物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論第4章-網(wǎng)絡(luò)傳輸層技術(shù)(新版)課件

第4章網(wǎng)絡(luò)傳輸層技術(shù)網(wǎng)絡(luò)傳輸層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦—承擔(dān)數(shù)據(jù)可靠傳遞的功能。通過網(wǎng)絡(luò)將感知的各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)可靠傳送。

4.1互聯(lián)網(wǎng)

4.2移動(dòng)通信網(wǎng)

4.3短距離無線通信

4.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)技術(shù)

4.5綜合通信傳輸技術(shù)第4章網(wǎng)絡(luò)傳輸層技術(shù)網(wǎng)絡(luò)傳輸層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦—網(wǎng)絡(luò)傳輸層包括各種通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理中心和信息處理中心等。涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信、異構(gòu)網(wǎng)融合、短距離無線通信，下一代承載網(wǎng)、遠(yuǎn)程控制等。即通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、通信網(wǎng)或者下一代互聯(lián)網(wǎng)（IPv6）,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和計(jì)算;它要解決的是感知層所獲得的數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)，尤其是遠(yuǎn)距離地傳輸問題。4.1互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸層包括各種通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理中心和按傳輸方式分類：有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)；按傳輸距離分類有：長距離通信和短距離通信。有線通信傳輸層分：三網(wǎng)融合和現(xiàn)場總線。按距離又分為中、長距離（WAN）的廣域網(wǎng)絡(luò)（包括PSTN、ADSL和HFC數(shù)字電視Cable等）和短距離的現(xiàn)場總線（FieldBus，也包括PLC電力線載波等技術(shù)）無線通信傳輸層分：短距無線離通信和長距離無線通信。短距離無線通信傳輸涉及ZigBee、WiFi(Wlan)、Bluetooth(藍(lán)牙)，長距離無線通信傳輸涉及GPRS、WCDMA、TD-CDMA、GSM。物聯(lián)網(wǎng)傳輸層的主要技術(shù)見表4-1。按傳輸方式分類：有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)；按傳輸距離分類有：長距離各種通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)形成的融合網(wǎng)絡(luò)是最成熟的部分，但需要解決大規(guī)模M2M（MachinetoMachine）應(yīng)用普及后，新的業(yè)務(wù)模型對系統(tǒng)容量、Qos(QualityofService，服務(wù)質(zhì)量)的特別要求。還包括物聯(lián)網(wǎng)管理中心、信息中心、云計(jì)算平臺(tái)、專家系統(tǒng)等對海量信息進(jìn)行智能處理的部分。也就是說網(wǎng)絡(luò)層不但要具備網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的能力，還要提升信息運(yùn)營的能力。網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)成為普遍服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施，有待突破的方向是向下與感知層的結(jié)合，向上與應(yīng)用層的結(jié)合。各種通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)形成的融合網(wǎng)絡(luò)是最成熟的部分，但需要解決圖4-1物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層圖4-1物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)傳輸層可以理解為搭建物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，建立在現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和其他專網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過各種接入設(shè)備與上述網(wǎng)絡(luò)相連，如圖4-2所示。如手機(jī)付費(fèi)系統(tǒng)中由刷卡設(shè)備將內(nèi)置手機(jī)的RFID信息采集上傳到互聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸層完成后臺(tái)鑒權(quán)認(rèn)證并從銀行網(wǎng)絡(luò)劃帳。網(wǎng)絡(luò)傳輸層可以理解為搭建物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，建立在現(xiàn)有的移動(dòng)通4.1互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)連接的是虛擬世界網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接的是物理的、真實(shí)的世界網(wǎng)絡(luò)。物以網(wǎng)聚是形成開放產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，且物聯(lián)網(wǎng)需要對接的大量資源都已經(jīng)存在于互聯(lián)網(wǎng)之上，而規(guī)?；囊胛锫?lián)網(wǎng)設(shè)備還需要IPv6地址體系的支持。因此，互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)靈感的來源，是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4.1互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)連接的是虛擬世界網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接的是物理4.1.1互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程及關(guān)鍵技術(shù)

1、雷納德·克蘭洛克（1934-）是為阿帕網(wǎng)第一結(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)程通信試驗(yàn)親自“接生”的加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）教授。1964年首次提出“分組交換”概念，為互聯(lián)網(wǎng)奠定了最重要的技術(shù)基礎(chǔ)。1969年UCLA成為阿帕網(wǎng)的第一個(gè)結(jié)點(diǎn)，并于當(dāng)年10月29日實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上第一個(gè)報(bào)文的傳輸2008被授予美國國家科學(xué)家獎(jiǎng)?wù)?，被人們稱為數(shù)據(jù)網(wǎng)之父。4.1.1互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程及關(guān)鍵技術(shù)

1、雷納德·克蘭洛克（2、勞倫斯·羅伯茨（1937-）是互聯(lián)網(wǎng)前身“阿帕網(wǎng)”(ARPANET)項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人，無可爭議的“阿帕網(wǎng)之父”。發(fā)表了阿帕網(wǎng)的構(gòu)想《多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)間通信》的設(shè)計(jì)論文，提出“資源子網(wǎng)”與“通信子網(wǎng)”分開的概念，并正確地為阿帕網(wǎng)選擇了“分組交換”通信方式。1968年，他提交了一份題為《資源共享的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》報(bào)告，提出首先在美國西海岸選擇4個(gè)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。1969年10月29日，最終導(dǎo)致了“天下第一網(wǎng)”阿帕網(wǎng)誕生，標(biāo)志著人類社會(huì)正式進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代2、勞倫斯·羅伯茨（1937-）物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論第4章-網(wǎng)絡(luò)傳輸層技術(shù)(新版)課件4.1.2IPv6與NGI

IP解決的最根本問題是如何把網(wǎng)絡(luò)連接在一起，即如何把計(jì)算機(jī)連接在一起，除了計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址之外，這些連接起來的計(jì)算機(jī)無需了解任何的網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)。這就有以下三個(gè)要求：首先，每個(gè)連接在互聯(lián)網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)必須具有唯一的標(biāo)識；其次，所有計(jì)算機(jī)都能夠與所有其他計(jì)算機(jī)以每個(gè)計(jì)算機(jī)都能識別的格式進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)；最后，一臺(tái)計(jì)算機(jī)必須能夠在了解另一計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址后把數(shù)據(jù)可靠地傳至對方。4.1.2IPv6與NGI

