幾種主流無線互聯(lián)技術(shù)方案

1、幾種主流的無線互聯(lián)技術(shù)方案高速無線互聯(lián)網(wǎng)將無線通信、互聯(lián)網(wǎng)、計算機、微電子、軟件、安全加密等多種領(lǐng)域的先進技術(shù)結(jié)合在一起，涉及設(shè)備制造、軟件產(chǎn)業(yè)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、系統(tǒng)集成和 商業(yè)服務(wù)等眾多領(lǐng)域。例如，僅以各類上網(wǎng)設(shè)備為例，就涉及手機、掌上電腦或 手提電腦、等一系列終端產(chǎn)品和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。 從網(wǎng)絡(luò)角度來看，它涉及互聯(lián) 網(wǎng)和城域網(wǎng)（）、局域網(wǎng)（）及最近提出的“無線個域網(wǎng)”（）。從應(yīng)用角度來 看，它可分為小范圍慢速移動（或相對靜止）、大信息量的區(qū)域連接和大范圍快 速移動等多種情況，后者也是第三代及更新一代移動通信系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容， 因此它和新一代移動通信系統(tǒng)又是密切相關(guān)的。高速無線互聯(lián)網(wǎng)在國際上是一個

2、正在迅速興起的領(lǐng)域。圍繞著可移動設(shè)備如何接入互聯(lián)網(wǎng)和部分固定設(shè)備如何發(fā)揮無線通信的優(yōu)勢這些基本問題， 國際上已提出 一些標準，并有許多跨國公司已經(jīng)推出或正在研制一些系統(tǒng)， 我國信息產(chǎn)業(yè)界則 正密切注視這一領(lǐng)域的發(fā)展，以期抓住這個難得的機遇。引發(fā)人們對無線互聯(lián)網(wǎng)深入研究的， 首先是無線上網(wǎng)的需求，而無線上網(wǎng)呼聲最 高的，首推各類移動終端，尤其是蜂窩網(wǎng)手機。因此，無線互聯(lián)網(wǎng)首先是與“無 線應(yīng)用協(xié)議”（）、通用分組無線業(yè)務(wù)（）、第三代移動通信等概念聯(lián)系在一起 的。是一個由無線應(yīng)用協(xié)議論壇制訂的通信協(xié)議，它的載體可為等系統(tǒng)。利用它，無線數(shù)字電話及其他無線設(shè)備用戶能夠即時交互訪問互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)。1 /

3、12協(xié)議為現(xiàn)有無線通信網(wǎng)和之間的通信架起了橋梁在現(xiàn)有電路交換模式上增加了基于分組的空中接口，引入了無線分組交換功能， 其速率可達。數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑鰪娦头Q為（），采用新的調(diào)制技術(shù)，高效利用帶寬內(nèi)合并在一起的個時隙，使數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達。目前，第三代移動通信已有多種標準，其共有特點是：更大的容量和覆蓋范圍；高的和可變的數(shù)據(jù)率；支持多種同步業(yè)務(wù)等。最有代表性的系統(tǒng)有、等。作為移動通信與互聯(lián)網(wǎng)的橋梁，將發(fā)揮不可估量的作用?，F(xiàn)在，一些大公司的網(wǎng) 站都放置了大量的有關(guān)和的資料，這種被稱為代的移動通信系統(tǒng)實際上已經(jīng)是一 種無線互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，只不過其數(shù)據(jù)傳輸速率還不夠高?；ヂ?lián)網(wǎng)和移動通信的交叉已經(jīng)呈現(xiàn)了強大的生命

4、力。 網(wǎng)上的內(nèi)容太豐富、太精彩， 而無線方式將使人們上網(wǎng)更方便，因此必將推動無線互聯(lián)網(wǎng)市場的快速發(fā)展。手 機上網(wǎng)，一方面解決了人們的部分實際需求，另一方面也催生了一種新型網(wǎng)絡(luò)概 念的誕生。通過改造原有的移動通信網(wǎng)絡(luò)使手機具有上網(wǎng)功能，也使得頻率資源和系統(tǒng)容量 的矛盾變得更加突出。寬帶和大容量這一對矛盾促使人們開發(fā)新的頻段和尋求更 有效的辦法，其中小范圍應(yīng)用具有代表性。事實上，小范圍的應(yīng)用和大范圍快速 移動情況下的應(yīng)用有著極為巨大的市場潛力， 兩者相輔相成，互為補充，對國民2 / 12經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高都具有重要意義。從某種意義上說，小范圍應(yīng)用的市場前景可能更為廣闊，因為它可以最大限

