準(zhǔn)，而且之間互不兼容。全球主要有兩大陣營(yíng)：歐美的Auto-ID Center與日本的Ubiquitous ID Center(UID)。前者的領(lǐng)導(dǎo)組織是美國(guó)的EPC環(huán)球協(xié)會(huì)，旗下有沃爾瑪集團(tuán)、英國(guó)Tesco等企業(yè)，同時(shí)有IBM、微軟、飛利浦、Auto-ID Lab等公司提供技術(shù)支持;后者主要由日本廠商組成。歐美的EPC標(biāo)準(zhǔn)采用860～930MHz的UHF頻段，電子標(biāo)簽的信息位數(shù)為96位，日本RFID標(biāo)準(zhǔn)采用2.45GHz和13.56MHz的頻段，其電子標(biāo)簽的信息位數(shù)為128位。

RFID技術(shù)可運(yùn)用在很多方面，其典型應(yīng)用有物流和供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)制造和裝配、航空行李處理、郵件與快運(yùn)包裹處理、文檔追蹤、圖書館管理、動(dòng)物身份標(biāo)識(shí)、運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)、門禁控制、電子門票和道路自動(dòng)收費(fèi)等。#p#

五、低速率無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(LR-WPAN)

1.IEEE 802.15.4/ZigBee

IEEE 802.15.4是為滿足低功耗、低成本的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)要求而專門開發(fā)的低速率WPAN標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802.15.4工作在ISM頻段，它定義了2.45GHz頻段和868/915 MHz頻段兩個(gè)物理層，這兩個(gè)物理層都采用直接序列擴(kuò)頻(DSSS)技術(shù)。在2.45GHz頻段有16個(gè)速率為250kbps的信道，在868 MHz頻段有1個(gè)20kbps的信道，在915MHz頻段有l(wèi)0個(gè)40kbps的信道。IEEE 802.15.4有如下優(yōu)點(diǎn)。

① 網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)：IEEE 802.15.4具有卓越的網(wǎng)絡(luò)能力，在基于IEEE 802.15.4的網(wǎng)絡(luò)中，可對(duì)多達(dá)254個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)尋址。

② 適應(yīng)性好：IEEE 802.15.4可與現(xiàn)有控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)縫集成。通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器可自動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)，采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA)方式進(jìn)行信道存取。

③ 可靠性高：IEEE 802.15.4提供全握手協(xié)議，能可靠地傳遞數(shù)據(jù)。

ZigBee建立在IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)上，并確定了可以在不同制造商之間共用的應(yīng)用協(xié)議，是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸速率、低成本的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它依據(jù)IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，可在眾多的傳感器節(jié)點(diǎn)之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。

ZigBee是建立在IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)之上的，因此ZigBee并不是完全獨(dú)有、全新的標(biāo)準(zhǔn)。它的物理層、MAC層和數(shù)據(jù)鏈路層采用了IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，但在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了完善和擴(kuò)展。其網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用支持子層和高層應(yīng)用規(guī)范由ZigBee聯(lián)盟進(jìn)行制訂?；赯igBee的網(wǎng)絡(luò)可以是一個(gè)由多達(dá)65000個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成的一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，類似現(xiàn)有的移動(dòng)通信的CDMA網(wǎng)絡(luò)或GSM網(wǎng)絡(luò)，每一個(gè)基于ZigBee的網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)類似移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基站，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，它們之間可以進(jìn)行相互通信。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從典型的75m，到擴(kuò)展后的幾百米，甚至幾千米。另外，整個(gè)基于ZigBee的網(wǎng)絡(luò)還可以與現(xiàn)有的其他各種網(wǎng)絡(luò)連接。但基于ZigBee的網(wǎng)絡(luò)主要是為自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立的，而移動(dòng)通信網(wǎng)主要是為語(yǔ)音通信而建立的?；赯igBee的網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以是監(jiān)控對(duì)象，它還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過來(lái)的數(shù)據(jù)資料，例如，傳感器連接直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。除此之外，在自己信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)，基于ZigBee的網(wǎng)絡(luò)的主設(shè)備節(jié)點(diǎn)還可以和其網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)不進(jìn)行信息轉(zhuǎn)發(fā)的孤立從設(shè)備節(jié)點(diǎn)無(wú)線連接。基于ZigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可支持多到31個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)和受控設(shè)備，每一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)和受控設(shè)備中可以有8種不同的接口方式，可以用來(lái)采集和傳輸數(shù)字量和模擬量。

