第5次課-通信技術(shù)

1、第第 4 章章 物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù) 通信技術(shù)通信技術(shù) 4.1 無(wú)線低速網(wǎng)絡(luò)無(wú)線低速網(wǎng)絡(luò) 物聯(lián)網(wǎng)背景下連接的物體，既有智能的也有非物聯(lián)網(wǎng)背景下連接的物體，既有智能的也有非智能的。智能的。 為了適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)中那些能力較低的節(jié)點(diǎn)低速率、為了適應(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、低計(jì)算能力，和低能量的要求，低通信半徑、低計(jì)算能力，和低能量的要求，需要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中各種各樣的物體進(jìn)行操作的前需要對(duì)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(lái)，低速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是實(shí)提就是先將他們連接起來(lái)，低速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是實(shí)現(xiàn)全面互聯(lián)互通的前提?，F(xiàn)全面互聯(lián)互通的前提。4.1 無(wú)線低速網(wǎng)絡(luò)無(wú)線低速網(wǎng)絡(luò) 典

2、型的無(wú)線低速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有藍(lán)牙（典型的無(wú)線低速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有藍(lán)牙（802.15.1協(xié)協(xié)議）、紫蜂議）、紫蜂ZigBee（802.15.4協(xié)議）、紅外及協(xié)議）、紅外及近距離無(wú)線通信近距離無(wú)線通信NFC等無(wú)線低速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。等無(wú)線低速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無(wú)線傳輸頻段比較無(wú)線傳輸頻段比較 4.1.1藍(lán)牙技術(shù)（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（一般藍(lán)牙技術(shù)是一種支持設(shè)備短距離通信（一般10m內(nèi)）內(nèi)）的無(wú)線電技術(shù)。能在包括移動(dòng)電話、的無(wú)線電技術(shù)。能在包括移動(dòng)電話、PDA、無(wú)線耳機(jī)、無(wú)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(wú)線信息筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線信息交換。交換。

3、利用利用“藍(lán)牙藍(lán)牙”技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設(shè)技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡(jiǎn)化設(shè)備與因特網(wǎng)備之間的通信，也能夠成功地簡(jiǎn)化設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無(wú)線通信拓寬道路。為無(wú)線通信拓寬道路。4.1.1藍(lán)牙技術(shù)（藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth） 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)，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(lái)。鏈接起來(lái)。 藍(lán)牙技術(shù)采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及藍(lán)牙技術(shù)采

4、用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，工作在全球通用的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段。其數(shù)據(jù)速（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段。其數(shù)據(jù)速率為率為1Mbps。采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙。采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。工傳輸。4.1.1藍(lán)牙技術(shù)（藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）1. 藍(lán)牙技術(shù)的起源藍(lán)牙技術(shù)的起源 1998年年5月，愛(ài)立信、諾基亞、東芝、月，愛(ài)立信、諾基亞、東芝、IBM和英特和英特爾公司等五家著名廠商，在聯(lián)合開(kāi)展短程無(wú)線通信爾公司等五家著名廠商，在聯(lián)合開(kāi)展短程無(wú)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)，其宗旨是提技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)時(shí)提出

5、了藍(lán)牙技術(shù)，其宗旨是提供一種短距離、低成本的無(wú)線傳輸應(yīng)用技術(shù)。供一種短距離、低成本的無(wú)線傳輸應(yīng)用技術(shù)。 藍(lán)牙的名字來(lái)源于藍(lán)牙的名字來(lái)源于10世紀(jì)丹麥國(guó)王世紀(jì)丹麥國(guó)王Harald Blatand - 英譯為英譯為Harold Bluetooth(因?yàn)樗窒矚g吃藍(lán)梅因?yàn)樗窒矚g吃藍(lán)梅,所以牙齒每天都帶著藍(lán)色所以牙齒每天都帶著藍(lán)色)。他將當(dāng)時(shí)的瑞典、芬他將當(dāng)時(shí)的瑞典、芬蘭與丹麥統(tǒng)一起來(lái)。用他的名字來(lái)命名這種新的技蘭與丹麥統(tǒng)一起來(lái)。用他的名字來(lái)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(lái)的意思。術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，含有將四分五裂的局面統(tǒng)一起來(lái)的意思。4.1.1藍(lán)牙技術(shù)（藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）2.

6、 藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用藍(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而通過(guò)上型電腦之間的令人討厭的連接電纜而而通過(guò)無(wú)線使其建立通信。無(wú)線使其建立通信。 打印機(jī)、打印機(jī)、PDA、桌上型電腦、傳真機(jī)、鍵盤、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。為藍(lán)牙系統(tǒng)的一部分。4.1.1藍(lán)牙技術(shù)（藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）3. 藍(lán)牙技術(shù)的規(guī)范及特點(diǎn)藍(lán)牙技術(shù)的規(guī)范及特

7、點(diǎn) 藍(lán)牙技術(shù)是一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信的開(kāi)放性全藍(lán)牙技術(shù)是一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信的開(kāi)放性全球規(guī)范，它以低成本的近距離無(wú)線連接為基礎(chǔ)，球規(guī)范，它以低成本的近距離無(wú)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。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)其程序?qū)懺谝粋€(gè)9 x 9 mm的微芯片中。藍(lán)牙工作的微芯片中。藍(lán)牙工作在全球通用的在全球通用的2.4GHz ISM(即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段。頻段。4.1.1藍(lán)牙技術(shù)（藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth） 藍(lán)牙的標(biāo)準(zhǔn)是藍(lán)牙的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.15，工作在，工作在2.4GHz 頻帶，頻帶，帶寬為帶寬為1Mb/s

8、。 以時(shí)分方式進(jìn)行全雙工通信，其基帶協(xié)議是電路以時(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。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)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。個(gè)時(shí)隙。 4.1.1藍(lán)牙技術(shù)（藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）同時(shí)，藍(lán)牙技術(shù)支持同時(shí)，藍(lán)牙技術(shù)支持1個(gè)異步數(shù)據(jù)通道或個(gè)異步數(shù)據(jù)通道或3個(gè)并個(gè)并發(fā)的同步話音通道，或發(fā)的同步話音通道，或1個(gè)同時(shí)傳送異步數(shù)據(jù)個(gè)同時(shí)傳送異步數(shù)據(jù)和同步話音的通道。和同步話音的通道。每一個(gè)話音通道支持每一個(gè)話音通道支持64kb/s的同步

9、話音；異步的同步話音；異步通道支持最大速率為通道支持最大速率為721kb/s，反向應(yīng)答速率，反向應(yīng)答速率為為57. 6 kb/s的非對(duì)稱連接，或者是的非對(duì)稱連接，或者是432. 6 kb/s的對(duì)稱連接。的對(duì)稱連接。4.1.1藍(lán)牙技術(shù)（藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）依據(jù)發(fā)射輸出電平功率不同，藍(lán)牙傳輸有依據(jù)發(fā)射輸出電平功率不同，藍(lán)牙傳輸有3 種種距離等級(jí)：距離等級(jí)：Class1 為為100m 左右；左右；Class2 約為約為10m；Class3 約為約為2-3m。一。一般情況下，其正常的工作范圍是般情況下，其正常的工作范圍是10m 半徑之內(nèi)。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)。在此范圍

