本文關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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

一、無線廣域網(wǎng)(WWAN)

無線廣域網(wǎng)WWAN(Wireless Wide Area Networks)主要是為了滿足超出一個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)建立無線連接。在無線廣域網(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多個國家實施運營。其發(fā)展之迅速，從實際意義上來講已成為歐洲和亞洲的標(biāo)準(zhǔn)。到2004年，在全世界的183個國家已經(jīng)建立了540多個GSM通信網(wǎng)絡(luò)。GSM是基于窄帶時分多址(TDMA)制式，允許在一個射頻同時進(jìn)行8組通話。GSM系統(tǒng)包括GSM900MHz、GSM1800MHz及GSM1900MHz等幾個頻段。由于GSM系統(tǒng)的容量是有限的，在網(wǎng)絡(luò)用戶過載時，就只能通過構(gòu)建更多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施來滿足用戶需求。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，不易受外界干擾，采用SIM卡其防盜能力佳，網(wǎng)絡(luò)容量大，號碼資源豐富，信息靈敏，GSM設(shè)備功耗低等重要特點，因而直到現(xiàn)在，GSM在移動通信市場中仍然占有很大份額。

2.GPRS

GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio System)的縮寫，是歐洲電信協(xié)會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)，可實現(xiàn)若干移動用戶同時共享一個無線信道或一個移動用戶可使用多個無線信道。當(dāng)用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時則占用信道，無數(shù)據(jù)傳輸時則把信道資源讓出來，這樣不僅極大地提高了無線頻帶資源的利用率，同時也提供了靈活的差錯控制和流量控制，正因如此，GPRS是按傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量來收費的，即按流量收費，而不是按時間來計費的。

GPRS采用信道捆綁和增強數(shù)據(jù)速率改進(jìn)來實現(xiàn)高速接入，它可以實現(xiàn)在一個載頻或8個信道中實現(xiàn)捆綁，每個信道的傳輸速率為14.4kbps，在這種情況下，8個信道同時進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，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)，將每個信道的速率提高到48kbps，那么其速率高達(dá)384kbps，對于這樣的高速率，可以完成更多的業(yè)務(wù)，比如網(wǎng)頁瀏覽、收/電子郵件等。

GPRS還具有數(shù)據(jù)傳輸與語音傳輸可同時進(jìn)行并自如切換等特點�？傊�，相對于原來GSM以撥號接入的電路數(shù)據(jù)傳送方式，GPRS是分組交換技術(shù)，具有實時在線、高速傳輸、流量計費和自如切換等優(yōu)點，它能全面提升移動數(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——擴頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)。CDMA是最早由美國高通公司研制出來用于商業(yè)的。CDMA研制出來時，正值GSM統(tǒng)領(lǐng)移動通信市場的時候，因此，幾乎沒有一個移動通信運營商敢使用它。最后是在20世紀(jì)90年代初，韓國政府致力于尋找發(fā)展本國電子制造業(yè)的機會，即使發(fā)現(xiàn)歐洲幾乎已經(jīng)壟斷了GSM市場之后，還是果斷地決定發(fā)展CDMA，CDMA從那時開始發(fā)展起來。

CDMA具有頻譜利用率高、語音質(zhì)量好、保密性強、掉話率低、電磁輻射小、系統(tǒng)容量大、覆蓋廣等優(yōu)點。CDMA能有這么多優(yōu)點，一方面是擴頻通信系統(tǒng)所固有的，另一方面是因為CDMA采用了很多的技術(shù)。CDMA系統(tǒng)是由擴頻、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、抗信號路徑衰落能力強、保密安全性高、同頻率可在多個小區(qū)內(nèi)重復(fù)使用，以及系統(tǒng)容量大的優(yōu)點。CDMA系統(tǒng)采用碼分多址技術(shù)，所有移動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的容易掉話的缺點，使得掉話率降低;CDMA采用功率控制和可變速率聲碼器，使CDMA無線發(fā)射功耗低及語音質(zhì)量好。