IP解決的最根本問題是如何把網(wǎng)IPv4起源于阿帕網(wǎng)的研究。IPv4是一個(gè)令人難以置信的成功的協(xié)議，它可以把數(shù)十個(gè)或數(shù)百個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)以百計(jì)或數(shù)以千計(jì)的主機(jī)連接在一起，并已經(jīng)在全球互聯(lián)網(wǎng)上成功的連接了數(shù)以千萬計(jì)的主機(jī)。IP協(xié)議的地址長度設(shè)定為32個(gè)二進(jìn)制數(shù)位，可以提供接近于40億個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址。經(jīng)常以4個(gè)兩位十六進(jìn)制數(shù)字表示，也常常以4個(gè)0至255間的數(shù)字表示，數(shù)字建議小數(shù)點(diǎn)間隔每個(gè)IP主機(jī)地址包括兩部分：網(wǎng)絡(luò)地址，用于指出該主機(jī)屬于哪一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（屬于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)使用同樣的網(wǎng)絡(luò)地址）；主機(jī)地址，它唯一地定義了網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)IPv4起源于阿帕網(wǎng)的研究。IPv4是一個(gè)令人難以置信的成功32位IP地址分成五類，只有三類用于IP網(wǎng)絡(luò)，這三類地址一度被認(rèn)為以應(yīng)付將來的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。A類，用于大型企業(yè)；B類，用于中型企業(yè)；C類，用于小型企業(yè)。A類、B類、C地址可以標(biāo)識的網(wǎng)絡(luò)個(gè)數(shù)分別是128、16384、2097152，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)可容納的主機(jī)個(gè)數(shù)分別是16777216、65536、256出現(xiàn)A類利用率不高，B類分配殆盡，C類容量不能滿足越來越多用戶的的網(wǎng)絡(luò)群體解決地址危機(jī)的辦法開始得以廣泛使用，其中包括無類別域間路由選擇（CIDR)、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）和使用非選路由網(wǎng)絡(luò)地址。32位IP地址分成五類，只有三類用于IP網(wǎng)絡(luò)，這三類地址一度地址空間的限制是IPv4的根本問題，為了克服IPv4的不足，IETF從90年代初開始制定IPv6協(xié)議IPv6繼承了IPv4的端到端和盡力而為的基本思想，其設(shè)計(jì)目標(biāo)就是要解決IPv4存在的問題，并取代IPv4成為下一代互聯(lián)網(wǎng)的主導(dǎo)協(xié)議。IPv6的地址長度由IPv4的32位擴(kuò)展到128位，提供了充分大的空間以滿足各種設(shè)備的需求。IPv6并不等同于下一代互聯(lián)網(wǎng)（即取名為：Internet2)，但它是下一代互聯(lián)網(wǎng)的核心和靈魂。Internet2與現(xiàn)在使用的互聯(lián)網(wǎng)相比，具有革命性的優(yōu)勢。地址空間的限制是IPv4的根本問題，為了克服IPv4的不足，4.1.3Web2.0服務(wù)：眾人拾才火焰高Web1.0時(shí)代，最突出的問題是內(nèi)容奇缺，門戶網(wǎng)站稱為互聯(lián)網(wǎng)的主流，如新浪、搜狐等網(wǎng)站開始嶄露頭角?！靶畔⒈ā钡碾A段。隨著互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，人們漸漸發(fā)現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)是最大的舞臺(tái)，一個(gè)人人可以參與的舞臺(tái)，而在這個(gè)當(dāng)中，“群眾的力量”還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未被挖掘出來。至此，Web2.0悄然而至，社區(qū)、博客、消費(fèi)者對消費(fèi)者（C2C）電子商務(wù)大行其道，他們共同的特點(diǎn)是：搭建一個(gè)平臺(tái)，方便用戶的參與——用戶參與創(chuàng)建內(nèi)容、提供信息、進(jìn)行交易、進(jìn)行傳播。從互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程來看，互聯(lián)網(wǎng)是在不斷“進(jìn)化”，而在進(jìn)化的過程中，是圍繞一個(gè)“中心”、一個(gè)“特征”展開的——一個(gè)“中心”就是“以用戶的需求”為中心，一個(gè)“特征”就是互聯(lián)網(wǎng)特征：開放、平等、分享、互動(dòng)、創(chuàng)新。互聯(lián)網(wǎng)從萌芽期到Web2.0時(shí)代，越來越開放，越來越平等，越來越強(qiáng)化用戶的互動(dòng)，分享和創(chuàng)新，人們通過互聯(lián)網(wǎng)不斷提高溝通效率，不斷釋放生產(chǎn)力。4.1.3Web2.0服務(wù)：眾人拾才火焰高Web1.0時(shí)代1.Web2.0的誕生2004年，在出版社經(jīng)營者O'Reilly和MediaLiveInternational之間的一場頭腦風(fēng)暴論壇。身為互聯(lián)網(wǎng)先驅(qū)和O'Reilly副總裁戴爾·多爾蒂（如圖4-5所示）指出；伴隨著令人激動(dòng)的新程序和新網(wǎng)站間驚人的規(guī)律性，互聯(lián)網(wǎng)不僅遠(yuǎn)沒有“崩潰”，甚至比以往更重要。兩家公司聯(lián)合召開了全球第一次Web2.0主題會(huì)議，次年，會(huì)議上又總結(jié)了他們認(rèn)為表現(xiàn)Web2.0應(yīng)用特色的一些關(guān)鍵原則?！癢eb2.0”的概念由此誕生了。1.Web2.0的誕生2004年，在出版社經(jīng)營者O'Re2.Web2.0的特征2.Web2.0的特征Web2.0實(shí)際上是對Web1.0的信息源進(jìn)行擴(kuò)展，使其多樣化和。表4-2給出Web1.0與Web2.0的對比。Web2.0實(shí)際上是對Web1.0的信息源進(jìn)行擴(kuò)展，使其多樣4.1.4移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)1.概述當(dāng)今，掌上電腦、智能手機(jī)、手機(jī)上網(wǎng)、移動(dòng)QQ、飛信、微信、手機(jī)網(wǎng)購、手機(jī)游戲等等，層出不窮、千變?nèi)f化、眼花繚亂的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)充斥著我們生活，到處都是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的世界。4.1.4移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)1.概述2009年中國3G牌照的發(fā)布正式拉開了中國移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的序幕。經(jīng)過三年的發(fā)展，中國正在從移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的萌芽期逐步向成長期過渡。2011年10月31日—11月1日，由中國移動(dòng)在北京成功舉辦了2011移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)國際研討會(huì)。會(huì)上提到“手機(jī)網(wǎng)民占全部網(wǎng)民比例已經(jīng)達(dá)到65.5%。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)正在成為主流互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢?！?012年是中國的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)大力發(fā)展的一年，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)人數(shù)超過4億，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用全面開花。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，2012年熱點(diǎn)層出不窮：微信用戶破3億，蓋過了QQ的發(fā)展勢頭；基于LBS(LocationBasedService，基于位置的服務(wù))的O2O（OnlineToOffline，線上線下電子商務(wù)）應(yīng)用興盛一時(shí)；位置社交異軍突起；…2009年中國3G牌照的發(fā)布正式拉開了中國移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的序幕。2.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是什么移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)體現(xiàn)的是融合——發(fā)生的不是物理變化，而是化學(xué)變化，二者有機(jī)結(jié)合出現(xiàn)新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)是：移動(dòng)×互聯(lián)網(wǎng)。它繼承了移動(dòng)隨時(shí)隨地隨身和互聯(lián)網(wǎng)分享、開放、互動(dòng)的優(yōu)勢，是整合二者優(yōu)勢的“升級版本”。它將延伸至PC和任何可移動(dòng)終端，如手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理（PDA）、MP3、手持游戲終端等。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)調(diào)使用蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)接入并使用互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，而無線接入互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)調(diào)是各種無線接入技術(shù)接入互聯(lián)網(wǎng)的方式2.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是什么移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)體現(xiàn)的是融合——發(fā)生的不是物理3.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的兩個(gè)階段封閉發(fā)展階段1997年開發(fā)出無線應(yīng)用協(xié)議（WAP），是為手機(jī)量身定制的“互聯(lián)網(wǎng)”。這期間移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在很大程度上復(fù)制了傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)，手機(jī)相當(dāng)于計(jì)算機(jī)，手機(jī)號碼就像是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的IP地址，移動(dòng)運(yùn)營商的GSM和CDMA網(wǎng)絡(luò)就像是互聯(lián)網(wǎng)，而短信網(wǎng)址是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的中文實(shí)名，用戶可以不去記網(wǎng)站的手機(jī)號碼，直接進(jìn)行網(wǎng)站的訪問。但它在平臺(tái)層面并沒有實(shí)現(xiàn)WAP和互聯(lián)網(wǎng)的無縫對接，WAP網(wǎng)絡(luò)完全是一個(gè)封閉的網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)“有圍墻的花園”，可理解為一個(gè)面向手機(jī)客戶的巨大的“局域網(wǎng)”3.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的兩個(gè)階段封閉發(fā)展階段融合發(fā)展階段WAP階段只能算是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的雛形。而融合發(fā)展階段，一個(gè)重大的變革是通道和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了分離，從而導(dǎo)致在應(yīng)用層面，業(yè)務(wù)和平臺(tái)從封閉走向了開放，花園的圍墻被推倒了，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)之間的隔閡沒有了，世界變平了！這期間，電信運(yùn)商最大挑戰(zhàn)就是：在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，手機(jī)號碼不再是客戶身份識別的唯一手段，應(yīng)用識別碼也可成為用戶的識別碼，如QQ好嗎未來就可能成為通用的用戶識別碼。運(yùn)營商在通過一些應(yīng)用來強(qiáng)化手機(jī)號碼作為認(rèn)證的手段，如飛信、手機(jī)郵箱等基于手機(jī)號碼的黏性新業(yè)務(wù)，將手機(jī)號碼打造成未來的“網(wǎng)絡(luò)身份證”互聯(lián)網(wǎng)的核心特征是開放、分享、互動(dòng)、創(chuàng)新融合發(fā)展階段

回首中國“網(wǎng)”事費(fèi)里德曼在《世界是平的》中說，電子郵件是推動(dòng)“世界是平的”的一種基本力量。只因基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電子郵件比我們先前的任何一種通信方式都來得邊界，使得信息交流跨越了時(shí)空的概念?；厥字袊熬W(wǎng)”事費(fèi)里德曼在《世界是平的》中說，電子郵件4.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)基本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中，通常可使用的設(shè)備包括臺(tái)式計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、手提電腦、PDA（個(gè)人數(shù)字助理）、移動(dòng)電話、手寫輸入設(shè)備等。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)體系中，移動(dòng)式設(shè)備成為終端設(shè)備的主要客戶端。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的終端特點(diǎn)，使得Internet、WAN、LAN、WLAN、GSM、GN、PAN等網(wǎng)絡(luò)體系成為一個(gè)有機(jī)聯(lián)系的整體。如圖4-11所示。4.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)基本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中，通常可使用的在圖4-11中，實(shí)線（黑色為有線；紅色為無線）為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接方式，虛線為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)新增添的連接方式。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)體系中，設(shè)備可以通過藍(lán)牙、紅外、無線局域網(wǎng)WIFI、移動(dòng)上網(wǎng)GPRS，WCDMA等方式接入網(wǎng)絡(luò)，使得臺(tái)式電腦、便攜式電腦、手提電腦、移動(dòng)電話等設(shè)備之間交互成為現(xiàn)實(shí)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)并不僅局限于GPRS、CDMA、WCDMA等移動(dòng)上網(wǎng)方式，藍(lán)牙Bluetooth、WIFI、CSD均是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入的方式。接入方式可由用戶根據(jù)成本與便利性選擇使用。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)下，從PAN個(gè)人區(qū)域網(wǎng)至局域網(wǎng)LAN、廣域網(wǎng)WAN或Internet之間的接入具有雙向性。即用戶可根據(jù)終端由Internet接入Lan或PAN，也可由Pan接入到LAN或Internet，提高了接入的廣度與深度。小型的PAN可為移動(dòng)設(shè)備用戶提供更為低廉的接入訪問方式，即利用了短距離接入的無線方式，也利用了局域網(wǎng)共享的優(yōu)勢。從各樣接入方式與網(wǎng)絡(luò)組成形式分析，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是包括小到PAN、GN、大到LAN與WAN等網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)整合體，即可以相互獨(dú)立，也可以相互聯(lián)系共享。因此移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)各終端之間的交互方式更為豐富，即可以是Http通道的Web交互，也可以是以太網(wǎng)之間的對等訪問，更可以在通信線路與網(wǎng)絡(luò)之間交互訪問。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多種多樣的服務(wù)。在圖4-11中，實(shí)線（黑色為有線；紅色為無線）為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接5.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)繼承了PC互聯(lián)網(wǎng)的開放協(xié)作的特征，又繼承了傳統(tǒng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)、隱私、便攜、準(zhǔn)確、可定位的特點(diǎn)，如圖4-12所示。5.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)繼承了PC互聯(lián)網(wǎng)的開放協(xié)4.2移動(dòng)通信網(wǎng)移動(dòng)通信是指，通信雙方有一方或兩方處于運(yùn)動(dòng)中的通信。包括陸、海、空移動(dòng)通信。采用的頻段遍及低頻、中頻、高頻、甚高頻和特高頻。移動(dòng)通信網(wǎng)由無線接入網(wǎng)、核心網(wǎng)和骨干網(wǎng)三部分組成。無線接入網(wǎng)主要為移動(dòng)終端提供接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，核心網(wǎng)和骨干網(wǎng)主要為各種業(yè)務(wù)提供交換和傳輸服務(wù)。移動(dòng)通信網(wǎng)為人與人之間通信、人與網(wǎng)絡(luò)之間的通信、物與物之間的通信提供服務(wù)。在移動(dòng)通信網(wǎng)中，當(dāng)前比較熱門的接入技術(shù)有3G、WiFi和WiMAX。4.2移動(dòng)通信網(wǎng)移動(dòng)通信是指，通信雙方有一方或兩方處于運(yùn)動(dòng)