10、內(nèi)，可進(jìn)行多臺(tái)設(shè)備間的互聯(lián)。4.1.1藍(lán)牙技術(shù)（藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）4. 藍(lán)牙匹配規(guī)則藍(lán)牙匹配規(guī)則 兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備在進(jìn)行通訊前，必須將其匹配在兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備在進(jìn)行通訊前，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(guò)允許的另一個(gè)設(shè)備所接受。會(huì)被經(jīng)過(guò)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。藍(lán)牙技術(shù)將設(shè)備分為兩種：主設(shè)備和從設(shè)備。4.1.1藍(lán)牙技術(shù)（藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth） 藍(lán)牙主設(shè)備藍(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(guò)輸入端可輸入隨機(jī)

11、的匹配密碼來(lái)時(shí)，用戶通過(guò)輸入端可輸入隨機(jī)的匹配密碼來(lái)將兩個(gè)設(shè)備匹配。將兩個(gè)設(shè)備匹配。 藍(lán)牙手機(jī)、安裝有藍(lán)牙模塊的藍(lán)牙手機(jī)、安裝有藍(lán)牙模塊的PC等都是主設(shè)等都是主設(shè)備。（例如：藍(lán)牙手機(jī)和藍(lán)牙備。（例如：藍(lán)牙手機(jī)和藍(lán)牙PC進(jìn)行匹配時(shí)，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)牙在藍(lán)牙PC上輸入相同的一組數(shù)字，來(lái)完成這上輸入相同的一組數(shù)字，來(lái)完成這兩個(gè)設(shè)備之間的匹配。）兩個(gè)設(shè)備之間的匹配。）4.1.1藍(lán)牙技術(shù)（藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth） 藍(lán)牙從設(shè)備藍(lán)牙從設(shè)備： 從設(shè)備一般不具備輸入端。因此從設(shè)備在出廠從設(shè)備一般不具備輸入端。因此從設(shè)備在出廠時(shí)

12、，在其藍(lán)牙芯片中，固化有一個(gè)時(shí)，在其藍(lán)牙芯片中，固化有一個(gè)4位或位或6位數(shù)位數(shù)字的匹配密碼。藍(lán)牙耳機(jī)、字的匹配密碼。藍(lán)牙耳機(jī)、UD數(shù)碼筆等都是數(shù)碼筆等都是從設(shè)備。從設(shè)備。 （例如：藍(lán)牙（例如：藍(lán)牙PC與與UD數(shù)碼筆匹配時(shí)，用戶將數(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)牙筆上的藍(lán)牙匹配密碼正確的輸入到藍(lán)牙PC上，完成上，完成UD筆與藍(lán)牙筆與藍(lán)牙PC之間的匹配。）之間的匹配。）4.1.1藍(lán)牙技術(shù)（藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth） 主設(shè)備與主設(shè)備之間、主設(shè)備與從設(shè)備之間，是主設(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(wú)法可以互相匹配在一起的；而從設(shè)

13、備與從設(shè)備是無(wú)法匹配的。匹配的。 例如：藍(lán)牙例如：藍(lán)牙PC與藍(lán)牙手機(jī)可以匹配在一起；藍(lán)牙與藍(lán)牙手機(jī)可以匹配在一起；藍(lán)牙PC也可以與也可以與UD筆匹配在一起；而筆匹配在一起；而UD筆與筆與UD筆之筆之間是不能匹配的。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。而一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備。而一臺(tái)藍(lán)牙臺(tái)藍(lán)牙PC，可匹配十多個(gè)或數(shù)十個(gè)藍(lán)牙設(shè)備。，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(duì)點(diǎn)通訊。在同一時(shí)間，藍(lán)牙設(shè)備之間僅支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊。4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù)

14、 （ZigBee） ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功技術(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(wú)線通訊技術(shù)。耗、低速率、低成本的雙向無(wú)線通訊技術(shù)。 主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各主要用于距離短、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。的應(yīng)用。4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee） ZigBee采用采用DSSS技術(shù)調(diào)制發(fā)射，用于多個(gè)無(wú)技術(shù)調(diào)制發(fā)射，用于多個(gè)無(wú)線傳感器組成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，是一種短距離、低速線傳感

15、器組成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，是一種短距離、低速率低功耗的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，率低功耗的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)， 采用采用DSSS技術(shù)調(diào)制發(fā)射，用于多個(gè)無(wú)線傳感技術(shù)調(diào)制發(fā)射，用于多個(gè)無(wú)線傳感器組成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，新一代的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將器組成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，新一代的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采用采用802.15.4(ZigBee)協(xié)議。協(xié)議。4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）1. 紫蜂技術(shù)（紫蜂技術(shù)（ZigBee）簡(jiǎn)介）簡(jiǎn)介 ZigBee這個(gè)名字來(lái)源于蜂群的通信方式：蜜蜂之這個(gè)名字來(lái)源于蜂群的通信方式：蜜蜂之間通過(guò)跳間通過(guò)跳Zigzag形狀的舞蹈來(lái)交互消息，以便共形狀的舞蹈來(lái)交互消息，以便共享食物源的方向、位置和距離等信息。

16、借此意義享食物源的方向、位置和距離等信息。借此意義Zigbee作為新一代無(wú)線通訊技術(shù)的命名。作為新一代無(wú)線通訊技術(shù)的命名。 紫蜂網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊紫蜂網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）紫蜂是一種高可靠的無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類似于紫蜂是一種高可靠的無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類似于CDMA和和GSM網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)。ZigBee數(shù)傳模塊類似于移動(dòng)數(shù)傳模塊類似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站。網(wǎng)絡(luò)基站。通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的75m到幾百米、幾公里，并且到幾百米、幾公里，并且支持無(wú)限擴(kuò)展。支持無(wú)限擴(kuò)展。 ZigBee是一個(gè)由可多到是一個(gè)由可多到65000個(gè)無(wú)線數(shù)傳模塊組個(gè)無(wú)線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在整個(gè)

17、網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每成的一個(gè)無(wú)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)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)的間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m無(wú)限擴(kuò)展。無(wú)限擴(kuò)展。 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）與移動(dòng)通信的與移動(dòng)通信的CDMA網(wǎng)或網(wǎng)或GSM網(wǎng)不同的是，紫網(wǎng)不同的是，紫蜂網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸蜂網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，因而，它必須具有簡(jiǎn)單，使用方便，而建立，因而，它必須具有簡(jiǎn)單，使用方便，工作可靠，價(jià)格低的特點(diǎn)。工作可靠，價(jià)格低的特點(diǎn)。而移動(dòng)通信網(wǎng)主要是為語(yǔ)音通信而建立，每個(gè)而移動(dòng)通信網(wǎng)主要是為語(yǔ)音

