有關(guān)無線通信的歷史

1、n無線通信的歷史無線通信的歷史 中國古代中國古代 烽火臺烽火臺 1865年，麥克斯韋（年，麥克斯韋（J. C. Maxwell）建立了著）建立了著名的電、磁、光現(xiàn)象相統(tǒng)一的麥克斯韋方程名的電、磁、光現(xiàn)象相統(tǒng)一的麥克斯韋方程 1887年，赫茲（年，赫茲（H. R. Hertz）首次證明了在數(shù)）首次證明了在數(shù)米遠(yuǎn)兩點(diǎn)之間可以發(fā)射和檢測電磁波米遠(yuǎn)兩點(diǎn)之間可以發(fā)射和檢測電磁波 ； 1895年年5月月7日，波波夫在俄國彼得堡的物理化日，波波夫在俄國彼得堡的物理化學(xué)分會上，宣讀了關(guān)于學(xué)分會上，宣讀了關(guān)于“金屬屑與電振蕩的關(guān)金屬屑與電振蕩的關(guān)系系”的論文，并當(dāng)眾展示了他發(fā)明的無線電接的論文，并當(dāng)眾展示了他發(fā)

2、明的無線電接收機(jī)。收機(jī)。 無線通信的歷史無線通信的歷史 1895年，馬可尼年，馬可尼(G. M. Marconi) 成功地進(jìn)行了約成功地進(jìn)行了約3公公里的無線電通信；里的無線電通信；1897年，馬可尼赴英國發(fā)展，獲得科年，馬可尼赴英國發(fā)展，獲得科學(xué)界和實業(yè)界的重視和支持，取得了專利。學(xué)界和實業(yè)界的重視和支持，取得了專利。1897年，馬年，馬可尼建議了世界上第一家無線電器材公司可尼建議了世界上第一家無線電器材公司-馬可尼公司。馬可尼公司。1901年，他在英格蘭和紐芬蘭之間進(jìn)行了橫跨大西洋的年，他在英格蘭和紐芬蘭之間進(jìn)行了橫跨大西洋的莫爾斯電報碼發(fā)射和接收試驗，通信距離超過莫爾斯電報碼發(fā)射和接收試

3、驗，通信距離超過3000公里；公里；馬可尼的貢獻(xiàn)貫穿在無線電、電視、移動電話、衛(wèi)星通信馬可尼的貢獻(xiàn)貫穿在無線電、電視、移動電話、衛(wèi)星通信等廣泛領(lǐng)域。等廣泛領(lǐng)域。1909年獲得諾貝爾物理學(xué)獎。年獲得諾貝爾物理學(xué)獎。 多徑效應(yīng)：多徑效應(yīng)： 由于多徑傳播，造成多徑信號的幅度、相位和到由于多徑傳播，造成多徑信號的幅度、相位和到達(dá)時間不同，它們相互疊加會產(chǎn)生電平衰退達(dá)時間不同，它們相互疊加會產(chǎn)生電平衰退(fading)和時延擴(kuò)展，產(chǎn)生附加的調(diào)頻噪聲，出現(xiàn)和時延擴(kuò)展，產(chǎn)生附加的調(diào)頻噪聲，出現(xiàn)接收信號失真。接收信號失真。移動臺直射波直射波反射波反射波反射體反射體散射波散射波散射體散射體基站移動臺 陰影衰退：

4、陰影衰退： 由地形、地物、氣象等原因?qū)﹄姶挪ǖ恼诒我穑纱擞傻匦?、地物、氣象等原因?qū)﹄姶挪ǖ恼诒我?，由此引起的衰退為慢衰退。引起的衰退為慢衰退?例如，當(dāng)移動用戶穿過不同高度建例如，當(dāng)移動用戶穿過不同高度建筑物、十字路口，接收到的信號平均功率發(fā)生變化，且是筑物、十字路口，接收到的信號平均功率發(fā)生變化，且是緩慢的變化。緩慢的變化。 快衰退和慢衰退隨著移動臺的移動而產(chǎn)生變化，這二者構(gòu)快衰退和慢衰退隨著移動臺的移動而產(chǎn)生變化，這二者構(gòu)成移動通信接收信號不穩(wěn)定的因素。成移動通信接收信號不穩(wěn)定的因素。 基站障礙物障礙物 多普勒（多普勒（Doppler）效應(yīng)：）效應(yīng)： 由于移動臺與基站的相對運(yùn)動引起接