移動(dòng)通信系統(tǒng)組成一個(gè)完整的移動(dòng)通信信息傳輸實(shí)體有：移動(dòng)交換子系統(tǒng)（SS）、操作維護(hù)管理子系統(tǒng)（OMS）、基站子系統(tǒng)（BSS）和移動(dòng)臺(tái)（MS）。如圖4-13所示。移動(dòng)通信系統(tǒng)組成一個(gè)完整的移動(dòng)通信信息傳輸實(shí)體有：移動(dòng)交換b.移動(dòng)通信系統(tǒng)工作過程基站子系統(tǒng)（BSS）：基站（BTS)和基站控制器（BSC）。主要作用：基站負(fù)責(zé)無線信號的收發(fā)?；究刂破鳎和瓿蓪Ω鱾€(gè)基站的控制。移動(dòng)子系統(tǒng)（MS）：手持臺(tái)、車載臺(tái)。交換子系統(tǒng)（SS）：移動(dòng)交換機(jī)（MSC）位置寄存器（HLR、VLR）、鑒權(quán)中心（AUC）等。維護(hù)操作子系統(tǒng)（OMS）：負(fù)責(zé)管理控制整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)。b.移動(dòng)通信系統(tǒng)工作過程基站子系統(tǒng)（BSS）：基站（BTS4.2.1移動(dòng)通信的發(fā)展歷程1G：模擬制式的移動(dòng)通信系統(tǒng)，得益于70年代的兩項(xiàng)關(guān)鍵突破：微處理器的發(fā)明和交換及控制鏈路的數(shù)字化。AMPS是美國推出的世界上第一個(gè)1G移動(dòng)通信系統(tǒng)，充分利用了FDMA技術(shù)實(shí)現(xiàn)國內(nèi)范圍的語音通信。2G：風(fēng)靡全球十幾年的數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)，80年代末開發(fā)。2G是包括語音在內(nèi)的全數(shù)字化系統(tǒng)，新技術(shù)體現(xiàn)在通話質(zhì)量和系統(tǒng)容量的提升。GSM(Globalsystemformobilecommunication)是第一個(gè)商業(yè)運(yùn)營的2G系統(tǒng)，GSM采用TDMA技術(shù)。2.5G：2.5G在2G基礎(chǔ)上提供增強(qiáng)業(yè)務(wù)，如WAP。3G：3G是移動(dòng)多媒體通信系統(tǒng)，提供的業(yè)務(wù)包括語音，傳真，數(shù)據(jù)，多媒體娛樂和全球無縫漫游等。NTT和愛立信1996年開始開發(fā)3G（ETSI于1998年），1998年國際電聯(lián)推出WCDMA和CDMA2000兩商用標(biāo)準(zhǔn)（中國2000年推出TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)，2001年3月被3GPP接納，起源于李世鶴帶頭搞的SCDMA）第一個(gè)3G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營于2001年的日本。3G技術(shù)提供2Mbps標(biāo)準(zhǔn)用戶速率（高速移動(dòng)下提供144KBPS速率）。4G：4G是真正意義的高速移動(dòng)通信系統(tǒng)，用戶速率20Mbps。4G支持交互多媒體業(yè)務(wù)，高質(zhì)量影像，3D動(dòng)畫和寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入，是寬帶大容量的高速蜂窩系統(tǒng)。2005年初，NTTDOCOMO演示的4G移動(dòng)通信系統(tǒng)在20km/小時(shí)下實(shí)現(xiàn)1Gbps的實(shí)時(shí)傳輸速率，該系統(tǒng)采用4X4天線MIMO技術(shù)和VSF-OFDM接入技術(shù)。4.2.1移動(dòng)通信的發(fā)展歷程1G：模擬制式的移動(dòng)通信系統(tǒng)，

第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)是頻分多址（FDMA)，采用模擬信號傳輸。1987年，我國確定了以TACS制式作為我國模擬制式蜂窩移動(dòng)電話的標(biāo)準(zhǔn)。按所使用的頻率不同分為A網(wǎng)和B網(wǎng)。當(dāng)年一部移動(dòng)終端公開價(jià)格在2萬元左右，黑市5萬，被視為一種身份的象征模擬系統(tǒng)有4個(gè)缺點(diǎn)：①各系統(tǒng)間沒有公共接口；②很難開展數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)；③頻譜利用率低無法適應(yīng)大容量的需求；④安全保密性差4.2.2GSM和CDMA

第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)是頻分多址（FDMA)，采用模1.GSM風(fēng)靡全球1982年，北歐國家向歐洲郵政電信管理部門會(huì)議（CEPT）提交了制定900MHz頻段的公共歐洲電信業(yè)務(wù)規(guī)范，并成立了移動(dòng)特別小組（GSM）1990年完成GSM900的規(guī)范，共產(chǎn)生大約130項(xiàng)的全面建議書。1991年將GSM更名為“全球移動(dòng)通信系統(tǒng)”，從此跨入了第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，兩個(gè)頻段系統(tǒng)：GSM900和DCS1800，GSM系統(tǒng)的核心技術(shù)是時(shí)分多址（TDMA)截止到2009年，全球共有39.3億GSM和WCDMA/HSPA(高速上行鏈路分組接入技術(shù)HighSpeedUplinkPacketAccess)用戶。GSM用戶占了83.5%。在2014年前GSM的規(guī)模效應(yīng)不會(huì)改變1.GSM風(fēng)靡全球1982年，北歐國家向歐洲郵政電信管理部門GSM系統(tǒng)幾個(gè)重要特點(diǎn)

防盜拷能力佳網(wǎng)絡(luò)容量大手機(jī)號碼資源豐富通話清晰穩(wěn)定性強(qiáng)不易受干擾信息靈敏通話死角少手機(jī)耗電量低GSM系統(tǒng)幾個(gè)重要特點(diǎn)防盜拷能力佳我國GSM系統(tǒng)發(fā)展過程1992年，在嘉興地區(qū)建設(shè)了全數(shù)字移動(dòng)電話（GSM）演示系統(tǒng)。1994年10月25日，時(shí)任郵電部部長吳基傳在中國國際通信設(shè)備技術(shù)展來年會(huì)上撥通了第一個(gè)GSM數(shù)字移動(dòng)電話被視為中國進(jìn)入數(shù)字移動(dòng)電話一個(gè)標(biāo)志性的事件。目前我國主要的兩大GSM系統(tǒng)為GSM900（中國移動(dòng)）及GSM1800（中國聯(lián)通）。前者發(fā)展較早，使用的較多，頻譜較低，波長較長，穿透力較差，但傳送的距離較遠(yuǎn)，手機(jī)發(fā)射功率較強(qiáng)，耗電量較大，待機(jī)時(shí)間較短；后者發(fā)展較晚，頻譜較低，波長較短，穿透力較佳，但傳送的距離較短，手機(jī)發(fā)射功率較小，待機(jī)時(shí)間相應(yīng)較長很多雙頻手機(jī)都可支持這兩大系統(tǒng)我國GSM系統(tǒng)發(fā)展過程1992年，在嘉興地區(qū)建設(shè)了全數(shù)字移動(dòng)2.高通締造CDMA神話2.高通締造CDMA神話高通公司CDMA技術(shù)的“專利霸主”CDMA的核心技術(shù)——擴(kuò)頻技術(shù)可以增加網(wǎng)絡(luò)的用戶容量并重復(fù)利用頻率資源，具備更強(qiáng)的安全性，基站數(shù)量可以大大減少，節(jié)省運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本。優(yōu)異的話音質(zhì)量、更高的保密性和更可靠的接通率。同時(shí)系統(tǒng)具有容量大、配置靈活、通話質(zhì)量更佳、頻率規(guī)劃簡單、建網(wǎng)成本低等優(yōu)勢。高通初期清一色的工程技術(shù)人員也許不懂經(jīng)營，但是他們做了最重要的兩件事：①把CDMA技術(shù)提交到美國標(biāo)準(zhǔn)組織和世界標(biāo)準(zhǔn)組織，申請被確立為世界移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)；②把CDMA研發(fā)過程中所有大大小小的技術(shù)都申請了專利——確立了后來CDMA技術(shù)的“專利霸主”。是一家專門經(jīng)營和銷售知識產(chǎn)權(quán)的公司。CDMA技術(shù)已經(jīng)成為全球3G標(biāo)準(zhǔn)的核心技術(shù)高通公司CDMA技術(shù)的“專利霸主”CDMA的核心技術(shù)——擴(kuò)頻4.2.33G技術(shù)體系3G的真名是“IMT-2000”（InternationalMobileTelecomSystem.2000,國際移動(dòng)電話系統(tǒng)-2000）,于ITU1985年提出的，考慮到該系統(tǒng)將于2000年左右進(jìn)入商用市場，工作的頻段在2000MHz，且最高業(yè)務(wù)速率為2000Kbps，故于1996年正式更名為IMT.2000（InternationalMobileTelecommunication-2000），所以IMT-2000是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）的統(tǒng)稱。第三代移動(dòng)通信技術(shù)的主動(dòng)權(quán)受到4個(gè)支配力量的驅(qū)使：國際移動(dòng)通信IMT.2000進(jìn)程（1985年啟動(dòng)）日益增長的無線業(yè)務(wù)需求：許多系統(tǒng)如D-AMPS，GSM，PDC，PHS已經(jīng)超出容量希望更高質(zhì)量的語音業(yè)務(wù)希望在無線網(wǎng)絡(luò)中引入高速數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)4.2.33G技術(shù)體系3G的真名是“IMT-2000”（I3G標(biāo)準(zhǔn)制定的指導(dǎo)思想：系統(tǒng)中的網(wǎng)元可分別獨(dú)立演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)盡可能實(shí)現(xiàn)平滑過渡，最終實(shí)現(xiàn)全I(xiàn)P化的全球?qū)拵б苿?dòng)通信網(wǎng)絡(luò)——系統(tǒng)中無線接入網(wǎng)技術(shù)與核心交換網(wǎng)技術(shù)可各自遵循自己的演進(jìn)路線。特別是在空中接口，3GPP致力于不斷提高頻譜利用率，除WCDMA作為首選空中接口技術(shù)獲得不斷完善外，UMTS（通用移動(dòng)通信系統(tǒng)）還相繼引入TD-SCDMA、高速下行鏈路數(shù)據(jù)分組接入（HSDPA）技術(shù)和高速上行兩路數(shù)據(jù)分組接入（HSUPA）技術(shù)。3G在核心網(wǎng)技術(shù)：引入了分組軟交換技術(shù)，進(jìn)而順應(yīng)IP多媒體應(yīng)用的發(fā)展趨勢引入了IP多媒體域，以實(shí)現(xiàn)全I(xiàn)P多業(yè)務(wù)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的最終發(fā)展目標(biāo)。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)：一種能提供多種類型、高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)，能實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋，具有全球漫游能力，與固定網(wǎng)絡(luò)相兼容，并以小型便攜式終端在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)進(jìn)行任何種類通信的通信系統(tǒng)時(shí)至2007年10月19日，我國TD-SCDMA、歐洲WCDMA、美國cdma2000和全球微波互聯(lián)接入（WiMAX)一并構(gòu)成3G四大最主流的技術(shù)。3G標(biāo)準(zhǔn)制定的指導(dǎo)思想：系統(tǒng)中的網(wǎng)元可分別獨(dú)立演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)盡可IMT-2000中的四大制式1G只能進(jìn)行語音通話；2G增加了數(shù)據(jù)接收功能（如短信、電子郵件等）；3G就是“一條寬大通暢的高速公路”，可以視頻通話、收發(fā)郵件、瀏覽網(wǎng)頁、看電視、看電影和高速下載音樂等3G的真名是“IMT-2000”（InternationalMobileTelecomSystem-2000,國際移動(dòng)電話系統(tǒng)-2000）,于ITU1985年提出的，該系統(tǒng)工作在2000MHz頻率段，最高業(yè)務(wù)速率可達(dá)2Mbit/s時(shí)至2007年10月19日，我國TD-SCDMA、歐洲WCDMA、美國cdma2000、全球微波互聯(lián)接入（WiMAX)一并構(gòu)成3G最主流的四大技術(shù)IMT-2000中的四大制式1G只能進(jìn)行語音通話；2G增加了1.美國cdma2000是一種寬帶CDMA技術(shù)。室內(nèi)最高速率大于2Mbit/s，步行環(huán)境時(shí)為384kbit/s，車載環(huán)境時(shí)大于144kbit/s由高通公司提出，摩托羅拉、朗訊和三星等廠商先后參與。目前使用CDMA的地區(qū)只有日、韓、北美和中國。由于cdma2000是CDMA標(biāo)準(zhǔn)的延伸，它與WCDMA互不兼容全球CDMA投資萎縮，部分將升級為cdma2000，最終將演進(jìn)到LTE(LongTermEvolution長期演進(jìn)技術(shù)),是第四代通信技術(shù)(4G)的其中一種標(biāo)準(zhǔn)格式。

