無(wú)線網(wǎng)絡(luò)概述

2024年2月9日發(fā)(作者：黨員組織生活會(huì))

一．無(wú)線網(wǎng)絡(luò)分類：

1.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)分為三種：

·無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)

WLAN可以在個(gè)人家里創(chuàng)建。 這種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通常用于接入互聯(lián)網(wǎng)。 WLAN的范圍最遠(yuǎn)可達(dá)300英尺。

注意： 無(wú)線覆蓋范圍視用戶數(shù)量、干擾和傳輸障礙(如墻體和建筑材料)及其它因素而定。 無(wú)線LAN在公共設(shè)施中已經(jīng)日益普及。 稱為 熱點(diǎn) 的位置提供接入點(diǎn)，可以與筆記本電腦或掌上電腦的無(wú)線網(wǎng)卡通訊。 要接入公共區(qū)域的無(wú)線LAN，您需要有無(wú)線服務(wù)提供商要求的帳戶。 某些地區(qū)可能需要另付接入費(fèi)用。

公共區(qū)域接入熱點(diǎn)的范圍和速度視環(huán)境和其它因素而定。

·無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN)：

藍(lán)牙技術(shù) - 無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)是利用藍(lán)牙TM技術(shù)的短距離網(wǎng)絡(luò)，通常用于與距中心位置較近的兼容設(shè)備互聯(lián)，例如臺(tái)式機(jī)。 WPAN的范圍一般是30英尺。

注意： 同樣，它的無(wú)線覆蓋范圍視干擾、傳輸障礙(如墻體和建筑材料)及其它因素而定。 藍(lán)牙技術(shù)是WPAN聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。某些設(shè)備具有內(nèi)置藍(lán)牙兼容性。 另外有些設(shè)備加配插件式藍(lán)牙網(wǎng)卡后，可兼容藍(lán)牙技術(shù)。 WPAN設(shè)備不能與WLAN設(shè)備通訊。 使用WPAN能減少工作場(chǎng)所線纜和布線數(shù)量。

·移動(dòng)寬帶或無(wú)線廣域網(wǎng)(WWAN)

無(wú)線廣域網(wǎng)或移動(dòng)寬帶需使用移動(dòng)電話信號(hào)。 移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)的提供和維護(hù)一般依靠特定移動(dòng)電話(蜂窩)服務(wù)提供商。 它讓您即使遠(yuǎn)離其它網(wǎng)絡(luò)接入形式也能保持連接。 只要可以獲得服務(wù)提供商蜂窩電話服務(wù)的地方，就能獲得該提供商提供的無(wú)線廣域網(wǎng)連接性。 某些地區(qū)可能需要另付接入費(fèi)用。

1.網(wǎng)絡(luò)類型

目前，我國(guó)常見(jiàn)的無(wú)線廣域通信網(wǎng)絡(luò)主要有CDMA、GPRS、CDPD等網(wǎng)絡(luò)制式類型。

（1）CDMA網(wǎng)絡(luò)制式

CDMA (Code Division Multiple Access) 又稱碼分多址，是在無(wú)線通訊上使用的技術(shù)，CDMA 允許所有的使用者同時(shí)使用全部頻帶，并且把其他使用者發(fā)出的訊號(hào)視為雜訊，完全不必考慮到訊號(hào)碰撞 (collision) 的問(wèn)題。CDMA網(wǎng)絡(luò)是中國(guó)聯(lián)通運(yùn)營(yíng)的網(wǎng)絡(luò)，目前，又推出更為穩(wěn)定的CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。CDMA 1X是在原來(lái)CDMA基礎(chǔ)上的升級(jí)，速度更快，容量更高。

CDMA 1X能給用戶提供更寬的帶寬，除基本業(yè)務(wù)外，還提供了無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)包括以下服務(wù)：

1）短消息業(yè)務(wù)：如收發(fā)短消息、話費(fèi)查詢、小區(qū)廣播、鈴聲下載、LOGO圖片下載、如意呼等；

2）無(wú)線Internet業(yè)務(wù)：如WWW瀏覽、WAP瀏覽、收發(fā)E-mail、FTP、移動(dòng)QQ、信息點(diǎn)播等；

3）移動(dòng)定位業(yè)務(wù)：如緊急救助、跟蹤服務(wù)、導(dǎo)航、城市地圖、基于位置信息的定點(diǎn)內(nèi)容廣播、移動(dòng)黃頁(yè)等；