5、收信號的由于移動臺與基站的相對運(yùn)動引起接收信號的附加頻率變化，距離越近，附加頻率越高。附加頻率變化，距離越近，附加頻率越高。 cosvfd 移動臺移動臺基站基站全范圍無線電頻譜圖 極低頻（ELF) 軍事潛艇通信 甚低頻（VLF) 導(dǎo)航、聲納、航空 低頻（LF) 航海與航空導(dǎo)航信標(biāo)、航空導(dǎo)航 中頻（MF) 中波廣播、航海與航空導(dǎo)航信標(biāo) 高頻（HF) 短波廣播、業(yè)余無線電甚高頻（VHF) 電視與調(diào)頻廣播、無線尋呼、地面移動通信 超高頻（UHF) 電視與調(diào)頻廣播、無繩電話、個人無線電 特高頻（SHF) 微波鏈路、衛(wèi)星通信 極高頻（EHF) 雷達(dá)、射電天文學(xué) 微米波 遠(yuǎn)程探測、激光通信、光空間通信 紅

6、外光 300kHz30MHz3000MHz300GHz3kHz頻率 兩次世界大戰(zhàn)強(qiáng)烈地刺激了無線通信技術(shù)的發(fā)展兩次世界大戰(zhàn)強(qiáng)烈地刺激了無線通信技術(shù)的發(fā)展 1946年，首次開通公眾移動服務(wù)系統(tǒng)年，首次開通公眾移動服務(wù)系統(tǒng), 主要用于大眾安全主要用于大眾安全部門，如警察和消防部隊，并逐漸向民間過渡。部門，如警察和消防部隊，并逐漸向民間過渡。 正因為一個頻譜只能為一對講話者使用，頻譜成為稀有資正因為一個頻譜只能為一對講話者使用，頻譜成為稀有資源，日趨緊張。世界無線電管理委員會源，日趨緊張。世界無線電管理委員會(WRC)提出頻譜分提出頻譜分配法；配法； 軍事戰(zhàn)爭：無線電臺軍事戰(zhàn)爭：無線電臺 短波通信短

7、波通信 長波通信長波通信 1870年，丹麥大北電報局途徑俄國、日本在中國建立第一年，丹麥大北電報局途徑俄國、日本在中國建立第一條電報線，條電報線，1882年中國第一個電報局建立（李鴻章的業(yè)務(wù)年中國第一個電報局建立（李鴻章的業(yè)務(wù)運(yùn)動）。運(yùn)動）。100年以后的年以后的1982年，我國電話才年，我國電話才234萬部，電萬部，電話線話線2.3條條/1000人。到人。到2006年，我國固定和移動電話均年，我國固定和移動電話均超過超過4億臺，普及率超過億臺，普及率超過30。無線/移動通信的發(fā)展無線/移動通信的發(fā)展 蜂窩（Celluar）概念：將通信的區(qū)域按蜂窩形狀分的區(qū)域按蜂窩形狀分成若干小區(qū)，兩個小區(qū)間

8、只要相隔一段距離, 無線載頻就可重復(fù)使用。 頻率復(fù)用(頻分多址), 無線頻譜盡可能在不同的地理位置上重復(fù)使用，每個小區(qū)由所對應(yīng)的基站來服務(wù) 。 1946年，美國 AT&T貝爾實驗室首先提出這一設(shè)想，模擬蜂窩系統(tǒng)于1970年開發(fā)成功，1979年第一個蜂窩系統(tǒng)稱之為先進(jìn)移動電話業(yè)務(wù)的AMPS在芝加哥建成，表示真正民用付諸實現(xiàn)，20世紀(jì)80年代模擬蜂窩系統(tǒng)在很多國家建立起來（如日：HCMTS、北歐：NMT、法：TACS、德C450）大大推動了移動通信的發(fā)展。 蜂窩系統(tǒng)的三個基本參量：高容量、小區(qū)和頻率復(fù)用； 越區(qū)切換， 位置管理為蜂窩系統(tǒng)所獨(dú)有，較其他移動通信系統(tǒng)復(fù)雜不少; 采用更具有更高級的數(shù)字技