1.美國cdma2000是一種寬帶CDMA技術(shù)。室內(nèi)最高速率物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論第4章-網(wǎng)絡(luò)傳輸層技術(shù)(新版)課件2.歐洲WCDMA主要由歐洲和日本提出，其核心網(wǎng)是基于GSM系統(tǒng)的移動(dòng)應(yīng)用部分（MAP）的可以保持與GSM/通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）網(wǎng)絡(luò)的兼容性，帶寬5MHz，由此稱為WCDMA；W即寬帶，以區(qū)別于源于北美的窄帶CDMA（帶寬1.25MHz）標(biāo)準(zhǔn)可有效支持電路交換業(yè)務(wù)、分組交換業(yè)務(wù)。靈活的無線協(xié)議可在一個(gè)載波內(nèi)對同一用戶同時(shí)支持話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)與，通過透明或非透明傳輸快來支持實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)2.歐洲WCDMA主要由歐洲和日本提出，其核心網(wǎng)是基于GSM物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論第4章-網(wǎng)絡(luò)傳輸層技術(shù)(新版)課件3.中國TD-SCDMA在1G、2G階段，中國的企業(yè)曾對外支付了專利使用費(fèi)2500億人民幣與5000億人民幣，如果在3G的競爭上，中國民族通信業(yè)不再標(biāo)準(zhǔn)上超前，1G和2G的被動(dòng)局面將會(huì)再現(xiàn)大唐電信集團(tuán)為之做了大量富有成效的工作，時(shí)任電信科學(xué)研究院副院長的李世鶴（1941年出生于重慶）提出在SCDMA技術(shù)的基礎(chǔ)上引入時(shí)分多址技術(shù)，并命名為TD-SCDMA技術(shù)，被國際電信聯(lián)盟采納為3G標(biāo)準(zhǔn)之一，由此李世鶴被譽(yù)為“中國3G之父”3.中國TD-SCDMA在1G、2G階段，中國的企業(yè)曾對外支3G標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)思想系統(tǒng)中的網(wǎng)元可分別獨(dú)立演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)盡可能實(shí)現(xiàn)平滑過渡，最終實(shí)現(xiàn)全I(xiàn)P化的全球?qū)拵б苿?dòng)通信網(wǎng)絡(luò)——系統(tǒng)中無線接入網(wǎng)技術(shù)與核心交換網(wǎng)技術(shù)可各自遵循自己的演進(jìn)路線。特別是在空中接口，3GPP致力于不斷提高頻譜利用率，除WCDMA作為首選空中接口技術(shù)獲得不斷完善外，UMTS（通用移動(dòng)通信系統(tǒng)）還相繼引入TD-SCDMA、高速下行鏈路數(shù)據(jù)分組接入（HSDPA）技術(shù)和高速上行兩路數(shù)據(jù)分組接入（HSUPA）技術(shù)。在核心網(wǎng)技術(shù)方面，引入了分組軟交換技術(shù)，進(jìn)而順應(yīng)IP多媒體應(yīng)用的發(fā)展趨勢引入了IP多媒體域，以實(shí)現(xiàn)全I(xiàn)P多業(yè)務(wù)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的最終發(fā)展目標(biāo)3G標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)思想系統(tǒng)中的網(wǎng)元可分別獨(dú)立演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)盡可能實(shí)現(xiàn)4.WiMAX1999年7月，IEEE成立了802.16工作組專門研究寬帶無線接入技術(shù)規(guī)范，目標(biāo)是要建立一個(gè)全球統(tǒng)一的寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)。推出了IEEE802.16系列標(biāo)準(zhǔn)，彌補(bǔ)了IEEE在無線城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)上的空白。能實(shí)現(xiàn)的最大傳輸距離為50km，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無線局域網(wǎng)200m左右的覆蓋范圍，接入速率最高達(dá)到120Mbit/s,IEEE802.16提供完善的服務(wù)質(zhì)量支持和安全性機(jī)制，相對于無線局域網(wǎng)有了本質(zhì)上的發(fā)展。其中具有深遠(yuǎn)意義的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)：固定寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)802.16d和支持移動(dòng)特性的寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)802.16e，工作頻段為6GHz以下。嚴(yán)格上來說，WiMAX應(yīng)該算是4G技術(shù)4.WiMAX1999年7月，IEEE成立了802.16工作5.3G頻譜分配5.3G頻譜分配我國無線電頻率劃分規(guī)定依據(jù)國際電聯(lián)有關(guān)第三代公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)（IMT－2000）頻率劃分和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，按照我國無線電頻率劃分規(guī)定，結(jié)合我國無線電頻譜使用的實(shí)際情況，我國第三代公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)頻率規(guī)劃結(jié)果：1）主要工作頻段：

頻分雙工（FDD）方式：1920－1980MHz／2110－2170MHz；時(shí)分雙工（TDD）方式：1880－1920MHz、2010－2025MHz。2）補(bǔ)充工作頻率：

頻分雙工（FDD）方式：1755－1785MHz／1850－1880MHz；時(shí)分雙工（TDD）方式：2300－2400MHz，與無線電定位業(yè)務(wù)共用，均為主要業(yè)務(wù)，共用標(biāo)準(zhǔn)另行制定。3）衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)工作頻段：1980－2010MHz／2170－2200MHz。

