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(wú)線根據(jù)國(guó)際上所采用的通信技術(shù)種類(lèi)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(lèi)網(wǎng)絡(luò)各自常見(jiàn)和常用的通信技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

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(mǎn)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(hù)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(xiě)，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(kāi)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(hù)過(guò)載時(shí)，就只能通過(guò)構(gòu)建更多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)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(xiě)，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(kāi)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(hù)同時(shí)共享一個(gè)無(wú)線信道或一個(gè)移動(dòng)用戶(hù)可使用多個(gè)無(wú)線信道。當(dāng)用戶(hù)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(guò)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(hù)游戲等方面。

3.CDMA

CDMA是Code Division Multiple Access的縮寫(xiě)，全稱(chēng)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(méi)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(kāi)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(hù)都占用相同帶寬和頻率，通過(guò)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(hù)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(hù)已達(dá)移動(dòng)通信用戶(hù)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(kāi)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(hù)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(hù)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(hù)通過(guò)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(hù)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(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤、調(diào)度管理，能夠起到合理分布車(chē)輛，解決交通擁堵等問(wèn)題。民航運(yùn)輸通過(guò)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(guò)GPS定位技術(shù)，迅速知道火災(zāi)、車(chē)禍等事故發(fā)生地，從而能立即展開(kāi)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(hù)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(chēng)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(chēng)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(guò)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(chēng)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(guò)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(guò)渡，并已建成了CDMA IS95網(wǎng)絡(luò)。

(3) TD-SCDMA

TD-SCDMA的全稱(chēng)為T(mén)ime 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(guò)2.5代的中間環(huán)節(jié)直接向3G過(guò)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(kāi)創(chuàng)性。目前大唐電信公司還沒(méi)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(jiàn)表1-1。

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內(nèi)容導(dǎo)航

 第 1 頁(yè)：無(wú)線廣域網(wǎng)(WWAN)  第 2 頁(yè)：無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)

 第 3 頁(yè)：無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)  第 4 頁(yè)：低速率無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(LR-WPAN)

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