9、術(shù)與網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，信令網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)相分離的GSM被廣泛采用。 美國 1990年IS-54， 1992年IS 95-98 (CDMA) 均為雙模體制，我國采用900MHz頻段的GSM (Global Service for Mobile)體制(FDMA/TDMA)。分區(qū)1分區(qū)2圖3-4 分區(qū)覆蓋示意圖無線/移動通信的發(fā)展 1996年：年：新增的面向個人的移動用戶超過 固定用戶增長速度 2000年：年： 全球移動用戶：2 億億 全球固定用戶：8 億億 2004年：年：移動用戶達(dá)到17 億，中國3.4億 2010年：年：移動用戶達(dá)到30 億，與固定 用戶數(shù)量持平以移動蜂窩網(wǎng)用戶為例無線/移動通信的

10、發(fā)展終極目標(biāo)：終極目標(biāo)： 個人通信PCN ( Personal Communication Networks )是人類通信的最高目標(biāo)，它指使用各種可能的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)任何人(Whoever)在任何時間(Whenever)、任何地點(diǎn)(Whereever)與任何人(Whomever)進(jìn)行任何種類(Whatever)的信息交換。Anywhere, anyone, anyway, anytimeWPAN 10 mBluetoot、UWB、ZigbeeWLAN 150 m11 54 Mbps802.11a/b/e/gHiperLAN/2WMAN 5 km802.16a/d/e 70 MbpsLMDS 3

11、8 MbpsWWAN 15 km802.20 GSM, GPRS, CDMA, 2.5G, 3G無線通信網(wǎng)無線通信網(wǎng)絡(luò)分類圖絡(luò)分類圖 WPAN的核心思想是：用無線電（的核心思想是：用無線電（RF）或紅外）或紅外線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線電纜，以個人為中心實現(xiàn)信線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線電纜，以個人為中心實現(xiàn)信息終端的智能化互聯(lián)，組建個人化信息網(wǎng)絡(luò)。息終端的智能化互聯(lián)，組建個人化信息網(wǎng)絡(luò)。 從計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的角度來看，從計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的角度來看，WPAN是一個局域是一個局域網(wǎng)；從電信網(wǎng)絡(luò)的角度來看，網(wǎng)；從電信網(wǎng)絡(luò)的角度來看，WPAN是一個接是一個接入網(wǎng)。入網(wǎng)。 人們把人們把WPAN稱為電信網(wǎng)絡(luò)稱為電信網(wǎng)絡(luò)“最后一米最后一米

12、”的解決的解決方案。方案。 特征：適應(yīng)范圍、能耗、成本、用途等。特征：適應(yīng)范圍、能耗、成本、用途等。無線個人網(wǎng)（WPAN）Wired / WirelessWired / WirelessWired /WirelessWired / WirelessWired / Wireless BroadbandLocal high throughput deliveryLong range deliverywired & wireless (Backbone)數(shù)字化家居 藍(lán)牙（藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)）技術(shù) 藍(lán)牙以公元藍(lán)牙以公元10世紀(jì)一位斯堪的納維亞國王的名字命名。世紀(jì)一位斯堪的納維亞國王的名字命

13、名。發(fā)明藍(lán)牙技術(shù)的是瑞典愛立信公司。發(fā)明藍(lán)牙技術(shù)的是瑞典愛立信公司。1998年年5月，愛立信、月，愛立信、諾基亞、東芝、諾基亞、東芝、IBM和英特爾五家公司經(jīng)過磋商，聯(lián)合成立和英特爾五家公司經(jīng)過磋商，聯(lián)合成立了藍(lán)牙共同利益集團(tuán)（了藍(lán)牙共同利益集團(tuán)（Bluetooth SIG）。）。 99年年7月發(fā)布月發(fā)布Bluetooth 1.0標(biāo)準(zhǔn)。至今加盟藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)。至今加盟藍(lán)牙SIG的公司已達(dá)到的公司已達(dá)到2000多多個，藍(lán)牙具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在市場。個，藍(lán)牙具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在市場。 所謂藍(lán)牙所謂藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)，實際上是一種短距離無線電技術(shù)，實際上是一種短距離無線電技