我國無線電頻率劃分規(guī)定依據(jù)國際電聯(lián)有關(guān)第三代公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)4.2.4向4G演進(jìn)每一代無線通信網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步的核心標(biāo)志是——“速度！”。圖4-21給出各標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)路線。4.2.4向4G演進(jìn)每一代無線通信網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步的核心標(biāo)志是—盡管3G要比2G優(yōu)越得多，但仍存在一些尚未解決或僅解決了一部分的問題。在支持爆炸式增長的多媒體方面，3G還存在著一定的局限性。3G的局限性和困難主要體現(xiàn)在：難以支持更高速率的業(yè)務(wù)，頻譜資源的缺乏和帶寬飽和，在支持IPv6方面存在困難；要是現(xiàn)在不同頻段間的不同業(yè)務(wù)環(huán)境中的漫游顯得非常困難，無法提供全范圍的多速率業(yè)務(wù)，缺乏端到端的無縫傳輸機(jī)制，費(fèi)用昂貴。2008年3月國際電信聯(lián)盟無線電部門發(fā)出征集IMT-Advanced（B3G，寬帶3G，即4G）候選技術(shù)的通函，共收到6項(xiàng)提案：一是基于IEEE802.16m（WiMAX）技術(shù)的3個(gè)提案，分別來自IEEE、日本韓國。另一個(gè)是基于LTE.Advanced(LongTermEvolution,長期演進(jìn)技術(shù)，LTE也被通俗的稱為3.9G)技術(shù)的3個(gè)提案，分別來自3GPP、日本和中國。盡管3G要比2G優(yōu)越得多，但仍存在一些尚未解決或僅解決了一部1.4G網(wǎng)絡(luò)的定義4G通信一種較廣泛認(rèn)同的定義：4G是一種寬帶接入和分布式的全I(xiàn)P架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，是集成多功能的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)。到目前為止，4G的定義、它的技術(shù)參數(shù)、國際標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、乃至業(yè)務(wù)內(nèi)容依然沒有完全統(tǒng)一。IMT-A技術(shù)的目標(biāo)，峰值速率為：低速移動(dòng)、熱點(diǎn)覆蓋場景下1Gbit/s，高速移動(dòng)、廣域覆蓋場景下100Mbit/s。1.4G網(wǎng)絡(luò)的定義4G通信一種較廣泛認(rèn)同的定義：4G是一2.4G網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)多網(wǎng)絡(luò)融合：多種無線通信技術(shù)系統(tǒng)共存；全I(xiàn)P化網(wǎng)絡(luò)：從單純的電路交換向分組交換過渡，并最終演變?yōu)榛诜纸M交換的全網(wǎng)絡(luò)；用戶容量更大：預(yù)計(jì)其容量為3G系統(tǒng)的10倍；無縫的全球覆蓋：用戶可在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)使用無線網(wǎng)絡(luò)；帶寬更寬：更高的單位信道帶寬和頻譜傳輸效率；智能靈活性：用戶的無線網(wǎng)絡(luò)可以通過其他網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展其應(yīng)用業(yè)務(wù)，自適應(yīng)地變換不同信道，提供更高質(zhì)量和個(gè)性化的服務(wù)；兼容性：兼容多種制式的通信協(xié)議和終端應(yīng)用環(huán)境，及各種終端硬件設(shè)備?？傊?，4G網(wǎng)絡(luò)必須實(shí)現(xiàn)更靈活的兼容性，見圖4-22。2.4G網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)多網(wǎng)絡(luò)融合：多種無線通信技術(shù)系統(tǒng)共存；物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論第4章-網(wǎng)絡(luò)傳輸層技術(shù)(新版)課件4G的未來是泛在網(wǎng)的必然趨勢，即4G技術(shù)的多網(wǎng)融合網(wǎng)絡(luò)，如圖4-23所示。我國的4G業(yè)務(wù)主要以中國移動(dòng)推出的TD-LTE技術(shù)為主，目前已在杭州進(jìn)行小范圍試運(yùn)行，中國移動(dòng)計(jì)劃在2013年實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA向TD-LTE的平滑過度，并建立TD_LTE基站20萬個(gè)以上。正式的4G商用服務(wù)于2012年底在香港推出。長期演進(jìn)為泛在網(wǎng)的五層構(gòu)架，如圖4-24所示。

4G的未來是泛在網(wǎng)的必然趨勢，即4G技術(shù)的多網(wǎng)融合網(wǎng)絡(luò)，如圖歸納：泛在網(wǎng)五層結(jié)構(gòu)歸納：泛在網(wǎng)五層結(jié)構(gòu)4.3短距離無線通信隨著網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對無線通信的需求越來越大，也出現(xiàn)了許多的無線通信協(xié)議。物聯(lián)網(wǎng)背景下連接的物體，更多的情況要求適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)中那些能力較低的節(jié)點(diǎn)低速率、低通信半徑（短距離）、低計(jì)算能力和低能量，需要對物聯(lián)網(wǎng)中各種各樣的物體進(jìn)行操作的前提就是先將他們連接起來，低速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是實(shí)現(xiàn)全面互聯(lián)互通的前提。因此，在物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，其傳輸層主要應(yīng)用技術(shù)為無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，所以各類網(wǎng)絡(luò)中最具增長潛力的是無線網(wǎng)絡(luò)。圖4-25給出通信網(wǎng)絡(luò)區(qū)間范圍界定。4.3短距離無線通信隨著網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對無典型的無線低速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有WiFi(802.11，WirelessFidelity，無線局域網(wǎng))、藍(lán)牙（802.15.1協(xié)議）、紫蜂ZigBee（802.15.4協(xié)議）、IrDA（InfraredDataAssociation，紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)）無線協(xié)議及WSN（wirelesssensornetwork，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)）等無線低速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。另外，在物聯(lián)網(wǎng)中還涉及物體目標(biāo)跟蹤和定位。圖4-26給出IEEE802協(xié)議框架下無線傳輸空間劃分。本節(jié)分別對這些典型的無線通信技術(shù)作介紹。典型的無線低速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有WiFi(802.11，Wire4.3.1藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）藍(lán)牙技術(shù)是一種支持設(shè)備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無線電技術(shù)。能在包括移動(dòng)電話、PDA、無線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。利用“藍(lán)牙”技術(shù)，能夠有效地簡化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡化設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。藍(lán)牙技術(shù)使用高速跳頻和時(shí)分多址等先進(jìn)技術(shù)，在近距離內(nèi)最廉價(jià)地將幾臺(tái)數(shù)字化設(shè)備呈網(wǎng)狀鏈接起來。藍(lán)牙技術(shù)采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，支持點(diǎn)對點(diǎn)及點(diǎn)對多點(diǎn)通信，工作在全球通用的2.4GHzISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段。其數(shù)據(jù)速率為1Mbps。采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。4.3.1藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）藍(lán)牙技術(shù)是一種支持1.藍(lán)牙技術(shù)的起源1998年5月，愛立信、諾基亞、東芝、IBM和英特爾公司等五家著名廠商，在聯(lián)合開展短程無線通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)時(shí)提出了藍(lán)牙技術(shù)，其宗旨是提供一種短距離、低成本的無線傳輸應(yīng)用技術(shù)。藍(lán)牙的名字來源于10世紀(jì)丹麥國王HaraldBlatand.英譯為HaroldBluetooth(因?yàn)樗窒矚g吃藍(lán)梅,所以牙齒每天都帶著藍(lán)色)。他將當(dāng)時(shí)的瑞典、芬蘭與丹麥統(tǒng)一起來。用他的名字來命名這種新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，含有將四分五裂的局面統(tǒng)一起來的意思。1.藍(lán)牙技術(shù)的起源1998年5月，愛立信、諾基亞、東芝、I2.藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用藍(lán)牙技術(shù)可以應(yīng)用于日常生活的各個(gè)方面，例如，引入藍(lán)牙技術(shù)，就可以去掉移動(dòng)電話與膝上型電腦之間的令人討厭的連接電纜而通過無線使其建立通信。打印機(jī)、PDA、桌上型電腦、傳真機(jī)、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數(shù)字設(shè)備都可以成為藍(lán)牙系統(tǒng)的一部分。2.藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用藍(lán)牙技術(shù)可以應(yīng)用于日常生活的各個(gè)方面，例3.藍(lán)牙技術(shù)的規(guī)范及特點(diǎn)藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，它以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接。其程序?qū)懺谝粋€(gè)9×9mm的微芯片中。藍(lán)牙工作在全球通用的2.4GHzISM(即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段。藍(lán)牙的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.15，工作在2.4GHz頻帶，帶寬為1Mb/s。以時(shí)分方式進(jìn)行全雙工通信，其基帶協(xié)議是電路交換和分組交換的組合。一個(gè)跳頻頻率發(fā)送一個(gè)同步分組，每個(gè)分組占用一個(gè)時(shí)隙，使用擴(kuò)頻技術(shù)也可擴(kuò)展到5個(gè)時(shí)隙。同時(shí)，藍(lán)牙技術(shù)支持1個(gè)異步數(shù)據(jù)通道或3個(gè)并發(fā)的同步話音通道，或1個(gè)同時(shí)傳送異步數(shù)據(jù)和同步話音的通道。每一個(gè)話音通道支持64kb/s的同步話音；異步通道支持最大速率為721kb/s，反向應(yīng)答速率為57.6kb/s的非對稱連接，或者是432.6kb/s的對稱連接。依據(jù)發(fā)射輸出電平功率不同，藍(lán)牙傳輸有3種距離等級：Class1為100m左右；Class2約為10m；Class3約為2.3m。一般情況下，其正常的工作范圍是10m半徑之內(nèi)。在此范圍內(nèi)，可進(jìn)行多臺(tái)設(shè)備間的互聯(lián)。3.藍(lán)牙技術(shù)的規(guī)范及特點(diǎn)藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的4.藍(lán)牙匹配規(guī)則兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備在進(jìn)行通信前，必須將其匹配在一起，以保證其中一個(gè)設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)信息只會(huì)被經(jīng)過允許的另一個(gè)設(shè)備所接受。藍(lán)牙技術(shù)將設(shè)備分為兩種：主設(shè)備和從設(shè)備。①藍(lán)牙主設(shè)備：主設(shè)備一般具有輸入端。在進(jìn)行藍(lán)牙匹配操作時(shí)，用戶通過輸入端可輸入隨機(jī)的匹配密碼來將兩個(gè)設(shè)備匹配。藍(lán)牙手機(jī)、安裝有藍(lán)牙模塊的PC等都是主設(shè)備。（例如：藍(lán)牙手機(jī)和藍(lán)牙PC進(jìn)行匹配時(shí)，用戶可在藍(lán)牙手機(jī)上任意輸入一組數(shù)字，然后在藍(lán)牙PC上輸入相同的一組數(shù)字，來完成這兩個(gè)設(shè)備之間的匹配。）②藍(lán)牙從設(shè)備：從設(shè)備一般不具備輸入端。因此從設(shè)備在出廠時(shí)，在其藍(lán)牙芯片中，固化有一個(gè)4位或6位數(shù)字的匹配密碼。藍(lán)牙耳機(jī)、UD數(shù)碼筆等都是從設(shè)備。（例如：藍(lán)牙PC與UD數(shù)碼筆匹配時(shí)，用戶將UD筆上的藍(lán)牙匹配密碼正確的輸入到藍(lán)牙PC上，完成UD筆與藍(lán)牙PC之間的匹配。）③主設(shè)備與主設(shè)備之間、主設(shè)備與從設(shè)備之間，是可以互相匹配在一起的；而從設(shè)備與從設(shè)備是無法匹配的。例如：藍(lán)牙PC與藍(lán)牙手機(jī)可以匹配在一起；藍(lán)牙PC也可以與UD筆匹配在一起；而UD筆與UD筆之間是不能匹配的。一個(gè)主設(shè)備，可匹配一個(gè)或多個(gè)其他設(shè)備。例如：一部藍(lán)牙手機(jī)，一般只能匹配7個(gè)藍(lán)牙設(shè)備。而一臺(tái)藍(lán)牙PC，可匹配十多個(gè)或數(shù)十個(gè)藍(lán)牙設(shè)備。在同一時(shí)間，藍(lán)牙設(shè)備之間僅支持點(diǎn)對點(diǎn)通信。4.藍(lán)牙匹配規(guī)則兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備在進(jìn)行通信前，必須將其匹配在一4.3.2WiFi