5、度地利用各種原有系統(tǒng)， 而且無 線設(shè)備的發(fā)射功率較小，有利于頻率資源的復(fù)用，系統(tǒng)的容量大，同時也減少了 人們對大功率電磁波對人體是否有危害的憂慮。從技術(shù)角度來看，小范圍應(yīng)用利用“無線電纜”（），為大量設(shè)備提供有效、廉價的無線連接。人們可以用無線的方法，方便地將計算機、外圍設(shè)備、電子設(shè)備乃至醫(yī)療設(shè)備、自動控制應(yīng)用的各種產(chǎn)品、家用電器等連接起來，形成個人網(wǎng)絡(luò)，并可與連接。其典型成果有：以無線為典型應(yīng)用的；由若干著名公司為核心的“家用無線電頻率工作組”（）提出的、以家庭應(yīng)用為主要背景的“共享無線訪問協(xié)議”（）；由等公司發(fā)起成立并提出的小范圍解決方案“藍牙系統(tǒng)”等。另外，還有紅外數(shù)據(jù)連接（）、等。這些

6、系統(tǒng)主要工作在小范圍，大多以采用跳頻技術(shù)為主要特色，工作在頻段，雖然這些標準目前還在不斷修改， 但已展現(xiàn)出強大的生命力。目前，國際上一流的通信、計算機和軟件公司一方面協(xié)作攻關(guān)，另一方面也如火如荼地展開競爭。從網(wǎng)絡(luò)的角度來看，最近提出的“無線個域網(wǎng)（）”具有特殊的吸引力。這一新概念用網(wǎng)絡(luò)理論來概括小范圍的無線應(yīng)用，成為頗受矚目的新熱點。比較而言，藍牙系統(tǒng)（）更具有代表性，它正在隨著概念的迅速推廣而蓬勃發(fā)展。事實上，藍牙系統(tǒng)和的概念相輔相成，藍牙系統(tǒng)已經(jīng)是的一個雛形。在其年月發(fā)布的的標準中，已定義了包括使用協(xié)議連接的多種應(yīng)用。它能夠使蜂窩電話系3 / 12統(tǒng)、無純通信系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)有

7、網(wǎng)絡(luò)增添新功能, 使各類計算機、 傳真機、打印機設(shè)備增添無線傳輸和組網(wǎng)功能，在家庭和辦公自動化、家庭娛樂、 電子商務(wù)、無線公文包應(yīng)用、各類數(shù)字電子設(shè)備、工業(yè)控制、智能化建筑等場合 開辟了廣闊的應(yīng)用。跳頻、和等技術(shù)的使用使得藍牙系統(tǒng)的射頻電路較為簡單， 通信協(xié)議的大部分內(nèi)容可以用專用集成電路和軟件來實現(xiàn)， 從技術(shù)上保證了藍牙 系統(tǒng)設(shè)備的高性能和低成本，因此前景極為廣闊。從最初由等公司發(fā)起，一年多 以來，藍牙系統(tǒng)已吸引了國際上近家有影響公司的參與，使它在與、等類似應(yīng)用標準的競爭中脫穎而出，發(fā)展前景更加明朗。藍牙系統(tǒng)及使人們隨身攜帶網(wǎng)絡(luò)成為可能， 預(yù)計不久國內(nèi)外將會出現(xiàn)較大的市場 需求，在若干年內(nèi)能

8、夠滿足人們的無線上網(wǎng)和其他要求。 但隨著速率的提高和的 發(fā)展，這種小范圍應(yīng)用的速率必然需要提高，目前， 的一個工作組正在制訂將 來信息速率達以上的標準。因此，將是高速無線互聯(lián)網(wǎng)的重要部分。對于大范圍應(yīng)用場合或大信息量的區(qū)域連接，目前主要是使用光纖系統(tǒng)。但在很 多場合鋪設(shè)光纖存在諸多不便，或經(jīng)濟上并不合算，因此一種被稱為“無線光纖” 的系統(tǒng)，即本地多點分布服務(wù)系統(tǒng)（）應(yīng)運而生，有望在高速無線互聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮 重要作用。是近年來逐漸發(fā)展起來的一種雙向?qū)拵Ч潭o線接入技術(shù)。目前各國為分配的頻帶寬度至少有，是一種真正的寬帶系統(tǒng)，能夠滿足用戶日益增長的帶寬需求。 它可以為用戶提供大量的新興寬帶業(yè)務(wù)，在無線互