14、術(shù)，使得現(xiàn)代一些輕易攜帶的移動通信設(shè)備和電腦設(shè)備，技術(shù)，使得現(xiàn)代一些輕易攜帶的移動通信設(shè)備和電腦設(shè)備，不必借助電纜就能聯(lián)網(wǎng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無線上因特網(wǎng)，其不必借助電纜就能聯(lián)網(wǎng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無線上因特網(wǎng)，其實際應(yīng)用范圍還可以拓展到各種家電產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品實際應(yīng)用范圍還可以拓展到各種家電產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和汽車等信息家電，組成一個巨大的無線通信網(wǎng)絡(luò)。和汽車等信息家電，組成一個巨大的無線通信網(wǎng)絡(luò)。 藍(lán)牙技術(shù)主要面向藍(lán)牙技術(shù)主要面向10m范圍內(nèi)的個人網(wǎng)絡(luò)。各類數(shù)據(jù)及語音范圍內(nèi)的個人網(wǎng)絡(luò)。各類數(shù)據(jù)及語音設(shè)備（信息家電）設(shè)備（信息家電）, 通過無線方式將它們連成一個微微網(wǎng)通過無線方式將它們連成一個微微網(wǎng)(

15、Piconet), 多個微微網(wǎng)之間也可以互連形成分布式網(wǎng)絡(luò)從而方多個微微網(wǎng)之間也可以互連形成分布式網(wǎng)絡(luò)從而方便、快速地實現(xiàn)各類設(shè)備之間的通信（數(shù)據(jù)、音頻、圖象等）。便、快速地實現(xiàn)各類設(shè)備之間的通信（數(shù)據(jù)、音頻、圖象等）。 藍(lán)牙技術(shù)是公開的無線數(shù)據(jù)和話音通信標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙技術(shù)是公開的無線數(shù)據(jù)和話音通信標(biāo)準(zhǔn)(IR傳輸和短距無傳輸和短距無線電鏈路），無線收發(fā)器集成于線電鏈路），無線收發(fā)器集成于99mm2的微芯片內(nèi)，可方便的微芯片內(nèi)，可方便地嵌入到便攜式設(shè)備中地嵌入到便攜式設(shè)備中, 從而增加設(shè)備的通信選擇性。從而增加設(shè)備的通信選擇性。 藍(lán)牙同步語音信道支持藍(lán)牙同步語音信道支持 64Kbps 數(shù)據(jù)傳輸率；數(shù)據(jù)

16、傳輸率； 非同步信道可支持：非同步信道可支持： 721Kbps， 非對稱，單向最大速率非對稱，單向最大速率 432.6Kbps，上下鏈路對稱最大速率，上下鏈路對稱最大速率藍(lán)牙（藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)）技術(shù) 藍(lán)牙應(yīng)用：藍(lán)牙應(yīng)用： 話音話音/ /數(shù)據(jù)的接入。它是將一臺計算設(shè)備通過安全的無線數(shù)據(jù)的接入。它是將一臺計算設(shè)備通過安全的無線鏈路連接到一個通信設(shè)備，完成與廣域通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。鏈路連接到一個通信設(shè)備，完成與廣域通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。 外圍設(shè)備互聯(lián)是指將各種外設(shè)通過藍(lán)牙鏈路連接到主機(jī)。外圍設(shè)備互聯(lián)是指將各種外設(shè)通過藍(lán)牙鏈路連接到主機(jī)。 個人網(wǎng)絡(luò)和信息的共享和交換。個人網(wǎng)絡(luò)和信息的共享和交換。 藍(lán)牙

17、系統(tǒng)基本特征：藍(lán)牙系統(tǒng)基本特征： (1) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)拓?fù)?(2) 交換模式交換模式 (3) 節(jié)能模式節(jié)能模式 (4) 抗干擾性能抗干擾性能 (5) 鑒權(quán)、加密鑒權(quán)、加密 (6) 話音編碼話音編碼 (7) 軟件結(jié)構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)藍(lán)牙（藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)）技術(shù) 藍(lán)牙包括核心協(xié)議藍(lán)牙包括核心協(xié)議(Core) 和簡檔（和簡檔（Profile）兩個部分。協(xié)議主）兩個部分。協(xié)議主要定義藍(lán)牙的技術(shù)細(xì)節(jié)（如串口仿真協(xié)議、邏輯鏈路控制和適要定義藍(lán)牙的技術(shù)細(xì)節(jié)（如串口仿真協(xié)議、邏輯鏈路控制和適配協(xié)議等），而簡檔定義相應(yīng)的實現(xiàn)協(xié)議棧，這樣即可為全球配協(xié)議等），而簡檔定義相應(yīng)的實現(xiàn)協(xié)議棧，這樣即可為全球兼容性