WiFi(Wireless-Fidelity,無線高保真）也是一種無線通信協(xié)議，正式名稱是IEEE802．11b，與藍(lán)牙一樣，同屬于短距離無線通信技術(shù)。WiFi速率最高可達(dá)11Mb／s。雖然在數(shù)據(jù)安全性方面比藍(lán)牙技術(shù)要差一些，但在電波的覆蓋范圍方面卻略勝一籌，可達(dá)100m左右，不用說家庭、辦公室，就是小一點(diǎn)的整棟大樓也可使用。最初的IEEE802．11規(guī)范是在1997年提出的，稱為802.11b，主要目的是提供WLAN（WirelessLocalAreaNetworks，無線局域網(wǎng)）接入，也是目前WLAN的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它的工作頻率也是2.4GHZ，與無繩電話、藍(lán)牙等許多不需頻率使用許可證的無線設(shè)備共享同一頻段。起先,WiFi元件昂貴，兼容性不好，安全性也不能令人滿意。隨著時(shí)間推移，這些問題逐步得到解決，且隨著WiFi協(xié)議新版本，如802.11a和802.11g的先后推出,WiFi的應(yīng)用將越來越廣泛。圖4-25為WiFi總體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。4.3.2WiFiWiFi(Wireless-Fide物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論第4章-網(wǎng)絡(luò)傳輸層技術(shù)(新版)課件1.WiFi的技術(shù)特點(diǎn)802.11a標(biāo)準(zhǔn)還沒有被工業(yè)界廣泛接受。它工作在5GHz頻率范圍，傳輸速率54Mb／s，使用正交頻分多路復(fù)用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing;OFDM）調(diào)制技術(shù)，比802.11b采用的補(bǔ)碼鍵控（ComplementaryCodeKeying，CCK）調(diào)制方案快，但它不向后兼容802.11b。WiFi是以太網(wǎng)的一種無線擴(kuò)展，理論上只要用戶位于一個(gè)接入點(diǎn)四周的一定區(qū)域內(nèi)，就能以最高約11Mb／s的速度接入Web。但實(shí)際上，如果有多個(gè)用戶同時(shí)通過一個(gè)點(diǎn)接入，帶寬被多個(gè)用戶分享,WiFi的連接速度一般將只有幾百kb/s的信號不受墻壁阻隔，但在建筑物內(nèi)的有效傳輸距離小于戶外。WiFi技術(shù)的最具誘惑力的方面在于將WiFi與基于XML或Java的Web服務(wù)融合起來之后，可以大幅度減少企業(yè)的IT成本。例如，許多企業(yè)選擇在每一層樓或每一個(gè)部門配備802.11b的接入點(diǎn)，而不是采用電纜線把整幢建筑物連接起來。這樣一來，可以節(jié)省大量鋪設(shè)電纜所需花費(fèi)的資金。1.WiFi的技術(shù)特點(diǎn)802.11a標(biāo)準(zhǔn)還沒有被工業(yè)界廣泛2.用戶WiFi的接入和通信圖4-26WiFi接入示意圖2.用戶WiFi的接入和通信圖4-26WiFi接入示意圖4-27WiFi語音通信圖4-27WiFi語音通信3.WiFi技術(shù)的應(yīng)用WLAN未來最具潛力的應(yīng)用將主要在SOHO（SmallOfficeHomeOffice，在家辦公）、家庭無線網(wǎng)絡(luò)以及不便安裝電纜的建筑物或場所。目前這一技術(shù)的用戶主要來自機(jī)場、酒店、商場等公共熱點(diǎn)場所，以及有線通信不便實(shí)施的場地，如煤炭礦井漏泄、感應(yīng)、透地等方面的監(jiān)控與通信。

1）無線AP＋LAN的應(yīng)用-私網(wǎng)無線辦公環(huán)境，家庭.防止非內(nèi)部人員進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)

2）無線＋LAN＋internet的應(yīng)用-專網(wǎng)

VPN：公司之間異地互連的專用網(wǎng)絡(luò)，基于internet的公司局域網(wǎng)。

網(wǎng)絡(luò)電話：

NetPhone，IpPhone，基于VPN全面實(shí)現(xiàn)語音通話。

網(wǎng)絡(luò)視頻：基于Iweb的視頻會(huì)議監(jiān)控，基于internet的數(shù)據(jù)流的解決。由于投資802．11b的費(fèi)用降低，許多廠商介入這一領(lǐng)域。Intel推出了集成WLAN技術(shù)的筆記本電腦芯片組，不用外接無線網(wǎng)卡，就可實(shí)現(xiàn)無線上網(wǎng)。國內(nèi)的聯(lián)想、清華同方、方正等公司都推出無線網(wǎng)卡等無線網(wǎng)絡(luò)解決方案。一些廠商為了爭奪市場，推出同時(shí)支持802.11a，802.11b和802．11g的芯片，這種芯片可以在2.4GHz和5.2GHz的波段以54Mb／s的速率傳輸數(shù)據(jù)。3.WiFi技術(shù)的應(yīng)用WLAN未來最4.3.3紫蜂ZigBeeZigBee可以說是藍(lán)牙的同族兄弟，它使用2.4GHz波段，采用跳頻技術(shù)。與藍(lán)牙相比，ZigBee更簡單、速率更慢、功率及費(fèi)用也更低。它的基本速率是250kb／s，當(dāng)降低到28kb／s時(shí)，傳輸范圍可擴(kuò)大到134m，并獲得更高的可靠性。另外，它可與254個(gè)節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)?？杀人{(lán)牙更好地支持游戲、消費(fèi)電子、儀器和家庭自動(dòng)化應(yīng)用。人們期望能在工業(yè)監(jiān)控、傳感器網(wǎng)絡(luò)、家庭監(jiān)控、安全系統(tǒng)和玩具等領(lǐng)域拓展ZigBee的應(yīng)用。4.3.3紫蜂ZigBeeZigBee可以說是藍(lán)牙的同族兄1.概述ZigBee這個(gè)名字來源于蜂群的通信方式：蜜蜂之間通過跳Zigzag形狀的舞蹈來交互消息，以便共享食物源的方向、位置和距離等信息。借此意義Zigbee作為新一代無線通信技術(shù)的命名。ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。ZigBee采用DSSS（直接序列擴(kuò)頻）技術(shù)調(diào)制發(fā)射，用于多個(gè)無線傳感器組成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，新一代的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采用802.15.4（ZigBee）協(xié)議。紫蜂是一種高可靠的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)。ZigBee數(shù)傳模塊類似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站。通信距離從標(biāo)準(zhǔn)的75m到幾百米、幾公里，并且支持無限擴(kuò)展。ZigBee是一個(gè)由可多到65000個(gè)無線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)模塊之間可以相互通信，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m無限擴(kuò)展。與移動(dòng)通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)不同的是，紫蜂網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，因而，它必須具有簡單，使用方便，工作可靠，價(jià)格低的特點(diǎn)。1.概述ZigBee這個(gè)名字來源于蜂群的通信方式：蜜蜂之間通2.技術(shù)特點(diǎn)紫蜂是一種無線連接,可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(歐洲流行)和915MHz(美國流行)3個(gè)頻段上,分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率,它的傳輸距離在10.75m的范圍內(nèi),但可以繼續(xù)增加。作為一種無線通信技術(shù),紫蜂具有如下特點(diǎn):

1)低功耗

2)成本低

3)時(shí)延短

4)網(wǎng)絡(luò)容量大

5)可靠

6)安全2.技術(shù)特點(diǎn)紫蜂是一種無線連接,可工作在2.4GHz(全球3.應(yīng)用領(lǐng)域家庭和建筑物的自動(dòng)化控制：照明、空調(diào)、窗簾等家具設(shè)備的遠(yuǎn)程控制；消費(fèi)性電子設(shè)備：電視、DVD、CD機(jī)等電器的遠(yuǎn)程遙控。PC外設(shè)：無線鍵盤、鼠標(biāo)、游戲操縱桿等；工業(yè)控制：使數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、分析和處理變得更加容易；醫(yī)療設(shè)備控制：醫(yī)療傳感器、病人的緊急呼叫按鈕等；交互式玩具。

3.應(yīng)用領(lǐng)域家庭和建筑物的自動(dòng)化控制：照明、空調(diào)、窗簾等家4.紫蜂（ZigBee）聯(lián)盟ZigBee聯(lián)盟成立于2002年8月，由英國Invensys公司、日本三菱電氣公司、美國摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司組成，如今已經(jīng)吸引了上百家芯片公司、無線設(shè)備公司和開發(fā)商的加入。聯(lián)盟是一個(gè)高速成長的非盈利業(yè)界組織。聯(lián)盟制定了基于IEEE802.15.4，具有高可靠、高性價(jià)比、低功耗的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)格。IEEE802.15.4定義了兩個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)，分別是2.4GHz物理層和868/915MHz物理層。兩者均基于直接序列擴(kuò)頻（DSSS）技術(shù)。868MHz只有一個(gè)信道，傳輸速率為20kb/s；902MHz～928MHZ頻段有10個(gè)信道，信道間隔為2MHz，傳輸速率為40kb/s。以上這兩個(gè)頻段都采用BPSK調(diào)制。2.4GHz～2.4835GHz頻段有16個(gè)信道，信道間隔為5MHz，能夠提供250kb/s的傳輸速率，采用O-QPSK調(diào)制。