18、通信而建立，每個(gè)基站價(jià)值一般都在百萬(wàn)元人民幣以上，而每個(gè)基站價(jià)值一般都在百萬(wàn)元人民幣以上，而每個(gè)紫蜂網(wǎng)絡(luò)紫蜂網(wǎng)絡(luò) “基站基站”卻不到卻不到1000元人民幣。元人民幣。4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）2. 技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn) 紫蜂是一種無(wú)線連接紫蜂是一種無(wú)線連接,可工作在可工作在2.4GHz(全球流全球流行行)、868MHz(歐洲流行歐洲流行)和和915 MHz(美國(guó)流美國(guó)流行行)3個(gè)頻段上個(gè)頻段上,分別具有最高分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和和40kbit/s的傳輸速率的傳輸速率, 它的傳輸距離在它的傳輸距離在10-75m的范圍內(nèi)的范圍內(nèi),但可以繼續(xù)但可以繼續(xù)增加

19、。增加。4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）作為一種無(wú)線通信技術(shù)作為一種無(wú)線通信技術(shù), 紫蜂具有如下特點(diǎn)紫蜂具有如下特點(diǎn): (1) 低功耗低功耗 (2) 成本低成本低 (3) 時(shí)延短時(shí)延短 (4) 網(wǎng)絡(luò)容量大網(wǎng)絡(luò)容量大 (5) 可靠可靠 (6) 安全安全 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）3. 應(yīng)用領(lǐng)域應(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；簾等家具設(shè)備的遠(yuǎn)程控制； 消費(fèi)性電子設(shè)備：電視、消費(fèi)性電子設(shè)備：電視、DVD、CD機(jī)等電器機(jī)等電器的遠(yuǎn)程遙控。的遠(yuǎn)程遙控。 PC外設(shè)：無(wú)線鍵盤、鼠標(biāo)、游戲操縱桿

20、等；外設(shè)：無(wú)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；得更加容易； 醫(yī)療設(shè)備控制：醫(yī)療傳感器、病人的緊急呼叫醫(yī)療設(shè)備控制：醫(yī)療傳感器、病人的緊急呼叫按鈕等；按鈕等； 交互式玩具。交互式玩具。 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）4. 紫蜂（紫蜂（ZigBee）聯(lián)盟）聯(lián)盟 ZigBee聯(lián)盟成立于聯(lián)盟成立于2002年年8月，由英國(guó)月，由英國(guó)Invensys 公司、日本三菱電氣公司、美國(guó)摩托公司、日本三菱電氣公司、美國(guó)摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司組成，如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

21、了上百家芯片公司、無(wú)線設(shè)備公司今已經(jīng)吸引了上百家芯片公司、無(wú)線設(shè)備公司和開(kāi)發(fā)商的加入。和開(kāi)發(fā)商的加入。 聯(lián)盟是一個(gè)高速成長(zhǎng)的非盈利業(yè)界組織。聯(lián)盟聯(lián)盟是一個(gè)高速成長(zhǎng)的非盈利業(yè)界組織。聯(lián)盟制定了基于制定了基于IEEE802.15.4，具有高可靠、高性，具有高可靠、高性價(jià)比、低功耗的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)格。價(jià)比、低功耗的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)格。 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）5. ZigBee協(xié)議棧協(xié)議棧 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)是基于標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧結(jié)構(gòu)是基于標(biāo)準(zhǔn)OSI七層模型七層模型的，包括高層應(yīng)用規(guī)范、應(yīng)用匯聚層、網(wǎng)絡(luò)層、的，包括高層應(yīng)用規(guī)范、應(yīng)用匯聚層、網(wǎng)絡(luò)層、媒體接入層和物理層。媒體接入層和物理層。

22、ZigBee協(xié)議棧協(xié)議棧 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）IEEE 802.15.4定義了兩個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)，分別是定義了兩個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)，分別是2.4GHz物理層和物理層和868/915MHz物理層。兩者均基物理層。兩者均基于直接序列擴(kuò)頻（于直接序列擴(kuò)頻（DSSS）技術(shù)。）技術(shù)。868MHz只有一個(gè)信道，傳輸速率為只有一個(gè)信道，傳輸速率為20kb/s；902MHz928MHZ頻段有頻段有10個(gè)信道，信道間隔為個(gè)信道，信道間隔為2MHz，傳輸速率為，傳輸速率為40kb/s。以上這兩個(gè)頻段都采。以上這兩個(gè)頻段都采用用BPSK調(diào)制。調(diào)制。2.4GHz2.4835 GHz頻段有頻段有16個(gè)信

23、道，信道間個(gè)信道，信道間隔為隔為5MHz，能夠提供，能夠提供250kb/s的傳輸速率，采用的傳輸速率，采用O-QPSK調(diào)制。調(diào)制。 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）為了提高傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，為了提高傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，IEEE 802.15.4定定義的媒體接入控制（義的媒體接入控制（MAC）層采用了）層采用了CSMA-CA和時(shí)隙和時(shí)隙CSMA-CA信道接入方式和完全握手信道接入方式和完全握手協(xié)議。協(xié)議。應(yīng)用匯聚層主要負(fù)責(zé)把不同的應(yīng)用映射到應(yīng)用匯聚層主要負(fù)責(zé)把不同的應(yīng)用映射到ZigBee網(wǎng)絡(luò)上，主要包括安全與鑒權(quán)、多個(gè)業(yè)網(wǎng)絡(luò)上，主要包括安全與鑒權(quán)、多個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的會(huì)聚、設(shè)備發(fā)現(xiàn)和業(yè)務(wù)

24、發(fā)現(xiàn)。務(wù)數(shù)據(jù)流的會(huì)聚、設(shè)備發(fā)現(xiàn)和業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)。4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）6. ZigBee網(wǎng)絡(luò)配置網(wǎng)絡(luò)配置 低數(shù)據(jù)速率的低數(shù)據(jù)速率的WPAN中包括兩種無(wú)線設(shè)備：全中包括兩種無(wú)線設(shè)備：全功能設(shè)備（功能設(shè)備（FFD）和精簡(jiǎn)功能設(shè)備（）和精簡(jiǎn)功能設(shè)備（RFD）。）。 其中，其中，F(xiàn)FD可以和可以和FFD、RFD通信，而通信，而RFD只能只能和和FFD通信，通信，RFD之間是無(wú)法通信的。之間是無(wú)法通信的。 RFD的應(yīng)用相對(duì)簡(jiǎn)單，例如在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，它的應(yīng)用相對(duì)簡(jiǎn)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)，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)

25、、路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)等功能。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，成本比占用資源少，需要的存儲(chǔ)容量也小，成本比較低。較低。 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）在一個(gè)在一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，至少存在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，至少存在一個(gè)FFD充當(dāng)整個(gè)網(wǎng)充當(dāng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)點(diǎn)，即絡(luò)的協(xié)調(diào)點(diǎn)，即PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)。通常，協(xié)調(diào)點(diǎn)。通常，PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)是一協(xié)調(diào)點(diǎn)是一個(gè)特殊的個(gè)特殊的FFD，它具有較強(qiáng)大的功能，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的，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)、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)