ZigBee技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

① 數(shù)據(jù)傳輸速率低：只有10～250kbps的帶寬，因而它專注于低數(shù)據(jù)傳輸方面應(yīng)用。

② 功耗低、成本低：由于工作周期很短，并且在應(yīng)用中采用了休眠模式，那么收發(fā)信息功耗較低。ZigBee數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡(jiǎn)單，這大大降低了成本。

③ 網(wǎng)絡(luò)容量大：ZigBee支持星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一個(gè)基于ZigBee的網(wǎng)絡(luò)可以容納最多254個(gè)從設(shè)備和1個(gè)主設(shè)備，一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以同時(shí)存在最多100個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)。

④ 時(shí)延短：通常時(shí)延都在15～30ms之間，因此在對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的自動(dòng)控制領(lǐng)域，ZigBee有著很好的應(yīng)用和推廣。

⑤ 高安全性：ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒定功能，采用AES-128加密算法。

⑥ 有效范圍?。篫igBee的通信有效覆蓋范圍在10～75m之間，基本上能夠覆蓋普通的家庭或辦公室環(huán)境，其具體通信范圍受實(shí)際發(fā)射功率的大小和各種不同應(yīng)用模式的影響。

ZigBee主要應(yīng)用在距離短、功耗低且傳輸速率要求不高的各種電子設(shè)備之間，典型的傳輸數(shù)據(jù)類型有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)。因而它的應(yīng)用目標(biāo)主要是：工業(yè)控制(如自動(dòng)控制設(shè)備、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò))、醫(yī)護(hù)(如監(jiān)視和傳感)、家庭智能控制(如照明、水電氣計(jì)量及報(bào)警)、消費(fèi)類電子設(shè)備的遙控裝置、PC外設(shè)的無(wú)線連接等領(lǐng)域。

2.Z-Wave

Z-Wave是Z-Wave聯(lián)盟推出的一種基于射頻的、低成本、低功耗、適用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的高可靠性的無(wú)線通信技術(shù)。目前Z-Wave主要專注于家庭自動(dòng)化領(lǐng)域，主要包括照明系統(tǒng)控制、讀取儀表(水、氣、電)、家用電器功能控制、身份識(shí)別、能量管理系統(tǒng)等。

Z-Wave屬于低速率無(wú)線個(gè)域網(wǎng)通信技術(shù)，其工作頻段為908MHz ISM頻帶，其著力于窄帶寬應(yīng)用。Z-Wave的帶寬只有9.6kbps，因而它也不適合用于高數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用，由于家用自動(dòng)化系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不多，所以其9.6kbps的帶寬已經(jīng)足夠了。Z-Wave的傳輸距離為室內(nèi)大于30m，室外大于10m，但這些都只是在單段傳輸時(shí)距離的理論值，實(shí)際的傳輸距離受發(fā)射功率的大小、應(yīng)用模式及網(wǎng)絡(luò)中中繼節(jié)點(diǎn)的使用情況等因素的影響。由于Z-Wave和前面介紹的很多無(wú)線通信技術(shù)一樣工作在ISM頻段，那樣其所受到的干擾很多，但是Z-Wave通過使用冗余的傳送機(jī)制來(lái)降低干擾，利用濃縮幀格式和隨機(jī)插入算法保證在網(wǎng)內(nèi)設(shè)備之間高可靠性地進(jìn)行通信。

基于Z-Wave的網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)對(duì)等式網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)沒有中心結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)之間的地位是平等的。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)加入和離開網(wǎng)絡(luò)，而且任意節(jié)點(diǎn)的故障不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，具有很強(qiáng)的抗毀性。