4.紫蜂（ZigBee）聯(lián)盟ZigBee聯(lián)盟成立于20025.ZigBee網(wǎng)絡(luò)組成與結(jié)構(gòu)低數(shù)據(jù)速率的WPAN中包括兩種無線設(shè)備：全功能設(shè)備（FFD，F(xiàn)ullFunctionDevice）和精簡功能設(shè)備（RFD，ReducedFunctionDevice）。FFD可以當(dāng)作一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器或者一個(gè)普通的傳感器節(jié)點(diǎn)，它可以和任何其他的設(shè)備通信，傳遞由RFD發(fā)來的數(shù)據(jù)到其他設(shè)備，即充當(dāng)了路由的功能。而RFD只能是傳感器節(jié)點(diǎn)，它只能和FFD進(jìn)行通信，經(jīng)過FFD可以將自己測得數(shù)據(jù)傳送出去。在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中大多是這兩種設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)數(shù)理論上最多可達(dá)65536個(gè)，可以組成三種類型網(wǎng)絡(luò)：星型、網(wǎng)狀型和簇（樹）狀型。如圖4-28所示。5.ZigBee網(wǎng)絡(luò)組成與結(jié)構(gòu)低數(shù)據(jù)速率的WPAN中包括網(wǎng)狀（Mesh）網(wǎng)一般是由若干個(gè)FFD連接在一起形成，它們之間是完全的對等通信，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以與它的無線通信范圍內(nèi)的其它節(jié)點(diǎn)通信。Mesh網(wǎng)中，一般將發(fā)起建立網(wǎng)絡(luò)的FFD節(jié)點(diǎn)作為PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)。Mesh網(wǎng)是一種高可靠性網(wǎng)絡(luò)，具有“自恢復(fù)”能力，它可為傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包提供多條路徑，一旦一條路徑出現(xiàn)故障，則存在另一條或多條路徑可供選擇。Mesh網(wǎng)可以通過FFD擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，組成Mesh網(wǎng)與星型網(wǎng)構(gòu)成的混合網(wǎng)。混合網(wǎng)中，終端節(jié)點(diǎn)采集的信息首先傳到同一子網(wǎng)內(nèi)的協(xié)調(diào)點(diǎn)，再通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上傳到上一層網(wǎng)絡(luò)的PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)?；旌暇W(wǎng)都適用于覆蓋范圍較大的網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)狀（Mesh）網(wǎng)一般是由若干個(gè)FFD連接在一起形成，它們之6.ZigBee網(wǎng)絡(luò)配置

低數(shù)據(jù)速率的WPAN中，F(xiàn)FD可以和FFD、RFD通信，而RFD只能和FFD通信，RFD之間是無法通信的。RFD的應(yīng)用相對簡單，例如在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，它們只負(fù)責(zé)將采集的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給它的協(xié)調(diào)點(diǎn)，并不具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)等功能。RFD占用資源少，需要的存儲(chǔ)容量也小，成本比較低。在一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，至少存在一個(gè)FFD充當(dāng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)點(diǎn)，即PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)，如圖4-29所示。通常，PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)是一個(gè)特殊的FFD，它具有較強(qiáng)大的功能，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主要控制者，它負(fù)責(zé)建立新的網(wǎng)絡(luò)、發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)、管理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)以及存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)信息等。6.ZigBee網(wǎng)絡(luò)配置低數(shù)據(jù)速率的WPAN中，F(xiàn)FD可FFD和RFD都可以作為終端節(jié)點(diǎn)加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)。此外，普通FFD也可以在它的個(gè)人操作空間（POS）中充當(dāng)協(xié)調(diào)點(diǎn)，但它仍然受PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)的控制。ZigBee中每個(gè)協(xié)調(diào)點(diǎn)最多可連接255個(gè)節(jié)點(diǎn)，一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)最多可容納65535個(gè)節(jié)點(diǎn)。

FFD和RFD都可以作為終端節(jié)點(diǎn)加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)。此外，7.ZigBee組網(wǎng)技術(shù)當(dāng)ZigBeePAN協(xié)調(diào)點(diǎn)希望建立一個(gè)新網(wǎng)絡(luò)時(shí)，首先掃描信道，尋找網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)空閑信道來建立新的網(wǎng)絡(luò)。如果找到了合適的信道，ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)會(huì)為新網(wǎng)絡(luò)選擇一個(gè)PAN標(biāo)識符（PAN標(biāo)識符必須在信道中是唯一的）。一旦選定了PAN標(biāo)識符，就說明已經(jīng)建立了網(wǎng)絡(luò)。另外，這個(gè)ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)還會(huì)為自己選擇一個(gè)16bit網(wǎng)絡(luò)地址。ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)64bitIEEE擴(kuò)展地址和一個(gè)16bit網(wǎng)絡(luò)地址，其中，16bit的網(wǎng)絡(luò)地址在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中是唯一的，也就是802.15.4中的MAC短地址。ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)選定了網(wǎng)絡(luò)地址后，就開始接受新的節(jié)點(diǎn)加入其網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)希望加入該網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它首先會(huì)通過信道掃描來搜索它周圍存在的網(wǎng)絡(luò)，如果找到了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它就會(huì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)過程加入網(wǎng)絡(luò)，只有具備路由功能的節(jié)點(diǎn)可以允許別的節(jié)點(diǎn)通過它關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)選定了網(wǎng)絡(luò)地址后，就開始接受新的節(jié)點(diǎn)加入其網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)希望加入該網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它首先會(huì)通過信道掃描來搜索它周圍存在的網(wǎng)絡(luò)，如果找到了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它就會(huì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)過程加入網(wǎng)絡(luò)，只有具備路由功能的節(jié)點(diǎn)可以允許別的節(jié)點(diǎn)通過它關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。如果網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)失去聯(lián)系后想要重新加入網(wǎng)絡(luò)，它可以進(jìn)行孤立通知過程重新加入網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)具備路由器功能的節(jié)點(diǎn)都維護(hù)一個(gè)路由表和一個(gè)路由發(fā)現(xiàn)表，它可以參與數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。7.ZigBee組網(wǎng)技術(shù)當(dāng)ZigBeePAN協(xié)調(diào)點(diǎn)希望建ZigBee網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可分為三類①周期性數(shù)據(jù)，例如傳感器網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，這一類數(shù)據(jù)的傳輸速率根據(jù)不同的應(yīng)用而確定；②間歇性數(shù)據(jù)，例如電燈開關(guān)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，這一類數(shù)據(jù)的傳輸速率根據(jù)應(yīng)用或者外部激勵(lì)而確定；③反復(fù)性的、反應(yīng)時(shí)間低的數(shù)據(jù)，例如無線鼠標(biāo)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，這一類數(shù)據(jù)的傳輸速率是根據(jù)時(shí)隙分配而確定的。為了降低ZigBee節(jié)點(diǎn)的平均功耗，ZigBee節(jié)點(diǎn)有激活和睡眠兩種狀態(tài)，只有當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都處于激活狀態(tài)才能完成數(shù)據(jù)的傳輸。在有信標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)中，ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)通過定期地廣播信標(biāo)為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供同步；在無信標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)中，終端節(jié)點(diǎn)定期睡眠，定期醒來，除終端節(jié)點(diǎn)以外的節(jié)點(diǎn)要保證始終處于激活狀態(tài)，終端節(jié)點(diǎn)醒來后會(huì)主動(dòng)詢問它的協(xié)調(diào)點(diǎn)是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送給它。ZigBee網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可分為三類①周期性數(shù)據(jù)，例如傳4.3.4

近距離通信（NFC）技術(shù)是NearFieldCommunication縮寫，即近距離無線通信技術(shù)。是一種短距離的高頻無線通信技術(shù)，允許電子設(shè)備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸（在10厘米內(nèi)）交換數(shù)據(jù)。這個(gè)技術(shù)由免接觸式射頻識別（RFID）演變而來，并向下兼容RFID，最早由Philips、Nokia和Sony主推，主要可能用于手機(jī)等手持設(shè)備中。由于近場通信具有天然的安全性，因此，NFC技術(shù)被認(rèn)為在手機(jī)支付等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景。NFC將非接觸讀卡器、非接觸卡和點(diǎn)對點(diǎn)（Peer-to-Peer）功能整合進(jìn)一塊單芯片，為消費(fèi)者的生活方式開創(chuàng)了不計(jì)其數(shù)的全新機(jī)遇。這是一個(gè)開放接口平臺(tái)，可以對無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速、主動(dòng)設(shè)置，也是虛擬連接器，服務(wù)于現(xiàn)有蜂窩狀網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙和無線802.11設(shè)備。和RFID不同，NFC采用了雙向的識別和連接。在20cm距離內(nèi)工作于13.56MHz頻率范圍。NFC最初僅僅是遙控識別和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合并，但現(xiàn)在已發(fā)展成無線連接技術(shù)。它能快速自動(dòng)地建立無線網(wǎng)絡(luò)，為蜂窩設(shè)備、藍(lán)牙設(shè)備、WiFi設(shè)備提供一個(gè)“虛擬連接”，使電子設(shè)備可以在短距離范圍進(jìn)行通信。