18、奠定基礎(chǔ)。兼容性奠定基礎(chǔ)。 藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)主要定義底層協(xié)議，也定義一些高層協(xié)議和相關(guān)接藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)主要定義底層協(xié)議，也定義一些高層協(xié)議和相關(guān)接口。整個協(xié)議體系結(jié)構(gòu)分為口。整個協(xié)議體系結(jié)構(gòu)分為4層：層： ( 1) 核心協(xié)議層（鏈路管理協(xié)議核心協(xié)議層（鏈路管理協(xié)議LMP、藍(lán)牙邏輯鏈路控制與適配協(xié)議、藍(lán)牙邏輯鏈路控制與適配協(xié)議 L2CAP、服務(wù)檢測協(xié)議、服務(wù)檢測協(xié)議SDP） ( 2) 線纜替代協(xié)議層線纜替代協(xié)議層 （RFCOMM） ( 3) 電話控制協(xié)議層（電話控制協(xié)議層（TCB, BIN/AT） ( 4) 其它協(xié)議層（與其它協(xié)議層（與Internet應(yīng)用相關(guān)的高層協(xié)議，如應(yīng)用相關(guān)的高層協(xié)議，如PPP、UDP

19、/TCP/IP、 OBEX/vCard/vCal、IrMC、E-mail、WAP等等 )藍(lán)牙（藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)）技術(shù)藍(lán)牙協(xié)議棧圖藍(lán)牙協(xié)議棧圖 藍(lán)牙無線電規(guī)范 調(diào)制調(diào)制: GFSK數(shù)據(jù)速率（峰值）數(shù)據(jù)速率（峰值）: 4MbpsRF頻段頻段:2.4GHz, ISMRF載波載波: 23/79載波間隔載波間隔: 1傳輸功率傳輸功率: 0.1w微微網(wǎng)接入微微網(wǎng)接入: FH-TDD-TDMA頻跳率頻跳率:1600分布式網(wǎng)絡(luò)的接入分布式網(wǎng)絡(luò)的接入: FH-CDMA藍(lán)牙（藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)）技術(shù) 跳頻的時分雙工（跳頻的時分雙工（FH-TDD-TDMA）藍(lán)牙（藍(lán)牙（Bluetooth）

20、技術(shù)）技術(shù)q 從應(yīng)用的角度，它與日前廣泛應(yīng)用于微波通信中一點(diǎn)多從應(yīng)用的角度，它與日前廣泛應(yīng)用于微波通信中一點(diǎn)多址技術(shù)十分相似，很容易穿透障礙物，實現(xiàn)全方位的語音與址技術(shù)十分相似，很容易穿透障礙物，實現(xiàn)全方位的語音與數(shù)據(jù)傳輸，非視距通信。藍(lán)牙也使用數(shù)據(jù)傳輸，非視距通信。藍(lán)牙也使用2.4GHz頻段，采用跳頻段，采用跳頻擴(kuò)頻技術(shù)。對應(yīng)于單時隙分組，藍(lán)牙的跳頻速率為頻擴(kuò)頻技術(shù)。對應(yīng)于單時隙分組，藍(lán)牙的跳頻速率為1600跳跳/秒；對應(yīng)于時隙包，跳頻速率有所降低；由于使用較高的秒；對應(yīng)于時隙包，跳頻速率有所降低；由于使用較高的跳頻速率，使其抗干擾能力較高。在發(fā)射帶寬為跳頻速率，使其抗干擾能力較高。在發(fā)射帶

21、寬為1MHz時，時，其有效數(shù)據(jù)速率為其有效數(shù)據(jù)速率為721kbps。q 鏈路層和應(yīng)用層進(jìn)行安全管理。在鏈路層中，它提供了鏈路層和應(yīng)用層進(jìn)行安全管理。在鏈路層中，它提供了認(rèn)證、加密和密鑰管理等功能，每個用戶都有一個個人標(biāo)識認(rèn)證、加密和密鑰管理等功能，每個用戶都有一個個人標(biāo)識碼（碼（PIN），被譯成），被譯成128bit鏈路密鑰來進(jìn)行單雙向認(rèn)證。藍(lán)鏈路密鑰來進(jìn)行單雙向認(rèn)證。藍(lán)牙設(shè)備還有牙設(shè)備還有ID標(biāo)識。標(biāo)識。藍(lán)牙（藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)）技術(shù)藍(lán)牙安全性：藍(lán)牙安全性：q 物理層：物理層：藍(lán)牙跳頻速度達(dá)藍(lán)牙跳頻速度達(dá)1600 1600 跳跳/s/s，屬快速跳頻，加上，屬快速跳頻，加上通信的短