26、絡(luò)信息等。管理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)以及存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)信息等。FFD和和RFD都可以作為終端節(jié)點(diǎn)加入都可以作為終端節(jié)點(diǎn)加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)。 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）此外，普通此外，普通FFD也可以在它的個(gè)人操作空間也可以在它的個(gè)人操作空間（POS）中充當(dāng)協(xié)調(diào)點(diǎn)，但它仍然受）中充當(dāng)協(xié)調(diào)點(diǎn)，但它仍然受PAN協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)點(diǎn)的控制。點(diǎn)的控制。ZigBee中每個(gè)協(xié)調(diào)點(diǎn)最多可連接中每個(gè)協(xié)調(diào)點(diǎn)最多可連接255個(gè)節(jié)點(diǎn)，個(gè)節(jié)點(diǎn)，一個(gè)一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)最多可容納網(wǎng)絡(luò)最多可容納65535個(gè)節(jié)點(diǎn)。個(gè)節(jié)點(diǎn)。 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee） 7. ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) Zi

27、gBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有三種，星型網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有三種，星型網(wǎng)、網(wǎng)狀（網(wǎng)狀（mesh）網(wǎng)和混合網(wǎng)。）網(wǎng)和混合網(wǎng)。 星型網(wǎng)是由一個(gè)星型網(wǎng)是由一個(gè)PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)終端節(jié)協(xié)調(diào)點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)組成的。點(diǎn)組成的。 PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)必須是協(xié)調(diào)點(diǎn)必須是FFD，它負(fù)責(zé)發(fā)起建立和管理，它負(fù)責(zé)發(fā)起建立和管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其它的節(jié)點(diǎn)（終端節(jié)點(diǎn)）一般為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其它的節(jié)點(diǎn)（終端節(jié)點(diǎn)）一般為RFD，分布在分布在PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)的覆蓋范圍內(nèi)，直接與協(xié)調(diào)點(diǎn)的覆蓋范圍內(nèi)，直接與PAN協(xié)協(xié)調(diào)點(diǎn)進(jìn)行通信。調(diào)點(diǎn)進(jìn)行通信。 星型網(wǎng)通常用于節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少的場(chǎng)合。星型網(wǎng)通常用于節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少的場(chǎng)合。 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技

28、術(shù) （ZigBee） 網(wǎng)狀（網(wǎng)狀（Mesh）網(wǎng)一般是由若干個(gè)）網(wǎng)一般是由若干個(gè)FFD連接在一起連接在一起形成，它們之間是完全的對(duì)等通信，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可形成，它們之間是完全的對(duì)等通信，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以與它的無(wú)線通信范圍內(nèi)的其它節(jié)點(diǎn)通信。以與它的無(wú)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)的網(wǎng)中，一般將發(fā)起建立網(wǎng)絡(luò)的FFD節(jié)點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn)作為PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)。協(xié)調(diào)點(diǎn)。Mesh網(wǎng)是一種高可靠性網(wǎng)絡(luò)，具有網(wǎng)是一種高可靠性網(wǎng)絡(luò)，具有“自恢復(fù)自恢復(fù)”能能力，它可為傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包提供多條路徑，一旦一條力，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。路徑出現(xiàn)故障，

29、則存在另一條或多條路徑可供選擇。 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee） Mesh網(wǎng)可以通過(guò)網(wǎng)可以通過(guò)FFD擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，組成擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，組成Mesh網(wǎng)與星型網(wǎng)構(gòu)成的混合網(wǎng)。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(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上傳到上一子網(wǎng)內(nèi)的協(xié)調(diào)點(diǎn)，再通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上傳到上一層網(wǎng)絡(luò)的層網(wǎng)絡(luò)的PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)。協(xié)調(diào)點(diǎn)。混合網(wǎng)都適用于覆蓋范圍較大的網(wǎng)絡(luò)。混合網(wǎng)都適用于覆蓋范圍較大的網(wǎng)絡(luò)。 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee

30、） 9. ZigBee組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)技術(shù) 當(dāng)當(dāng)ZigBee PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)希望建立一個(gè)新網(wǎng)絡(luò)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)空閑信時(shí)，首先掃描信道，尋找網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)空閑信道來(lái)建立新的網(wǎng)絡(luò)。道來(lái)建立新的網(wǎng)絡(luò)。 如果找到了合適的信道，如果找到了合適的信道，ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)會(huì)為協(xié)調(diào)點(diǎn)會(huì)為新網(wǎng)絡(luò)選擇一個(gè)新網(wǎng)絡(luò)選擇一個(gè)PAN標(biāo)識(shí)符（標(biāo)識(shí)符（PAN標(biāo)識(shí)符必須標(biāo)識(shí)符必須在信道中是唯一的）。一旦選定了在信道中是唯一的）。一旦選定了PAN標(biāo)識(shí)符，標(biāo)識(shí)符，就說(shuō)明已經(jīng)建立了網(wǎng)絡(luò)。就說(shuō)明已經(jīng)建立了網(wǎng)絡(luò)。 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）另外，這個(gè)另外，這個(gè)ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)還會(huì)為

31、自己選擇一個(gè)協(xié)調(diào)點(diǎn)還會(huì)為自己選擇一個(gè)16bit網(wǎng)絡(luò)地址。網(wǎng)絡(luò)地址。ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)64 bit IEEE擴(kuò)展地址和一個(gè)擴(kuò)展地址和一個(gè)16 bit網(wǎng)絡(luò)地址，其中，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中的中的MAC短地址。短地址。 4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)選定了網(wǎng)絡(luò)地址后，就開(kāi)始接協(xié)調(diào)點(diǎn)選定了網(wǎng)絡(luò)地址后，就開(kāi)始接受新的節(jié)點(diǎn)加入其網(wǎng)絡(luò)。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(guò)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(guò)

32、信道掃描來(lái)搜索它周圍存在的網(wǎng)絡(luò)，如果找到信道掃描來(lái)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(guò)程加入網(wǎng)絡(luò)，了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它就會(huì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)過(guò)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(guò)它關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。過(guò)它關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)選定了網(wǎng)絡(luò)地址后，就開(kāi)始接協(xié)調(diào)點(diǎn)選定了網(wǎng)絡(luò)地址后，就開(kāi)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(guò)信道掃描來(lái)搜索它周該網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它首先會(huì)通過(guò)信道掃描來(lái)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)圍存在的網(wǎng)

33、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(guò)程加入網(wǎng)絡(luò)，只有具備路由功能的進(jìn)行關(guān)聯(lián)過(guò)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(guò)它關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)可以允許別的節(jié)點(diǎn)通過(guò)它關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）ZigBee網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可分為三類：網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可分為三類： 周期性數(shù)據(jù)，例如傳感器網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，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；這一類數(shù)據(jù)的傳輸速率根據(jù)不同的應(yīng)用而確定； 間歇性數(shù)據(jù)，例如電燈開(kāi)關(guān)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，這間歇性數(shù)據(jù)，例如電燈開(kāi)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)而一類數(shù)據(jù)的傳輸速率根據(jù)應(yīng)

34、用或者外部激勵(lì)而確定；確定； 反復(fù)性的、反應(yīng)時(shí)間低的數(shù)據(jù)，例如無(wú)線鼠反復(fù)性的、反應(yīng)時(shí)間低的數(shù)據(jù)，例如無(wú)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)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。時(shí)隙分配而確定的。4.1.2 紫蜂技術(shù)紫蜂技術(shù) （ZigBee）為了降低為了降低ZigBee節(jié)點(diǎn)的平均功耗，節(jié)點(diǎn)的平均功耗，ZigBee節(jié)點(diǎn)有節(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。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，在有信標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)中，ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)通過(guò)定期地廣協(xié)調(diào)點(diǎn)通過(guò)定期地廣播信標(biāo)為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供同步