總之，根據(jù)Z-Wave結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，功耗低，可靠性高，安全性高和其網(wǎng)絡(luò)易管理等特征，Z-Wave在家庭自動(dòng)化領(lǐng)域的市場(chǎng)中將會(huì)占有一席之地。

3.Insteon

Insteon是一種復(fù)雜度低，功耗低，數(shù)據(jù)傳輸速率低，成本低的雙向混合通信技術(shù)，具有即時(shí)響應(yīng)，易安裝，易使用，經(jīng)濟(jì)可靠和與X10兼容的特點(diǎn)。Insteon被稱為混合通信技術(shù)是因?yàn)樗ㄟ^電力線和無(wú)線兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)家庭設(shè)備間的互聯(lián)。Insteon網(wǎng)絡(luò)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，因而網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備的角色是對(duì)等的，都能發(fā)送報(bào)文、接收?qǐng)?bào)文及轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文，但是出于節(jié)能方面考慮，一般都不轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文。

家庭網(wǎng)絡(luò)中單獨(dú)使用電力線或ISM頻段都存在很多問題。單獨(dú)使用無(wú)線通信時(shí)，無(wú)線設(shè)備要受到其他設(shè)備的干擾且無(wú)線信號(hào)在家庭環(huán)境中有很強(qiáng)的多徑效應(yīng)。使用電力線存在相位橋接和有嚴(yán)重電流噪聲。為了解決這些問題，lnsteon通過電力線和無(wú)線構(gòu)成的雙線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，改善了單一介質(zhì)傳輸中的問題，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

Insteon網(wǎng)絡(luò)工作在131.65kHz的電力線和904MHz的ISM頻段上，采用CSMA實(shí)現(xiàn)MAC層的訪問。當(dāng)工作在131.65 kHz時(shí)，它采用BPSK調(diào)制方式，突發(fā)數(shù)據(jù)速率為13165bps，平均數(shù)據(jù)速率為2 880bps;當(dāng)工作在904MHz時(shí)，它采用FSK調(diào)制方式，無(wú)線突發(fā)數(shù)據(jù)速率為38400bps。

根據(jù)Insteon的空中接口規(guī)范，用電力線上的零交叉點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)電力線設(shè)備和無(wú)線設(shè)備全網(wǎng)同步。Insteon網(wǎng)絡(luò)中有標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文和擴(kuò)展報(bào)文兩種，其中電力線上傳輸?shù)膱?bào)文長(zhǎng)度與無(wú)線傳輸?shù)膱?bào)文長(zhǎng)度不一樣，傳輸時(shí)報(bào)文需要分割成多個(gè)分組，每個(gè)分組中需要加入額外的同步比特，且只能在1.823ms的零交叉期間(電壓零點(diǎn)前0.8ms至后1.023 ms)傳輸，每個(gè)零交叉期間傳輸?shù)?4bit，標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文和擴(kuò)展報(bào)文長(zhǎng)度分別為120bit、264bit，因此傳輸一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文需6個(gè)零交叉，最后一個(gè)為靜默期，傳輸一個(gè)擴(kuò)展報(bào)文需13個(gè)零交叉，最后兩個(gè)為靜默期。無(wú)線信道上的標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文和擴(kuò)展報(bào)文分別為112bit和224bit，需要時(shí)間為2.708ms和5.625 ms。

Insteon技術(shù)利用聯(lián)播轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，因而不需要路由機(jī)制，也不需要網(wǎng)絡(luò)中心控制器。聯(lián)播轉(zhuǎn)發(fā)為接收?qǐng)?bào)文的設(shè)備，在報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)為非零，目的地址與自己不相符的情況下，在下一個(gè)發(fā)送周期轉(zhuǎn)發(fā)該報(bào)文。聯(lián)播轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：省略路由，簡(jiǎn)化設(shè)備;提高報(bào)文傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