4）移動(dòng)電子商務(wù)業(yè)務(wù)：如電子銀行、電子彩票、電子購(gòu)票、移動(dòng)付款、預(yù)定服務(wù)、移動(dòng)股票交易等；

5）移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)：如視頻點(diǎn)播、可視電話、交互式游戲等；

6）移動(dòng)VPN業(yè)務(wù)，銀行、外企等大的集團(tuán)用戶還可以直接利用CDMA網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建自己的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。

（2）GPRS網(wǎng)絡(luò)制式

GPRS的英文全稱為“General Packet Radio Service”，中文含義為“通用分組無(wú)線服務(wù)”，它是利用“包交換”（Packet-Switched）的概念所發(fā)展出的一套基于GSM系統(tǒng)的無(wú)線傳輸方式。所謂的包交換就是將Date封裝成許多獨(dú)立的封包，再將這些封

包一個(gè)一個(gè)傳送出去，形式上有點(diǎn)類似寄包裹，采用包交換的好處是只有在有資料需要傳送時(shí)才會(huì)占用頻寬，而且可以以傳輸?shù)馁Y料量計(jì)價(jià)，這對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是比較合理的計(jì)費(fèi)方式，因?yàn)橄馡nternet這類的數(shù)據(jù)傳輸大多數(shù)的時(shí)間頻寬是間置的。

相對(duì)原來(lái)GSM的撥號(hào)方式的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式，GPRS是分組交換技術(shù)，具有“實(shí)時(shí)在線”、“按量計(jì)費(fèi)”、“快捷登錄”、“高速傳輸”、“自如切換”的優(yōu)點(diǎn)。

（3）CDPD網(wǎng)絡(luò)制式

CDPD是Cellular digital packet data的縮寫，即蜂窩數(shù)字式分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，是以分組數(shù)據(jù)通信技術(shù)為基礎(chǔ)、利用蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)的組網(wǎng)方式的無(wú)線移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)，被人們稱作真正的無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)。

CDPD網(wǎng)是以數(shù)字分組數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)，以蜂窩移動(dòng)通信為組網(wǎng)方式的移動(dòng)無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。使用CDPD只需在便攜機(jī)上連接一個(gè)專用的無(wú)線調(diào)制解調(diào)器，即使坐在時(shí)速100公里的車廂內(nèi)，也不影響上網(wǎng)。CDPD擁有一張專用的無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)，信號(hào)不易受干擾，可以上任何網(wǎng)站。與其它無(wú)線上網(wǎng)方式相比，CDPD網(wǎng)可達(dá)19.2千比特/秒。CDPD使用中還有諸多特點(diǎn)：安裝簡(jiǎn)便，使用者無(wú)需申請(qǐng)電話線或其它線路；通信接通反應(yīng)快捷，如在商業(yè)刷卡中，用MODEM接通時(shí)間要20-45秒，而CDPD只要1秒；終端系統(tǒng)分移動(dòng)、固定兩種，能實(shí)現(xiàn)本地及異地漫游。

CDPD可以支持移動(dòng)上網(wǎng)、遠(yuǎn)程遙測(cè)、車輛調(diào)度、銀行提款、無(wú)線炒股、現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)、商業(yè)POS系統(tǒng)等等。

二．Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以分為具有基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)((infrastructure-bad network)和投有基礎(chǔ)設(shè)施的阿絡(luò)(infrastmctureless network)兩大類。前者具有固定和有線的基站，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)(或稱為主機(jī))從基站接收和向基站發(fā)送所有的業(yè)務(wù)，這種網(wǎng)絡(luò)的典型例子為無(wú)線局域網(wǎng)，后者就是無(wú)線Ad- hoc網(wǎng)絡(luò)

1.無(wú)線Ad hoe網(wǎng)絡(luò)的定義和分類

無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)是由一組自主的無(wú)線節(jié)點(diǎn)或終端相互合作而形成的，獨(dú)立于固定的基礎(chǔ)設(shè)箍的并且采用分布式管理的網(wǎng)絡(luò)，是一種自創(chuàng)造、自組織和自管理網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)相比，無(wú)線Ad-hoc 網(wǎng)絡(luò)投有基站，所有節(jié)點(diǎn)分布式運(yùn)行，具有路由器的功能，負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)和維護(hù)到其它節(jié)點(diǎn)的路由，向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)射或轉(zhuǎn)發(fā)分組：這種網(wǎng)絡(luò)既可以單獨(dú)運(yùn)行．又可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)接入到有線骨干網(wǎng)絡(luò)(如因特網(wǎng))。