35、；播信標(biāo)為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供同步；在無(wú)信標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)中，終端節(jié)點(diǎn)定期睡眠，定期醒來(lái)，在無(wú)信標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)中，終端節(jié)點(diǎn)定期睡眠，定期醒來(lái)，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)，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(lái)后會(huì)主動(dòng)詢問(wèn)它的協(xié)調(diào)點(diǎn)是否有數(shù)據(jù)終端節(jié)點(diǎn)醒來(lái)后會(huì)主動(dòng)詢問(wèn)它的協(xié)調(diào)點(diǎn)是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送給它。要發(fā)送給它。4.1.3 紅外通信技術(shù)紅外通信技術(shù)1. 紅外通訊技術(shù)簡(jiǎn)介紅外通訊技術(shù)簡(jiǎn)介 紅外通訊技術(shù)使用一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，紅外通訊技術(shù)使用一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，是傳統(tǒng)的設(shè)備之間連接線纜的替代。是傳統(tǒng)的設(shè)備之間連接線纜的替代。 它的通訊距離一般在它的通訊距離一般在0到到1米之間

36、，傳輸速率最米之間，傳輸速率最快可達(dá)快可達(dá)16Mbps，通訊介質(zhì)為波長(zhǎng)為，通訊介質(zhì)為波長(zhǎng)為900納米納米左右的近紅外線。左右的近紅外線。4.1.3 紅外通信技術(shù)紅外通信技術(shù) 它是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無(wú)它是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無(wú)線連接技術(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之線連接技術(shù)，通過(guò)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(wú)線的數(shù)據(jù)收發(fā)。間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)無(wú)線的數(shù)據(jù)收發(fā)。 小角度（小角度（30度錐角以內(nèi)），短距離，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直度錐角以內(nèi)），短距離，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強(qiáng)；線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強(qiáng)； 傳輸速率較高，目前傳輸速率較高，目前4M速率的速率的FIR技術(shù)已被廣技術(shù)已被廣

37、泛使用，泛使用，16M速率的速率的VFIR技術(shù)已經(jīng)發(fā)布。技術(shù)已經(jīng)發(fā)布。 4.1.3 紅外通信技術(shù)紅外通信技術(shù)2. IrDA紅外通訊標(biāo)準(zhǔn)紅外通訊標(biāo)準(zhǔn) IrDA是紅外數(shù)據(jù)組織（是紅外數(shù)據(jù)組織（Infrared Data Association）的簡(jiǎn)稱，的簡(jiǎn)稱，IrDA紅外連接技術(shù)就是由該組織提出的。紅外連接技術(shù)就是由該組織提出的。 在紅外通訊技術(shù)發(fā)展早期，存在好幾個(gè)紅外通訊標(biāo)準(zhǔn)，在紅外通訊技術(shù)發(fā)展早期，存在好幾個(gè)紅外通訊標(biāo)準(zhǔn)，不同標(biāo)準(zhǔn)之間的紅外設(shè)備不能進(jìn)行紅外通訊。不同標(biāo)準(zhǔn)之間的紅外設(shè)備不能進(jìn)行紅外通訊。 為了使各種紅外設(shè)備能夠互聯(lián)互通，為了使各種紅外設(shè)備能夠互聯(lián)互通，1993年，由二十年，由二十

38、多個(gè)大廠商發(fā)起成立了紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)多個(gè)大廠商發(fā)起成立了紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)(IrDA)，統(tǒng)一了，統(tǒng)一了紅外通訊的標(biāo)準(zhǔn)，這就是目前被廣泛使用的紅外通訊的標(biāo)準(zhǔn)，這就是目前被廣泛使用的IrDA紅外紅外數(shù)據(jù)通訊協(xié)議及規(guī)范。數(shù)據(jù)通訊協(xié)議及規(guī)范。4.1.3 紅外通信技術(shù)紅外通信技術(shù)IrDA的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需申請(qǐng)頻率的使用權(quán)，因而的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需申請(qǐng)頻率的使用權(quán)，因而紅外通信成本低廉。并且還具有移動(dòng)通信所需的體紅外通信成本低廉。并且還具有移動(dòng)通信所需的體積小、功耗低、連接方便、簡(jiǎn)單易用的特點(diǎn)。此外，積小、功耗低、連接方便、簡(jiǎn)單易用的特點(diǎn)。此外，紅外線發(fā)射角度較小，傳輸上安全性高。紅外線發(fā)射角度較小，傳輸上安全性高。 I

39、rDA的不足在于它是一種視距傳輸，兩個(gè)相互通的不足在于它是一種視距傳輸，兩個(gè)相互通信的設(shè)備之間必須對(duì)準(zhǔn)，中間不能被其它物體阻隔，信的設(shè)備之間必須對(duì)準(zhǔn)，中間不能被其它物體阻隔，因而該技術(shù)只能用于因而該技術(shù)只能用于2臺(tái)臺(tái)(非多臺(tái)非多臺(tái))設(shè)備之間的連接。設(shè)備之間的連接。而藍(lán)牙就沒(méi)有此限制，且不受墻壁的阻隔。而藍(lán)牙就沒(méi)有此限制，且不受墻壁的阻隔。 4.1.4 近距離通信（近距離通信（NFC）技術(shù)）技術(shù)近距離無(wú)線通信近距離無(wú)線通信NFC是是Near Field Communication縮寫，即近距離無(wú)線通訊技術(shù)。縮寫，即近距離無(wú)線通訊技術(shù)。由飛利浦公司和索尼公司共同開(kāi)發(fā)的由飛利浦公司和索尼公司共同開(kāi)發(fā)

40、的NFC是一種是一種非接觸式識(shí)別和互聯(lián)技術(shù)，可以在移動(dòng)設(shè)備、消非接觸式識(shí)別和互聯(lián)技術(shù)，可以在移動(dòng)設(shè)備、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、費(fèi)類電子產(chǎn)品、PC 和智能控件工具間進(jìn)行近距離和智能控件工具間進(jìn)行近距離無(wú)線通信。無(wú)線通信。NFC 提供了一種簡(jiǎn)單、觸控式的解決方案，可以提供了一種簡(jiǎn)單、觸控式的解決方案，可以讓消費(fèi)者簡(jiǎn)單直觀地交換信息、訪問(wèn)內(nèi)容與服務(wù)。讓消費(fèi)者簡(jiǎn)單直觀地交換信息、訪問(wèn)內(nèi)容與服務(wù)。4.1.4 近距離通信（近距離通信（NFC）技術(shù)）技術(shù)1. 概述概述 近場(chǎng)通信（近場(chǎng)通信（NFC），又稱近距離無(wú)線通信，是一種），又稱近距離無(wú)線通信，是一種短距離的高頻無(wú)線通信技術(shù)，允許電子設(shè)備之間進(jìn)短距離的高頻無(wú)線通