1.概述4.3.4近距離通信（NFC）技術(shù)1.概述2.NFC技術(shù)原理NFC的設(shè)備可以在主動(dòng)或被動(dòng)模式下交換數(shù)據(jù)。在被動(dòng)模式下，啟動(dòng)NFC通信的設(shè)備，也稱為NFC發(fā)起設(shè)備(主設(shè)備)，在整個(gè)通信過程中提供射頻場。它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳輸速度，將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一臺(tái)設(shè)備。另一臺(tái)設(shè)備稱為NFC目標(biāo)設(shè)備(從設(shè)備)，不必產(chǎn)生射頻場，而使用負(fù)載調(diào)制(loadmodulation)技術(shù)，即可以相同的速度將數(shù)據(jù)傳回發(fā)起設(shè)備。移動(dòng)設(shè)備主要以被動(dòng)模式操作，可以大幅降低功耗，并延長電池壽命。電池電量較低的設(shè)備可以要求以被動(dòng)模式充當(dāng)目標(biāo)設(shè)備，而不是發(fā)起設(shè)備。如圖4-30所示。2.NFC技術(shù)原理NFC的設(shè)備可以在主動(dòng)或被動(dòng)模式下交換數(shù)在主動(dòng)模式下，每臺(tái)設(shè)備要向另一臺(tái)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，都必須產(chǎn)生自己的射頻場。這是對等網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)模式，可以獲得非?？焖俚倪B接設(shè)置。如圖4-31所示。在主動(dòng)模式下，每臺(tái)設(shè)備要向另一臺(tái)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，都必須產(chǎn)生自3.技術(shù)優(yōu)勢NFC具有距離近、帶寬高、能耗低等特點(diǎn)。NFC與現(xiàn)有非接觸智能卡技術(shù)兼容。NFC是一種近距離連接協(xié)議。NFC是一種近距離的私密通信方式。NFC在門禁、公交、手機(jī)支付等領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著巨大的作用。NFC還優(yōu)于紅外和藍(lán)牙傳輸方式。NFC技術(shù)支持多種應(yīng)用，包括移動(dòng)支付與交易、對等式通信及移動(dòng)中信息訪問等。NFC設(shè)備可以用作非接觸式智能卡、智能卡的讀寫器終端以及設(shè)備對設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，其應(yīng)用主要可分為以下四個(gè)基本類型：用于付款和購票、用于電子票證、用于智能媒體以及用于交換、傳輸數(shù)據(jù)。3.技術(shù)優(yōu)勢NFC具有距離近、帶寬高、能耗低等特點(diǎn)。4.3.5IrDA

紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)IrDA（InfraredDataAssociation）成立于1993年，是致力于建立紅外線無線連接的非營利組織。起初，采用IrDA標(biāo)準(zhǔn)的無線設(shè)備僅能在1m范圍內(nèi)以115．2kb／s速率傳輸數(shù)據(jù)，很快發(fā)展到4Mb／s的速率，后來，速率又達(dá)到16Mb／s。通信介質(zhì)為波長為900納米左右的近紅外線。目前4M速率的FIR技術(shù)已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術(shù)已經(jīng)發(fā)布。小角度（30度錐角以內(nèi)），短距離，點(diǎn)對點(diǎn)直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強(qiáng)；傳輸速率較高，它是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無線連接技術(shù)，通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā)。IrDA是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信的技術(shù)，它也許是第一個(gè)實(shí)現(xiàn)無線個(gè)人局域網(wǎng)（PersonalAreaNetwork，PAN）的技術(shù)。目前它的軟硬件技術(shù)都很成熟，在小型移動(dòng)設(shè)備，如PDA、手機(jī)上廣泛使用。事實(shí)上，當(dāng)今每一個(gè)出廠的PDA及許多手機(jī)、筆記本電腦、打印機(jī)等產(chǎn)品都支持IrDA。

4.3.5IrDA紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)IrDA（Infrare4.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)技術(shù)在第3章中介紹中，我們已經(jīng)知道傳感器技術(shù)是作為信息獲取最重要和最基本的技術(shù)，傳感器信息獲取技術(shù)已經(jīng)從過去的單一化漸漸向集成化、微型化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，并將會(huì)帶來一場信息革命。在實(shí)際應(yīng)用中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，是一種可以將非常小的、獨(dú)立的無線傳感器安裝在樓房，道路，衣服，身體等物理空間，通過無線可以感知周邊的溫度、光線、加速度、磁場等信息的技術(shù)。這樣的無線傳感器節(jié)點(diǎn)內(nèi)，安裝了傳感器，傳感器控制電路，CPU，無線通信模塊，天線，電源等，具備與周邊傳感器節(jié)點(diǎn)協(xié)作，通過通信手段，將傳感數(shù)據(jù)傳送到收集節(jié)點(diǎn)的功能。本節(jié)側(cè)重介紹無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)技術(shù)。4.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)技術(shù)在第3章中介紹中，我們已經(jīng)知道4.4.1

概述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorWirelessNetwork）是綜合了微電子技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，能夠協(xié)同地實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進(jìn)行處理，處理后的信息通過無線方式發(fā)送，并以自組多跳的網(wǎng)絡(luò)方式傳送給觀察者。是由大量部署在作用區(qū)域內(nèi)的、具有無線通信與計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn)通過自組織方式構(gòu)成的能根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務(wù)的分布式智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集量化、處理融合和傳輸應(yīng)用。也是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)間距離很短，一般采用多跳（multi-hop）的無線通信方式進(jìn)行通信。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以在獨(dú)立的環(huán)境下運(yùn)行，也可以通過網(wǎng)關(guān)連接到Internet，使用戶可以遠(yuǎn)程訪問。4.4.1概述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSenso4.4.2無線傳感器網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)是一種由大量小型傳感器所組成的網(wǎng)絡(luò)。這些小型傳感器一般稱作sensornode（傳感器節(jié)點(diǎn)）或者mote（灰塵）。此種網(wǎng)絡(luò)中一般也有一個(gè)或幾個(gè)基站（稱作sink）用來集中從小型傳感器收集的數(shù)據(jù)。傳感器網(wǎng)的三個(gè)基本要素：傳感器，感知對象，觀察者。傳感器網(wǎng)的基本功能：協(xié)作地感知、采集、處理和發(fā)布感知信息。4.4.2無線傳感器網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)是一種由大量小在傳統(tǒng)的感知方法中，傳感器接近感知對象，傳感器僅產(chǎn)生數(shù)據(jù)流，傳感器無計(jì)算能力無傳感器間通信能力，如圖4-33所示。在現(xiàn)代的感知方法中，傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋感知對象區(qū)域，每個(gè)傳感器完成其臨近感知對象的觀測，多傳感器協(xié)同完成感知區(qū)域的大觀測任務(wù)，使用多跳路由算法向用戶報(bào)告觀測結(jié)果。如圖4-36所示。在傳統(tǒng)的感知方法中，傳感器接近感知對象，傳感器僅產(chǎn)生數(shù)據(jù)流，傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點(diǎn)（sensornode）、匯聚節(jié)點(diǎn)（sinknode）和管理節(jié)點(diǎn)。大量傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)部或附近，能夠通過自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。如圖4.37所示傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測的數(shù)據(jù)沿著其他傳感器節(jié)點(diǎn)逐跳進(jìn)行傳輸，在傳輸過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)可能被多個(gè)節(jié)點(diǎn)處理，經(jīng)過多跳后路由到匯聚節(jié)點(diǎn)，最后通過互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星到達(dá)管理節(jié)點(diǎn)。用戶通過管理節(jié)點(diǎn)對傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置和管理，發(fā)布監(jiān)測任務(wù)以及收集監(jiān)測數(shù)據(jù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點(diǎn)（sensornode）、4.4.3

傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和能量供應(yīng)模塊四部分組成。此外，可以選擇的其他功能單元包括：定位系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及發(fā)電裝置等。如圖4-36所示。4.4.3傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、處理器模塊、無在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)通過各種方式大量部署在被感知對象內(nèi)部或者附近。傳感器節(jié)點(diǎn)的限制：電源能量有限；通信能力有限；計(jì)算和存儲(chǔ)能力有限。這些節(jié)點(diǎn)通過自組織方式構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)作的方式感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中特定的信息，可以實(shí)現(xiàn)對任意地點(diǎn)信息在任意時(shí)間的采集，處理和分析。一個(gè)典型的傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)包括分布式傳感器節(jié)點(diǎn)（群）、sink節(jié)點(diǎn)、互聯(lián)網(wǎng)和用戶界面等。傳感節(jié)點(diǎn)之間可以相互通信，自己組織成網(wǎng)并通過多跳的方式連接至Sink（基站節(jié)點(diǎn)），Sink節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)后，通過網(wǎng)關(guān)（Gateway）完成和公用Internet網(wǎng)絡(luò)的連接。整個(gè)系統(tǒng)通過任務(wù)管理器來管理和控制這個(gè)系統(tǒng)。在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)通過各種方式大量部署在被感知對象內(nèi)部或者4.4.4

傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系協(xié)議棧包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層，與互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧的五層協(xié)議相對應(yīng)。另外，協(xié)議棧還包括能量管理平臺(tái)、移動(dòng)管理平臺(tái)和任務(wù)管理平臺(tái)。如圖4-37所示。4.4.4傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系協(xié)議棧包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層主要研究集中在傳輸介質(zhì)的選擇。目前傳輸介質(zhì)主要有無線電、紅外線和光波三種；傳輸頻段為通用頻段ISM，4.33MHz，915MHz和2.44GHz；調(diào)制方式為二元調(diào)制和多元調(diào)制。數(shù)據(jù)鏈路層主要研究集中在MAC（MediaAccessControl）媒體訪問控制協(xié)議，該協(xié)議是保證WSN高效通信的關(guān)鍵協(xié)議之一，傳感網(wǎng)的性能如吞吐量、延遲性完全取決于網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議，與傳統(tǒng)的MAC協(xié)議不同，WSN的協(xié)議首先考慮能量節(jié)省問題。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)路由的發(fā)現(xiàn)和維護(hù)，遵照路由協(xié)議將數(shù)據(jù)分組，從源節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)，即尋找源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的優(yōu)化路徑，然后將數(shù)據(jù)分組沿著優(yōu)化路徑正確轉(zhuǎn)發(fā)。傳輸層主要負(fù)責(zé)將WSN的數(shù)據(jù)提供給外部網(wǎng)絡(luò)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通常會(huì)采用特殊節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)通過通信衛(wèi)星、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、internal網(wǎng)或其他通信介質(zhì)與外部網(wǎng)絡(luò)通信。MAC協(xié)議處于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的底層部分，對無線傳感網(wǎng)的性能有較大影響，是保證無線傳感網(wǎng)高效通信的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之一。無線傳感網(wǎng)的強(qiáng)大功能是由眾多節(jié)點(diǎn)協(xié)作實(shí)現(xiàn)的。多點(diǎn)通信在局部范圍需要MAC協(xié)議協(xié)調(diào)其間的無線信道分配，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)需要路由協(xié)議選擇通信路徑。