9、聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用，可以更好地解決其4 / 12寬帶化和高速化問題，是一種名副其實的“無線光纖”。目前，許多通信設(shè)備制造廠商已經(jīng)推出或即將推出產(chǎn)品，如美國的、和等公司，加拿大的新橋網(wǎng)絡(luò)（）、北電網(wǎng)絡(luò)（），法國的，德國的等。近年來， 在世界各地也陸續(xù)建設(shè)了一些試驗系統(tǒng)， 提供各種多媒體業(yè)務(wù)，一方面對進行現(xiàn) 場測試，為產(chǎn)品的研發(fā)、完善和工程設(shè)計提供必要的數(shù)據(jù)，另一方面驗證在各種 場合下系統(tǒng)的生存能力和實用性。現(xiàn)在，雖然許多系統(tǒng)還都處于試驗階段， 有些基本的技術(shù)規(guī)范尚未達成統(tǒng)一， 但 一旦條件成熟，各項工作即可迅速展開。由于在服務(wù)方面的靈活性，營運商可以 根據(jù)實際的應(yīng)用需求確定資金投入的多少、 發(fā)展的模式，

10、逐步建設(shè)系統(tǒng)，這樣就 降低了系統(tǒng)的初期投資，為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和后期擴容提供了便利條件。許多國家已經(jīng)相繼分配了本地區(qū)的工作頻段， 同時出臺了有關(guān)運營的具體管理辦 法與技術(shù)要求。它們和美國一樣，大多采用拍賣頻譜的方法，并制定有利于新運 營商的政策法規(guī)，使其通過采用這種新技術(shù)迅速進入電信市場， 能與擁有大量基 礎(chǔ)設(shè)施的老運營商展開競爭，從而有利于電信產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。因此，在高速無線互聯(lián)網(wǎng)中，將是解決大信息量區(qū)域連接的一個有效方法， 是使 無線互聯(lián)網(wǎng)走向?qū)拵Ш透咚俚囊豁楆P(guān)鍵技術(shù)。進行技術(shù)的研究是十分有必要的， 產(chǎn)品的市場也同樣十分廣闊。5 / 12 無線互聯(lián)網(wǎng)將無線應(yīng)用技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和終端技術(shù)聯(lián)系在一起，現(xiàn)

11、有網(wǎng)絡(luò)必然要 作相應(yīng)的配合，這已引起人們的極大重視。在總體思路上，一方面應(yīng)該最大限度 地使用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，另一方面需要盡快發(fā)展先進技術(shù)。技術(shù)的核心是協(xié)議，即傳輸控制協(xié)議和網(wǎng)際協(xié)議，包括應(yīng)用、傳輸、網(wǎng)間和網(wǎng)絡(luò)接口四個層次。當能夠支持無線接入時，這時網(wǎng)絡(luò)協(xié)議又稱為“無線I P協(xié)議” 或“移動協(xié)議”。無線協(xié)議的結(jié)構(gòu)，在總體上與有線、無線計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)一致。這樣，這些 網(wǎng)絡(luò)之間的互連就比較方便，原有固定用戶設(shè)備的協(xié)議結(jié)構(gòu)不用改變或改變很少， 就可與移動設(shè)備通信，固定用戶之間通信時所用的協(xié)議則不用改變。 要達到這一 目的，需要在已有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)中增加移動性管理功能，在系統(tǒng)管理、層管理和層操作程序中添補相

12、應(yīng)的模塊，以完成對移動設(shè)備的動態(tài)尋址并實現(xiàn)透明性。由 于尋址問題一般由網(wǎng)絡(luò)層解決，故主要是對網(wǎng)絡(luò)層管理和操作進行填補。當原有 協(xié)議用面向?qū)ο蠓椒▽崿F(xiàn)時，可以比較方便地填補移動功能。為了支持無線接入，人們在網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等方面進行了較多的研究，主要 集中在以下幾個方面：移動性管理、切換管理、層對的支持、對無線環(huán)境的支持、 無線的網(wǎng)絡(luò)安全措施等。射頻電路是無線應(yīng)用最為關(guān)鍵的部分之一， 也是無線系統(tǒng)的技術(shù)瓶頸。射頻電路 的發(fā)展趨勢是，即微波集成電路。6 / 12雖然國內(nèi)外都在強調(diào)射頻電路設(shè)計和研制的重要性，但高層次射頻設(shè)計和研制的 人才培養(yǎng)周期較長，目前處于國內(nèi)外都奇缺的狀況。移動通信、多媒體通