22、距離的特性，提供一定程度的物理層的安全特性。通信的短距離的特性，提供一定程度的物理層的安全特性。q 鏈路層：鏈路層：藍(lán)牙鏈路級的安全特性在藍(lán)牙鏈路級的安全特性在L2CAPL2CAP協(xié)議中完成。基協(xié)議中完成?；阪溌访荑€的概念，密鑰為于鏈路密鑰的概念，密鑰為128128比特長的隨和序列。藍(lán)牙設(shè)比特長的隨和序列。藍(lán)牙設(shè)備在每次建鏈時都要核對密鑰，通信時該密鑰將用于鑒權(quán)和備在每次建鏈時都要核對密鑰，通信時該密鑰將用于鑒權(quán)和加密。加密。q 業(yè)務(wù)級：采用了安全管理器的概念，安全管理器可以對業(yè)務(wù)級：采用了安全管理器的概念，安全管理器可以對每一個設(shè)備和服務(wù)指定信任等級和訪問極限，滿足藍(lán)牙設(shè)備每一個設(shè)備和服務(wù)

23、指定信任等級和訪問極限，滿足藍(lán)牙設(shè)備和服務(wù)的安全接入。和服務(wù)的安全接入。藍(lán)牙（藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)）技術(shù)q ZigBee是一種新興的低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低是一種新興的低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)（成本的無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)（IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)），主要用于標(biāo)準(zhǔn)），主要用于近距離無線連接，類似藍(lán)牙。近距離無線連接，類似藍(lán)牙。q ZigBee適合于承載數(shù)據(jù)流量較小的業(yè)務(wù)，如遙控、傳感器適合于承載數(shù)據(jù)流量較小的業(yè)務(wù)，如遙控、傳感器等，滿足工業(yè)控制、消費(fèi)性電子設(shè)備、汽車自動化、農(nóng)業(yè)和等，滿足工業(yè)控制、消費(fèi)性電子設(shè)備、汽車自動化、農(nóng)業(yè)和醫(yī)用設(shè)備控制等領(lǐng)

24、域的特定需求。例如，在無線傳感器環(huán)境醫(yī)用設(shè)備控制等領(lǐng)域的特定需求。例如，在無線傳感器環(huán)境中眾多傳感器之間相互協(xié)調(diào)實現(xiàn)通信，只需要很少的能量，中眾多傳感器之間相互協(xié)調(diào)實現(xiàn)通信，只需要很少的能量，以接力的方式將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器。以接力的方式將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器。q ZigBee標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩個物理層：一個與藍(lán)牙一樣，也采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩個物理層：一個與藍(lán)牙一樣，也采用2.4 GHz波段及跳頻技術(shù)；另一個波段及跳頻技術(shù)；另一個868/915MHz直接序列擴(kuò)頻直接序列擴(kuò)頻（相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳送率為（相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳送率為2040Kbps）。 ZigBee技術(shù)技術(shù)q 功耗低功耗低在待機(jī)模

25、式下，兩節(jié)在待機(jī)模式下，兩節(jié)5號電池可用半年號電池可用半年2年；年；q 速率低基本速率是速率低基本速率是250 kb/s；當(dāng)降低到；當(dāng)降低到28kb/s時，傳輸范時，傳輸范圍可擴(kuò)大到圍可擴(kuò)大到134 米，并獲得更高的可靠性；米，并獲得更高的可靠性；q 成本低成本低Zigbee數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，又無專利費(fèi)，數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，又無專利費(fèi)，所以成本大為降低；所以成本大為降低； q 網(wǎng)絡(luò)容量大網(wǎng)絡(luò)容量大每個每個Zigbee網(wǎng)絡(luò)最多可支持網(wǎng)絡(luò)最多可支持255個設(shè)備；個設(shè)備； q 時延短時延短通常時延為通常時延為1530毫秒；毫秒；q 安全性安全性Zigbee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能