41、信技術(shù)，允許電子設(shè)備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸（在行非接觸式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸（在10厘米內(nèi)）交換數(shù)厘米內(nèi)）交換數(shù)據(jù)。據(jù)。 這個(gè)技術(shù)由免接觸式射頻識(shí)別（這個(gè)技術(shù)由免接觸式射頻識(shí)別（RFID）演變而來(lái)，）演變而來(lái)，并向下兼容并向下兼容RFID，最早由，最早由Philips、Nokia和和Sony主推，主要可能用于手機(jī)等手持設(shè)備中。主推，主要可能用于手機(jī)等手持設(shè)備中。 由于近場(chǎng)通訊具有天然的安全性，因此，由于近場(chǎng)通訊具有天然的安全性，因此，NFC技術(shù)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。被認(rèn)為在手機(jī)支付等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景。 4.1.4 近距離通信（近距離通信（NFC）技術(shù)）技術(shù) NF

42、C 將非接觸讀卡器、非接觸卡和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)將非接觸讀卡器、非接觸卡和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（Peer-to-Peer）功能整合進(jìn)一塊單芯片，為消）功能整合進(jìn)一塊單芯片，為消費(fèi)者的生活方式開(kāi)創(chuàng)了不計(jì)其數(shù)的全新機(jī)遇。費(fèi)者的生活方式開(kāi)創(chuàng)了不計(jì)其數(shù)的全新機(jī)遇。 這是一個(gè)開(kāi)放接口平臺(tái)，可以對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快這是一個(gè)開(kāi)放接口平臺(tái)，可以對(duì)無(wú)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(wú)線窩狀網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙和無(wú)線 802.11 設(shè)備。設(shè)備。4.1.4 近距離通信（近距離通信（NFC）技術(shù)）技術(shù) 和和RFID不同，不同，NFC采用了雙向的識(shí)別和連采用了雙向的識(shí)別和連接。在

43、接。在20cm距離內(nèi)工作于距離內(nèi)工作于13.56MHz頻率范圍。頻率范圍。 NFC最初僅僅是遙控識(shí)別和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合并，但最初僅僅是遙控識(shí)別和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合并，但現(xiàn)在已發(fā)展成無(wú)線連接技術(shù)。現(xiàn)在已發(fā)展成無(wú)線連接技術(shù)。 它能快速自動(dòng)地建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，為蜂窩設(shè)備、藍(lán)它能快速自動(dòng)地建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，為蜂窩設(shè)備、藍(lán)牙設(shè)備、牙設(shè)備、Wi-Fi設(shè)備提供一個(gè)設(shè)備提供一個(gè)“虛擬連接虛擬連接”，使，使電子設(shè)備可以在短距離范圍進(jìn)行通訊。電子設(shè)備可以在短距離范圍進(jìn)行通訊。 4.1.4 近距離通信（近距離通信（NFC）技術(shù)）技術(shù)2. NFC全球最早的商用應(yīng)用全球最早的商用應(yīng)用 目前，目前，Nokia 3220手機(jī)已集成了手機(jī)已集

44、成了NFC技術(shù)，可技術(shù)，可以用作電子車票，還可在當(dāng)?shù)亓闶鄣旰吐糜尉耙杂米麟娮榆嚻保€可在當(dāng)?shù)亓闶鄣旰吐糜尉包c(diǎn)作為折扣忠誠(chéng)卡使用。點(diǎn)作為折扣忠誠(chéng)卡使用。 哈瑙市的大約哈瑙市的大約95.000位居民現(xiàn)在只需輕松地刷位居民現(xiàn)在只需輕松地刷一下兼容手機(jī)，就能享受一下兼容手機(jī)，就能享受NFC式公交移動(dòng)售票式公交移動(dòng)售票帶來(lái)的便利。帶來(lái)的便利。 4.1.4 近距離通信（近距離通信（NFC）技術(shù)）技術(shù)3. NFC技術(shù)原理技術(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)。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)在被動(dòng)模式下，啟動(dòng)NFC通信的設(shè)備，也稱為通信的設(shè)備，也稱為NFC發(fā)起設(shè)備發(fā)起

45、設(shè)備(主設(shè)備主設(shè)備)，在整個(gè)通信過(guò)程中提供射頻場(chǎng)。，在整個(gè)通信過(guò)程中提供射頻場(chǎng)。它可以選擇它可以選擇106kbps、212kbps或或424kbps其中一其中一種傳輸速度，將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一臺(tái)設(shè)備。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)備稱為另一臺(tái)設(shè)備稱為NFC目標(biāo)設(shè)備目標(biāo)設(shè)備(從設(shè)備從設(shè)備)，不必產(chǎn)生射，不必產(chǎn)生射頻場(chǎng)，而使用負(fù)載調(diào)制頻場(chǎng)，而使用負(fù)載調(diào)制(load modulation)技術(shù)，即技術(shù)，即可以相同的速度將數(shù)據(jù)傳回發(fā)起設(shè)備?？梢韵嗤乃俣葘?shù)據(jù)傳回發(fā)起設(shè)備。 4.1.4 近距離通信（近距離通信（NFC）技術(shù)）技術(shù)移動(dòng)設(shè)備主要以被動(dòng)模式操作，可以大幅降低功耗，移動(dòng)設(shè)備主要以被

46、動(dòng)模式操作，可以大幅降低功耗，并延長(zhǎng)電池壽命。電池電量較低的設(shè)備可以要求以并延長(zhǎng)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。被動(dòng)模式充當(dāng)目標(biāo)設(shè)備，而不是發(fā)起設(shè)備。 NFC被動(dòng)通信模式被動(dòng)通信模式 4.1.4 近距離通信（近距離通信（NFC）技術(shù)）技術(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)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(chǎng)。這是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)，都必須產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng)。這是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)模式，可以獲得非常快速的連接設(shè)置。的標(biāo)準(zhǔn)模式，可以獲得非?？焖俚倪B接設(shè)置。NFC主動(dòng)通信模式主動(dòng)通信模式 4.1.4 近距離通信（近距離

47、通信（NFC）技術(shù)）技術(shù)4. 技術(shù)優(yōu)勢(shì)技術(shù)優(yōu)勢(shì) NFC具有距離近、帶寬高、能耗低等特點(diǎn)。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。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。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。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。巨大的作用。 NFC還優(yōu)于紅外和藍(lán)牙傳輸方式。還優(yōu)于紅外和藍(lán)牙傳輸方式。 4.1.4 近距離通信（近距離通信（NFC）技術(shù)）技術(shù) NFC技術(shù)支持多種應(yīng)用，包括移動(dòng)支付與交易、對(duì)技術(shù)支持多種應(yīng)用，包括移動(dòng)支付

48、與交易、對(duì)等式通信及移動(dòng)中信息訪問(wèn)等。等式通信及移動(dòng)中信息訪問(wèn)等。 NFC設(shè)備可以用作非接觸式智能卡、智能卡的讀寫設(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(duì)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，器終端以及設(shè)備對(duì)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：用于付款和其應(yīng)用主要可分為以下四個(gè)基本類型：用于付款和購(gòu)票、用于電子票證、用于智能媒體以及用于交換、購(gòu)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)。傳輸數(shù)據(jù)。4.2 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò) 移動(dòng)通信移動(dòng)通信(Mobile communication)，是指通，是指通信雙方或至少有一方處于運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行信息傳輸信雙方或至少有一方處于