13、信和的市場前景為全球世界所矚目，高速無線互聯(lián)網(wǎng)將它們 結(jié)合在一起，必將顯現(xiàn)出強大的生命力。在技術(shù)上，我們的方案基于“無線電纜+無線光纖”為主導(dǎo)概念并綜合各種實用 技術(shù)和先進技術(shù)，把各種移動通信設(shè)備、固定通信設(shè)備、計算機及其終端設(shè)備、 各種數(shù)字數(shù)據(jù)系統(tǒng)甚至各種家用電器，使用一種廉價的無線方法建立起它們之間 的信息傳輸，使公眾蜂窩系統(tǒng)、無純通信系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò) 增添新功能，使各類計算機、傳真機、打印機等外設(shè)乃至各種室內(nèi)電子、信息和 電器設(shè)備增添無線傳輸和組網(wǎng)的功能， 也可方便地應(yīng)用于各種電話系統(tǒng)、 無線公 文包、各類數(shù)字電子設(shè)備（如數(shù)字照相機、數(shù)字攝像機等）、個人助理（PDA）、

14、 頭戴收發(fā)設(shè)備（）、無線電子鎖、各種無線遙控器（特別是汽車防盜和遙控）、 電子商務(wù)（如電子付賬系統(tǒng)、電子登記服務(wù)等）、工業(yè)控制等領(lǐng)域。因此，應(yīng)用 空間極為廣闊，市場特別巨大，將會逐步形成一系列新興產(chǎn)業(yè)或用高新技術(shù)改造 傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟的發(fā)展和改善人民的生活水平具有極為重要的意義。另外,通過這一課題的研究和開發(fā)，能使我國在無線通信和互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)領(lǐng)域， 包括芯 片、軟件、系統(tǒng)集成等方面，縮小與國際先進水平的差距，在某些方面走在前列， 帶動全國的信息產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，擴大內(nèi)需，也具有巨大的社會效益。7 / 12 高速無線互聯(lián)網(wǎng)在國際上是一個正在發(fā)展的課題，我國正抓住機遇，以期解決關(guān) 鍵技術(shù)，使之迅速

15、形成產(chǎn)業(yè)。結(jié)合我國的國情，我們對高速無線互聯(lián)網(wǎng)提出基于“無線電纜+無線光纖”為主導(dǎo)概念并綜合各種實用技術(shù)和先進技術(shù)的解決方 案。具體地說，在小范圍應(yīng)用場合，第一階段以藍牙技術(shù)為基礎(chǔ)，發(fā)展以為背景的各 類設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)，今后將向著寬帶高速的方向發(fā)展；對于大范圍應(yīng)用場合或大信息 量的區(qū)域連接，目前以本地多點分布服務(wù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)， 研究其在和方面的應(yīng)用以 及如何組網(wǎng)，今后將研究如何向更寬頻帶發(fā)展及如何與其他寬帶網(wǎng)絡(luò)連接等；在高速移動的應(yīng)用場合，將結(jié)合、協(xié)議的應(yīng)用，配合第三代移動通信系統(tǒng)中有關(guān)互 聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的研究，開發(fā)關(guān)鍵芯片，研制主要軟件，以解決手機、便攜式電腦及其 他通信設(shè)備訪問互聯(lián)網(wǎng)的需求并構(gòu)成各類系列

16、產(chǎn)品。東南大學移動通信國家重點實驗室和毫米波國家重點實驗室，早在年就瞄準了無線互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向。兩個國家重點實驗室分工合作，在這一領(lǐng)域進行了一系列 前瞻性和有現(xiàn)實意義的研究，基本上和國際同行同步地開展研究， 起步不晚，起 點不低，機遇難得。但是，我們面臨的是一個不容樂觀的現(xiàn)實，全球經(jīng)濟一體化 的趨勢對我們這樣一個信息產(chǎn)業(yè)相對弱小的國家來說， 高速無線互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展同 樣也是嚴峻的挑戰(zhàn)。我們相信，在這一課題的研究上，集我國科技人員之智慧， 一定能夠有所突破，給我國信息產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造必要的條件。在淘方案平臺上就有關(guān)于無線互聯(lián)技術(shù)的方案，例如：最新的藍牙技術(shù)方案。8 / 12 本質(zhì)上來說是一種無線

17、寬帶自組網(wǎng)技術(shù)， 源于技術(shù)，專業(yè)名詞叫移動網(wǎng)絡(luò)，也稱 為移動自組織網(wǎng)絡(luò)。的特點主要為無中心節(jié)點、多跳和自組織自管理。網(wǎng)絡(luò)是一 個不需要基礎(chǔ)設(shè)施的分布式網(wǎng)絡(luò)，每個節(jié)點都能充當數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的角色，節(jié)點間的 通信通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和算法進行協(xié)調(diào)，不會因為某個節(jié)點的崩潰導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)無法 運行。技術(shù)繼承了的這些特性，同時更關(guān)注于高帶寬、低延時、終端兼容性、數(shù) 據(jù)安全性等這些問題，并拓展至區(qū)域組網(wǎng)、無線上網(wǎng)、無線中繼等更通用更基礎(chǔ) 的應(yīng)用場景。的研究已經(jīng)有很多年的歷史，在上世紀年代標準委員會成立之初就提出了移動自 組織網(wǎng)絡(luò)的概念，同時成立了工作組，學術(shù)界也就此展開了大量的研究。 這種技 術(shù)早在伊拉克戰(zhàn)爭期間就被應(yīng)用