CDMA具有上述的技術(shù)優(yōu)勢，已經(jīng)被越來越多的用戶所接受，使得CDMA在近些年發(fā)展迅速。目前CDMA在美國、韓國和日本等國家都占有很大一部分的市場，尤其在韓國CDMA用戶已達(dá)移動通信用戶的60%，而且CDMA技術(shù)也是第三代移動通信系統(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)行實時三維導(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)展起來的，它采納了子午儀系統(tǒng)的成功經(jīng)驗，屬于美國第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。美國從20世紀(jì)70年代開始研制GPS，歷時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信號接收機。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)星星歷的計算;GPS的用戶設(shè)備主要由GPS信號接收機硬件和處理軟件組成。用戶通過GPS信號接收機接收GPS衛(wèi)星信號，經(jīng)信號處理后獲得用戶位置、速度等信息，最終實現(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、操作簡便、應(yīng)用廣泛等特點，隨著人們對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。在測量方面，由于GPS測量精度高、操作簡便、便于攜帶、全天候操作、觀測點之間無須通視等優(yōu)點，成功地應(yīng)用于大地測量、工程測量、地殼運動監(jiān)測、工程變形監(jiān)測、資源勘察、地球動力學(xué)等多學(xué)科，從而給測繪領(lǐng)域帶來一場深刻的技術(shù)革命。在交通領(lǐng)域，利用GPS技術(shù)對各種車輛進(jìn)行實時跟蹤、調(diào)度管理，能夠起到合理分布車輛，解決交通擁堵等問題。民航運輸通過GPS信號接收設(shè)備，使駕駛員著陸時能準(zhǔn)確對準(zhǔn)跑道，引導(dǎo)飛機安全進(jìn)、離場。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，大大降低了事故所帶來的損失。

基于GPS的技術(shù)優(yōu)點，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)深入到國民生產(chǎn)和日常生活的各個方面，為人們的工作和生活帶來了方便。

5.3G

3G(Third Generation)是國際電聯(lián)ITU于2000年確定的，意為“第三代移動通信”，正式命名為IMT-2000。3G的設(shè)計目標(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)更好地實現(xiàn)無縫漫游及為用戶提供包括語音、數(shù)據(jù)及多媒體等在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)。因而第三代移動通信系統(tǒng)的主要特征是可提供豐富多彩的移動多媒體業(yè)務(wù)，其傳輸速率在高速移動環(huán)境中支持144kbps，步行慢速移動環(huán)境中支持384kbps，靜止?fàn)顟B(tài)下支持2Mbps。

第三代移動通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)是碼分多址(CDMA)。第一代移動通信系統(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，信令干擾語音業(yè)務(wù)的缺點。第二代移動通信系統(tǒng)主要采用時分多址(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)劃簡單、系統(tǒng)容量大、頻率復(fù)用率高、抗多徑衰落能力強、通話質(zhì)量好、軟容量、軟切換等特點顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿�，因而第三代移動通信系統(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及中國提出來的TD-SCDMA，雖然是三個不同的標(biāo)準(zhǔn)，但三種系統(tǒng)所使用的無線電核心頻段都在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，，增強數(shù)據(jù)速率的GSM演進(jìn))技術(shù)被稱為2.5代移動通信技術(shù)。目前中國移動通信集團(tuán)公司正在采用這一方案向3G過渡，并已將原來的GSM網(wǎng)絡(luò)升級為GPRS網(wǎng)絡(luò)。

(2) CDMA2000

CDMA2000是由窄帶CDMA(CDMA IS95)技術(shù)發(fā)展而來的寬帶CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它是由美國主推的寬帶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(時分同步CDMA)，是由中國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GSM系統(tǒng)向3G的升級非常適用。該標(biāo)準(zhǔn)的提出也表明了中國在移動通信領(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)和特點見表1-1。

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內(nèi)容導(dǎo)航

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 第 3 頁：無線個域網(wǎng)(WPAN)  第 4 頁：低速率無線個域網(wǎng)(LR-WPAN)

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