49、運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行信息傳輸和交換的通信方式。和交換的通信方式。 移動(dòng)通信系統(tǒng)包括無(wú)繩電話、無(wú)線尋呼、陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)包括無(wú)繩電話、無(wú)線尋呼、陸地蜂窩移動(dòng)通信、衛(wèi)星移動(dòng)通信等。蜂窩移動(dòng)通信、衛(wèi)星移動(dòng)通信等。 移動(dòng)體之間通信聯(lián)系的傳輸手段只能依靠無(wú)線移動(dòng)體之間通信聯(lián)系的傳輸手段只能依靠無(wú)線電通信，因此，無(wú)線通信是移動(dòng)通信的基礎(chǔ)。電通信，因此，無(wú)線通信是移動(dòng)通信的基礎(chǔ)。4.2.1移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介1. 移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成 移動(dòng)通信是移動(dòng)體之間的通信，或移動(dòng)體與移動(dòng)通信是移動(dòng)體之間的通信，或移動(dòng)體與固定體之間的通信。移動(dòng)體可以是人，也可以是固定體之間的通信。移動(dòng)體可以是人，也可

50、以是汽車、火車、輪船、收音機(jī)等在移動(dòng)狀態(tài)中的物汽車、火車、輪船、收音機(jī)等在移動(dòng)狀態(tài)中的物體。體。 移動(dòng)通信包括無(wú)線傳輸、有線傳輸，信息的收移動(dòng)通信包括無(wú)線傳輸、有線傳輸，信息的收集、處理和存儲(chǔ)等，使用的主要設(shè)備有無(wú)線收發(fā)集、處理和存儲(chǔ)等，使用的主要設(shè)備有無(wú)線收發(fā)信機(jī)、移動(dòng)交換控制設(shè)備和移動(dòng)終端設(shè)備。信機(jī)、移動(dòng)交換控制設(shè)備和移動(dòng)終端設(shè)備。4.2.1移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 移動(dòng)通信無(wú)線服務(wù)區(qū)由許多正六邊形小區(qū)覆移動(dòng)通信無(wú)線服務(wù)區(qū)由許多正六邊形小區(qū)覆蓋而成，呈蜂窩狀，通過(guò)接口與公眾通信網(wǎng)蓋而成，呈蜂窩狀，通過(guò)接口與公眾通信網(wǎng)（PSTN、ISDN、PDN）互聯(lián)。）互聯(lián)。 移動(dòng)通信系統(tǒng)包括移動(dòng)

51、交換子系統(tǒng)（移動(dòng)通信系統(tǒng)包括移動(dòng)交換子系統(tǒng)（SS）、）、操作維護(hù)管理子系統(tǒng)（操作維護(hù)管理子系統(tǒng)（OMS）、基站子系統(tǒng)）、基站子系統(tǒng)（BSS） 和移動(dòng)臺(tái)（和移動(dòng)臺(tái)（MS），是一個(gè)完整的信息），是一個(gè)完整的信息傳輸實(shí)體。傳輸實(shí)體。4.2.1移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成 4.2.1移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 移動(dòng)通信中建立一個(gè)呼叫是由移動(dòng)通信中建立一個(gè)呼叫是由BSS和和SS共同完共同完成的；成的；BSS提供并管理提供并管理MS和和SS之間的無(wú)線傳輸之間的無(wú)線傳輸通道，通道，SS負(fù)責(zé)呼叫控制功能，所有的呼叫都是負(fù)責(zé)呼叫控制功能，所有的呼叫都是經(jīng)由經(jīng)由SS建

52、立連接的；建立連接的；OMS負(fù)責(zé)管理控制整個(gè)移負(fù)責(zé)管理控制整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)。動(dòng)網(wǎng)。 MS也是一個(gè)子系統(tǒng)。它實(shí)際上是由移動(dòng)終端設(shè)也是一個(gè)子系統(tǒng)。它實(shí)際上是由移動(dòng)終端設(shè)備和用戶數(shù)據(jù)兩部分組成的，移動(dòng)終端設(shè)備稱備和用戶數(shù)據(jù)兩部分組成的，移動(dòng)終端設(shè)備稱為移動(dòng)設(shè)備；用戶數(shù)據(jù)存放在一個(gè)與移動(dòng)設(shè)備為移動(dòng)設(shè)備；用戶數(shù)據(jù)存放在一個(gè)與移動(dòng)設(shè)備可分離的數(shù)據(jù)模塊中，此數(shù)據(jù)模塊稱為用戶識(shí)可分離的數(shù)據(jù)模塊中，此數(shù)據(jù)模塊稱為用戶識(shí)別卡（別卡（SIM）。）。4.2.1移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介2. 移動(dòng)通信的工作頻段移動(dòng)通信的工作頻段 早期的移動(dòng)通信主要使用早期的移動(dòng)通信主要使用VHF和和UHF頻段。頻段。 目前，大容量移動(dòng)

53、通信系統(tǒng)均使用目前，大容量移動(dòng)通信系統(tǒng)均使用800MHz頻段頻段（CDMA），），900MHz頻段（頻段（GSM），）， 并開(kāi)始使用并開(kāi)始使用1800MHz頻段頻段(GSM1800），該頻段），該頻段用于微蜂窩（用于微蜂窩（Microcell）系統(tǒng)。）系統(tǒng)。 第三代移動(dòng)通信使用第三代移動(dòng)通信使用2.4GHz頻段。頻段。4.2.1移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介3. 移動(dòng)通信的工作方式移動(dòng)通信的工作方式 從傳輸方式的角度來(lái)看，無(wú)線通信分為單向傳從傳輸方式的角度來(lái)看，無(wú)線通信分為單向傳輸（廣播式）和雙向傳輸（應(yīng)答式）。輸（廣播式）和雙向傳輸（應(yīng)答式）。 單向傳輸只用于無(wú)線電尋呼系統(tǒng)。單向傳輸只用于

54、無(wú)線電尋呼系統(tǒng)。 雙向傳輸有單工、雙工和半雙工三種工作方式。雙向傳輸有單工、雙工和半雙工三種工作方式。4.2.1移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介4. 移動(dòng)通信的組網(wǎng)移動(dòng)通信的組網(wǎng) 移動(dòng)通信采用無(wú)線蜂窩式小區(qū)覆蓋和小功率發(fā)射的移動(dòng)通信采用無(wú)線蜂窩式小區(qū)覆蓋和小功率發(fā)射的模式。模式。 蜂窩式組網(wǎng)放棄了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸和廣播覆蓋模式，把蜂窩式組網(wǎng)放棄了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸和廣播覆蓋模式，把整個(gè)服務(wù)區(qū)域劃分成若干個(gè)較小的區(qū)域（整個(gè)服務(wù)區(qū)域劃分成若干個(gè)較小的區(qū)域（cell，在，在蜂窩系統(tǒng)中稱為小區(qū)），蜂窩系統(tǒng)中稱為小區(qū)）， 各小區(qū)均用小功率的發(fā)射機(jī)（即基站發(fā)射機(jī)）進(jìn)行各小區(qū)均用小功率的發(fā)射機(jī)（即基站發(fā)射機(jī)）進(jìn)行覆蓋，許