18、于戰(zhàn)場網(wǎng)絡(luò)的迅速部署，通過空投設(shè)備的方式為 士兵之間迅速搭建無線通信網(wǎng)絡(luò)。目前國內(nèi)外在軍事軍備、搶險救災(zāi)、地下作業(yè) 等領(lǐng)域有較為成熟的應(yīng)用。目前較常見的和最新的藍牙中同樣采用了類似的技術(shù)，其本質(zhì)上都是基于技術(shù)演化的衍生品，他們都有無中心點、多跳等自組網(wǎng)的特性，更關(guān)注低功耗和工業(yè)化 場景，主要用于控制信號和采集數(shù)據(jù)的傳輸， 藍牙同樣關(guān)注低功耗，相比更多的 應(yīng)用于消費類電子產(chǎn)品，一般用于文件傳輸和音頻傳輸。由于他們特定的低功耗 特性和應(yīng)用場景，一般傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不會太大，同時功耗和帶寬是一對矛盾，對 于大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)膽?yīng)用場景不是這兩種技術(shù)的主攻方向。而更關(guān)注高帶寬、低延遲等特性，更專注于通用網(wǎng)絡(luò)及移

19、動互聯(lián)網(wǎng)場景， 和前面兩種技術(shù)有著不同的方9 / 12向定位。相比于傳統(tǒng)的路由技術(shù)和無線網(wǎng)橋技術(shù)， 由于采用了基于地址的內(nèi)核態(tài) 二層路由協(xié)議，在性能和兼容性方面都擁有一定的優(yōu)勢， 能完全透明的支持上層 的各類應(yīng)用，且具有免配置和智能連接的特點，免去了繁瑣的設(shè)置、地址設(shè)置、 密碼設(shè)置等環(huán)節(jié)。而安全性問題通過分布式密鑰技術(shù)來解決。信息技術(shù)的高速發(fā)展，我們身邊所有的一切都朝著數(shù)字化的方向發(fā)展，自從有了云計算，計算資源、存儲資源都一面倒的搬到了云端， 我們已經(jīng)習慣了通過云端 通過平臺來進行數(shù)據(jù)的交換，我們在享受互聯(lián)網(wǎng)帶來的巨大便利的同時， 也逐漸 被互聯(lián)網(wǎng)所束縛。我們想方設(shè)法的用各種技術(shù)提高云端處理能

20、力， 提高出口帶寬 速度以滿足級數(shù)發(fā)展的數(shù)據(jù)交換需求，同時還要應(yīng)對集中化帶來的平臺可靠性問 題和數(shù)據(jù)安全的問題，一旦發(fā)生平臺崩潰或隱私泄露，后果將不堪設(shè)想。甚至于面對面的互加好友、面對面支付、面對面發(fā)送一個、用手機操控面前的智 能家電都離不開互聯(lián)網(wǎng)，這對網(wǎng)絡(luò)資源和云端計算資源帶來了極大的浪費， 這是 一個非常尷尬的境地，我們在大力發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)的同時，忽略了大量區(qū)域組網(wǎng)的需 求。技術(shù)就是用來解決面對面?zhèn)鬏數(shù)膯栴}， 但他依然是傳統(tǒng)的星形網(wǎng)絡(luò)，必須有 某個節(jié)點作為中心節(jié)點，這樣就導(dǎo)致一旦中心節(jié)點離開或者出現(xiàn)問題，必然導(dǎo)致 整個本地網(wǎng)絡(luò)不可用。并且接入的節(jié)點數(shù)受限，無法做到大規(guī)模應(yīng)用。我們急需 一種更便捷、更智能的無線寬帶組網(wǎng)技術(shù)來解決這一問題。技術(shù)其實在學術(shù)界一直是研究的熱點，但在產(chǎn)業(yè)界比如就沉寂了多年，只在無線 窄帶領(lǐng)域得到一部分的應(yīng)用。究其原因，首先是沒有好的應(yīng)用場景，從而導(dǎo)致芯10 / 12就像虛擬化片廠商支持力度不夠，反過來又導(dǎo)致了技術(shù)上無法突破帶寬的瓶頸 技術(shù)存在了多年