26、，加密提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，加密算法采用算法采用AES-128； q 有效覆蓋范圍有效覆蓋范圍1075米之間，具體依據(jù)實際發(fā)射功率大小米之間，具體依據(jù)實際發(fā)射功率大小和各種不同應(yīng)用模式而定，能夠覆蓋普通家庭或辦公室環(huán)境。和各種不同應(yīng)用模式而定，能夠覆蓋普通家庭或辦公室環(huán)境。 ZigBee技術(shù)技術(shù)根據(jù)根據(jù)ZigBee聯(lián)盟的觀點(diǎn)，聯(lián)盟的觀點(diǎn)，ZigBee家庭應(yīng)用如下：家庭應(yīng)用如下： （1）空調(diào)系統(tǒng)的溫度控制器）空調(diào)系統(tǒng)的溫度控制器, 燈光、窗簾的自動控制；燈光、窗簾的自動控制； （2）老年人與行動不便者的緊急呼叫器；）老年人與行動不便者的緊急呼叫器； （3）電視與音響的萬用遙控器）電視與

27、音響的萬用遙控器, 無線鍵盤、鼠標(biāo)、玩具等；無線鍵盤、鼠標(biāo)、玩具等； （4）煙霧偵測器；）煙霧偵測器； （5）智慧型標(biāo)簽。）智慧型標(biāo)簽。 ZigBee技術(shù)技術(shù)IEEE 802.11a 譜系譜系 802.11g，工作于2.4GHz，與802.11b兼容，最高速率54Mbps。 802.11c為MAC/LLC增強(qiáng)；801.11d對應(yīng)802.11b版本，適應(yīng)不能使用2.4GHz國家和地區(qū)； 802.11e則是一個瞄準(zhǔn)擴(kuò)展QoS標(biāo)準(zhǔn)，其分布式控制模式可提供穩(wěn)定合理的服務(wù)質(zhì)量，而集中控制模式可靈活支持多種服務(wù)質(zhì)量策略； 802.11f用于改善802.11協(xié)議的切換機(jī)制，使用戶能在不同無線信道或接入設(shè)備點(diǎn)

28、間可漫游； 802.11h可用于達(dá)到比802.11a更好地控制發(fā)信功率和選擇無線信道，而與802.11e一道可適應(yīng)歐洲的更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)； 802.11i及802.1x主要著重于安全性，802.11i能支持鑒權(quán)和加密算法的多種框架協(xié)議，802.1x的核心為具有可擴(kuò)展認(rèn)證協(xié)議EAP，可對以太網(wǎng)端口鑒權(quán)； 802.11j的作用是解決802.11a與歐洲HiperLAN/2網(wǎng)絡(luò)的互連互通； 802.11/WNG解決IEEE802.11與歐洲ETSI的BRAN-HiperLAN及日本ARAB-HiSWAN統(tǒng)一建成全球一致的WLAN公共接口； 802.11n已將速率增強(qiáng)至108320Mbps；并進(jìn)一步改進(jìn)其

29、管理開銷及效率； 802.11/HT，以進(jìn)一步增強(qiáng)802.11的傳輸能力，取得更高的吞吐量； 802.11Plus 藍(lán)牙技術(shù)主要面向近距離信息設(shè)備如手機(jī)、電器設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)以及PC等的連接, 1Mbps的速率使其可以方便、快速地傳送較廣泛一類數(shù)據(jù)，如數(shù)碼相片、email、話音、文件等。 Wi-Fi技術(shù)是無線Ethernet。通過在PC內(nèi)插入PCI MCA卡，無線傳送速率可達(dá)到11Mbps，并通過Access Point接入網(wǎng)絡(luò)，并可將多個用戶連上寬帶DSL。藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù) vs Wi-Fi技術(shù)技術(shù) 藍(lán)牙的最高速率為2Mbps, 和現(xiàn)有的無線LAN相同。另一個缺點(diǎn)是：它們的傳輸距離只有幾米幾十

30、米遠(yuǎn), 而無線LAN最遠(yuǎn)可達(dá)100米。 無線LAN技術(shù)可以實現(xiàn)在有限空間內(nèi)的移動連網(wǎng)。在其性能已提升至和有線LAN同等后, 家庭用戶將更樂于接受它。對家庭用戶而言,不需要電纜連接是無線LAN最好的一個優(yōu)點(diǎn)。藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù) vs Wi-Fi技術(shù)（續(xù)）技術(shù)（續(xù)） 內(nèi)蒙太鹽集團(tuán)要求將各分公司與總部聯(lián)網(wǎng), 運(yùn)行用友財務(wù)軟件。7個點(diǎn)用有線相聯(lián), 另7個較遠(yuǎn)(5km)點(diǎn)用無線相聯(lián)。集團(tuán)總部是一個Windows NT局域網(wǎng), 采用TCP/IP協(xié)議。由于用友財務(wù)軟件要求鏈路速率較高, 因而采用朗訊公司W(wǎng)aveLAN Turbo無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品(有效速率相當(dāng)于10M以太網(wǎng))。 無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計既要考慮通信速率,