55、多小區(qū)像蜂窩一樣能布滿覆蓋，許多小區(qū)像蜂窩一樣能布滿 （即覆蓋）任意（即覆蓋）任意形狀的服務(wù)地區(qū)。形狀的服務(wù)地區(qū)。4.2.1移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介蜂窩移動(dòng)通信小區(qū)覆蓋蜂窩移動(dòng)通信小區(qū)覆蓋 4.2.2 第一代移動(dòng)通信：模擬語(yǔ)音第一代移動(dòng)通信：模擬語(yǔ)音 1982年，為了解決大區(qū)制容量飽和的問(wèn)題，美國(guó)年，為了解決大區(qū)制容量飽和的問(wèn)題，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了高級(jí)移動(dòng)電話系統(tǒng)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了高級(jí)移動(dòng)電話系統(tǒng)AMPS。 AMPS提出了提出了“小區(qū)制小區(qū)制”，“蜂窩單元蜂窩單元”的概念，的概念，同時(shí)采用頻率復(fù)用（同時(shí)采用頻率復(fù)用（Frequency Division Multiplexing, FD

56、M）技術(shù)，解決了公用移動(dòng)通信系）技術(shù)，解決了公用移動(dòng)通信系統(tǒng)所需要的大容量要求和頻譜資源限制的矛盾。統(tǒng)所需要的大容量要求和頻譜資源限制的矛盾。 在在100千米范圍之內(nèi)，千米范圍之內(nèi)，IMTS每個(gè)頻率上只允許一個(gè)每個(gè)頻率上只允許一個(gè)電話呼叫；電話呼叫；AMPS以允許以允許100個(gè)個(gè)10千米的蜂窩單元，千米的蜂窩單元，從而可以保證每個(gè)頻率上有從而可以保證每個(gè)頻率上有1015個(gè)電話呼叫。個(gè)電話呼叫。4.2.3 第二代移動(dòng)通信：第二代移動(dòng)通信： 數(shù)字語(yǔ)音數(shù)字語(yǔ)音 第二代移動(dòng)通信技術(shù)使用數(shù)字制式，支持傳統(tǒng)第二代移動(dòng)通信技術(shù)使用數(shù)字制式，支持傳統(tǒng)語(yǔ)音通信、文字和多媒體短信，并支持一些無(wú)線應(yīng)語(yǔ)音通信、文字和

57、多媒體短信，并支持一些無(wú)線應(yīng)用協(xié)議。主要有如下二種工作模式：用協(xié)議。主要有如下二種工作模式： 1. GSM移動(dòng)通信（移動(dòng)通信（900/1800MHz） 工作在工作在900/1800MHz頻段，無(wú)線接口采用頻段，無(wú)線接口采用TDMA技技術(shù)，核心網(wǎng)移動(dòng)性管理協(xié)議采用術(shù)，核心網(wǎng)移動(dòng)性管理協(xié)議采用MAP協(xié)議。協(xié)議。4.2.3 第二代移動(dòng)通信：第二代移動(dòng)通信： 數(shù)字語(yǔ)音數(shù)字語(yǔ)音2. CDMA移動(dòng)通信（移動(dòng)通信（800MHz） 工作在工作在800MHz頻段，核心網(wǎng)移動(dòng)性管理協(xié)議采用頻段，核心網(wǎng)移動(dòng)性管理協(xié)議采用IS-41協(xié)議，無(wú)線接口采用窄帶碼分多址（協(xié)議，無(wú)線接口采用窄帶碼分多址（CDMA）技術(shù)。技術(shù)。

58、 CDMA在蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用容量在理論上在蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用容量在理論上可以達(dá)到可以達(dá)到AMPS容量的容量的20倍。倍。CDMA可以同時(shí)區(qū)分可以同時(shí)區(qū)分并分離多個(gè)同時(shí)傳輸?shù)男盘?hào)。并分離多個(gè)同時(shí)傳輸?shù)男盘?hào)。 CDMA有以下特點(diǎn)：抗干擾性好、抗多徑衰落、保有以下特點(diǎn)：抗干擾性好、抗多徑衰落、保密安全性高、容量質(zhì)量之間可以權(quán)衡取舍、同頻率密安全性高、容量質(zhì)量之間可以權(quán)衡取舍、同頻率可在多個(gè)小區(qū)內(nèi)重復(fù)使用?？稍诙鄠€(gè)小區(qū)內(nèi)重復(fù)使用。4.2.4 第三代移動(dòng)通信：數(shù)字語(yǔ)音與數(shù)據(jù)第三代移動(dòng)通信：數(shù)字語(yǔ)音與數(shù)據(jù) 第三代移動(dòng)通信技術(shù)（第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3rd-generation，3G），），是指

59、支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)。是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)。 3G服務(wù)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般服務(wù)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百在幾百kbps以上。以上。 第三代移動(dòng)通信（第三代移動(dòng)通信（3G）可以提供所有）可以提供所有2G的信息業(yè)的信息業(yè)務(wù)，同時(shí)保證更快的速度，以及更全面的業(yè)務(wù)內(nèi)容，務(wù)，同時(shí)保證更快的速度，以及更全面的業(yè)務(wù)內(nèi)容，如移動(dòng)辦公，視頻流服務(wù)等。如移動(dòng)辦公，視頻流服務(wù)等。4.2.4 第三代移動(dòng)通信：數(shù)字語(yǔ)音與數(shù)據(jù)第三代移動(dòng)通信：數(shù)字語(yǔ)音與數(shù)據(jù) 3G的主要特征是可提供移動(dòng)寬帶多媒體業(yè)務(wù)，包的主要特征是可提供移動(dòng)寬帶多媒體業(yè)務(wù)，包括高速移動(dòng)環(huán)境下支

60、持括高速移動(dòng)環(huán)境下支持144Kbps速率，步行和慢速速率，步行和慢速移動(dòng)環(huán)境下支持移動(dòng)環(huán)境下支持384Kbps速率，室內(nèi)環(huán)境則應(yīng)達(dá)到速率，室內(nèi)環(huán)境則應(yīng)達(dá)到2Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，同時(shí)保證高可靠服務(wù)質(zhì)量。的數(shù)據(jù)傳輸速率，同時(shí)保證高可靠服務(wù)質(zhì)量。 人們發(fā)現(xiàn)從人們發(fā)現(xiàn)從2G直接跳躍到直接跳躍到3G存在較大的難度，于存在較大的難度，于是出現(xiàn)了一個(gè)是出現(xiàn)了一個(gè)2.5G（也有人稱后期（也有人稱后期2.5G為為2.75G）的過(guò)渡階段。的過(guò)渡階段。4.2.4 第三代移動(dòng)通信：數(shù)字語(yǔ)音與數(shù)據(jù)第三代移動(dòng)通信：數(shù)字語(yǔ)音與數(shù)據(jù)3G的發(fā)展歷程的發(fā)展歷程 4.2.4 第三代移動(dòng)通信：數(shù)字語(yǔ)音與數(shù)據(jù)第三代移動(dòng)通信：數(shù)字語(yǔ)