“簡(jiǎn)單”是Insteon的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：Insteon的安裝簡(jiǎn)單，無(wú)須網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的登記;Insteon的分組傳輸也簡(jiǎn)單，不需要網(wǎng)絡(luò)控制器，也無(wú)須路由，而且相對(duì)來(lái)說網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備越多越好。Insteon雖簡(jiǎn)單，但功能不單一，基于Insteon的設(shè)備可以通過網(wǎng)絡(luò)橋接實(shí)現(xiàn)與基于Wi-Fi、藍(lán)牙等設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)通信。除此之外，Insteon和X10相兼容，它們的信號(hào)可以在電力線上共存。這樣使得制造商們可以設(shè)計(jì)基于Insteon/X10混合模式的產(chǎn)品，而且它們可以平等地在各自的環(huán)境下運(yùn)行，同時(shí)基于X10的產(chǎn)品可以很容易地升級(jí)到Insteon，這使得市場(chǎng)上遺留下來(lái)的基于X10的產(chǎn)品不會(huì)被淘汰，深受制造商和用戶喜愛?；贗nsteon技術(shù)的特點(diǎn)，Insteon將來(lái)定會(huì)在家庭智能化中得到廣泛應(yīng)用，帶給人們既便利又豐富的家居生活。

4.HomePlug

HomePlug的全稱是Home Plug Power Line Alliance，稱為家庭插電聯(lián)盟。家庭插電聯(lián)盟由松下、英特爾、惠普、夏普等13家公司于2000年3月成立，現(xiàn)已發(fā)展成為由90家公司組成的企業(yè)聯(lián)盟，其宗旨是聯(lián)合包括應(yīng)用電子、消費(fèi)電子、軟件、硬件、零售等行業(yè)的著名公司，致力于為各種信息家電產(chǎn)品建立開放的電力線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入規(guī)范。HomePlug的目標(biāo)是只通過在安裝好的插座上插入電源插頭即可構(gòu)筑起局域網(wǎng)。通過新技術(shù)，利用普通的電力線可以傳輸互聯(lián)網(wǎng)上的資料，電話、電冰箱、攝像機(jī)、電腦及電視等家用電器將來(lái)都可以直接用電線插座就能互聯(lián)在一起。

HomePlug能在電力線上實(shí)現(xiàn)可靠的通信主要是在物理層和媒質(zhì)訪問控制子層用了適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。HomePlug在物理層采用正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)，而且是以突發(fā)模式而不是以連續(xù)模式來(lái)使用OFDM的。OFDM是一種多載波調(diào)制技術(shù)，它可以提高電力線網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量。此外，HomePlug還利用交錯(cuò)連接的Viterbi和Reed Solomon FEC處理有效負(fù)荷數(shù)據(jù)，用Turbo Product編碼(TPC)處理敏感控制數(shù)據(jù)字段。

HomePlug的媒質(zhì)訪問控制協(xié)議采用的是載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA)的變體，其增添了支持優(yōu)先級(jí)，提供公平性并允許對(duì)等待時(shí)間控制的新特性。采用CSMA/CA，物理層也就可以支持突發(fā)傳輸和接收，也就是說，每個(gè)客戶只在有數(shù)據(jù)要發(fā)送的時(shí)候才啟用發(fā)射機(jī)，數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束，就立即關(guān)閉發(fā)射機(jī)，同時(shí)發(fā)射機(jī)回復(fù)到接收模式。

目前，HomePlug聯(lián)盟推出的HomePlug 1.0標(biāo)準(zhǔn)支持達(dá)到通過在10BaseT上的文件傳輸速率，理論上的最大數(shù)據(jù)傳輸率為13Mbps，不過由于該標(biāo)準(zhǔn)將一部分帶寬用于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議任務(wù)，因此實(shí)際最大吞吐率約為8.2Mbps。在參與HomePlug 1.0標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的家庭中，標(biāo)準(zhǔn)能夠適合98%的家庭電氣插座，80%以上的家庭平均吞吐率約為5Mbps，這個(gè)測(cè)試結(jié)果打消了人們對(duì)電力線聯(lián)網(wǎng)可行性的顧慮?？上攵瑢?lái)會(huì)有許多廠商會(huì)生產(chǎn)支持HomePlug標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，用戶可以用同一條電線既聯(lián)網(wǎng)又供電，這使得該技術(shù)得到推廣。