31、又要最大限度地節(jié)省投資, 因此系統(tǒng)設(shè)計成一點(diǎn)對多點(diǎn)的方式, 總部用了一臺WavePOINT-(無線網(wǎng)橋), 并用全向天線加一增益放大器與遠(yuǎn)端7個點(diǎn)相聯(lián), 遠(yuǎn)端6臺工作站分別用WaveLAN Turbo/ISA(無線網(wǎng)卡)并以定向天線對總部, 另1個點(diǎn)用WaveLAN/EC(無線外接單元), 同樣以定向天線對總部。 定向天線全部采用了高增益柵狀天線, 這種天線可以抗強(qiáng)風(fēng)。有的設(shè)備離天線較遠(yuǎn), 電纜較長, 故采用了低損耗微波電纜, 整個系統(tǒng)實現(xiàn)了高速率低費(fèi)用的目標(biāo)。無線無線LAN實例實例無線局域網(wǎng)的歐洲標(biāo)準(zhǔn)-HIPERLANEuropean Telecom Standards Institute（

32、ETSI）提出HIPERLAN (HIgh PErformance Radio Local Area Network) 特點(diǎn)如下： 工作頻段在5.125.30 GHz和17.117.3 GHz； 采用窄帶GMSK調(diào)制，支持的物理層傳輸速率為23.5Mbps /23.5MHz帶寬； 接入?yún)f(xié)議采用CSMA/CA； 主要支持點(diǎn)到點(diǎn)傳輸； 具有節(jié)能管理。 無線無線LAN的安全性的安全性 IEEE 802.11產(chǎn)品的安全機(jī)制以WEP（Wired Equivalent Protection）的安全機(jī)制為主，在安裝無線網(wǎng)絡(luò)后即可手動設(shè)置接入密碼，當(dāng)Access Point中設(shè)定使用WEP加密認(rèn)證后，我們就可

33、以將不知道密碼的用戶排除在無線網(wǎng)絡(luò)之外。但該加密技術(shù)有瑕疵，無線網(wǎng)絡(luò)的密碼在所有無線網(wǎng)絡(luò)終端上都相同，很容易被竊取，存在管理困擾。 無線網(wǎng)絡(luò)安全解決方案可從軟硬件兩方面著手，透過內(nèi)建軟件增加加密安全機(jī)制的關(guān)卡，或是直接在硬件設(shè)計上進(jìn)行加密處理。這兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，軟件的解決方案增加CPU的運(yùn)算負(fù)擔(dān)，但成本較低，硬件的方式則正好相反。 市場情況： 2001年無線局域網(wǎng)市場總金額達(dá)到150億美元。 Gartner認(rèn)為：2005年全球無線市場復(fù)合平均增長率將達(dá)到22%。 無線局域網(wǎng)最主要的驅(qū)動因素是帶寬需求的與日俱增，允許便攜計算機(jī)以更靈活的方式進(jìn)行Email，訪問Web內(nèi)容，不能物理布線的特定信

34、息服務(wù)類型以及其他企業(yè)應(yīng)用。 2002年，Wi-Fi (Wireless Fidelity)開始一鳴驚人，全球銷售出了1800萬個Wi-Fi AP。Intel為迅馳的市場運(yùn)作展開了高達(dá)3億美元的計劃， Wi-Fi成為新款筆記本電腦標(biāo)配。 Wi-Fi可以使相距幾英里之遙的兩個天線間發(fā)生聯(lián)系，交換數(shù)據(jù)。它的短途無線數(shù)據(jù)傳輸速度是撥號方式的200倍，但價格不比撥號貴。而與3G相比，Wi - Fi的優(yōu)勢還在于終端先行，筆記本電腦讓每個用戶都感覺使用方便。 國內(nèi)市場無線AP系列 3COM officeConnect AP 支持802.11g規(guī)范，成熟速率達(dá)到54Mbps最大傳輸距離100米； 兼容802.11b規(guī)范； 支持256位WPA加密，保障無線安全