根據(jù)節(jié)點(diǎn)是否移動(dòng)，可以將無(wú)線Ad- hoc網(wǎng)絡(luò)分為移動(dòng)Ad-hoe網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)絡(luò)。在移動(dòng)Ad- hoc網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)都可以自由移動(dòng)。事實(shí)上，很多文獻(xiàn)常常把無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)等同于移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)。在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)靜態(tài)地隨機(jī)分布于某一區(qū)域。傳感器負(fù)責(zé)收集區(qū)域內(nèi)的聲音、電磁或地震信號(hào)等多種信息，將它們發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)關(guān)具有更大的處理能力，能夠進(jìn)一步處理信息，或有更大的發(fā)送范圍，可以將信息送茌某個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)，使遠(yuǎn)程用戶能夠檢索到該信息。

2. 無(wú)線Ad hc~網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)具有一些突出的特點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)常常在網(wǎng)絡(luò)中任意地移動(dòng)，自由加入和退出網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線傳播條件也隨時(shí)間和空間不斷改變，使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)頻繁變化；帶寬有限、容量可變的鏈路，多接人、多徑衰減、噪聲和信號(hào)干擾等因素將顯著降低無(wú)線通信的吞吐量；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)常常依靠電池來(lái)提供能量，能量有限；多跳通信，無(wú)線節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率有限，常常需要其它的中間節(jié)點(diǎn)來(lái)中繼信息；有限的網(wǎng)絡(luò)安全，與有紱網(wǎng)絡(luò)相比，無(wú)線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)存在更

加嚴(yán)重的安全性問(wèn)題，在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要仔細(xì)考慮竊聽(tīng)、欺騙和拒絕服務(wù)攻擊等。

3. 無(wú)線Ad ho~網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

與蜂窩網(wǎng)絡(luò)相比，無(wú)線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。首先，不需要固定的基礎(chǔ)設(shè)掩(如基站)．無(wú)線Ad- hoc網(wǎng)絡(luò)可以被隨時(shí)隨地建立，可以在沒(méi)有其它通信設(shè)施，或者由于保密、費(fèi)用、安全性等原因使一些設(shè)施不能被使用的情況下使用。其次，Ad -hoc網(wǎng)絡(luò)不受固定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的限制．具有很強(qiáng)的容錯(cuò)性和魯棒性。

無(wú)線Ad- hoc網(wǎng)絡(luò)具有廣闊的應(yīng)用前景=軍事行動(dòng)和地震、水災(zāi)或偏遠(yuǎn)地區(qū)的救援行動(dòng)都是Ad- hoc網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。它也可以作為無(wú)線接入網(wǎng)，提供迅速的組網(wǎng)能力=在本地范圍內(nèi)，筆記本和掌上型電腦可以采用Ad- hoc的方式在會(huì)議中發(fā)布和共享信息。采用藍(lán)牙技術(shù)的個(gè)人局域網(wǎng)作為短距離的Ad- hoc網(wǎng)絡(luò)極具發(fā)展前途。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以用于戰(zhàn)地情報(bào)搜集、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)、地震和海嘯的早期預(yù)報(bào)、生產(chǎn)車間監(jiān)控等許多領(lǐng)域。

三．無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

1.概述：

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是目前世界上新的低功耗、自組織、短距離無(wú)線傳輸技術(shù)，它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)處理技術(shù)和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式被發(fā)送，并以自組多跳的網(wǎng)絡(luò)方式傳送到用戶終端。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在普通傳感器檢測(cè)系統(tǒng)中嵌入了網(wǎng)絡(luò)，使系統(tǒng)中的各傳感器采集的信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行傳輸，從而使得檢測(cè)系統(tǒng)有了新的特性。與傳統(tǒng)的檢測(cè)系統(tǒng)相比，在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中嵌入了網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了資源共享，使各種遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)檢測(cè)成為可能，減少了系統(tǒng)的連接，降低了成本，增加了系統(tǒng)的靈活性和實(shí)用性。使用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)檢測(cè)任務(wù)。

2.網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成：

傳感器節(jié)點(diǎn)通常是一個(gè)微型嵌入式系統(tǒng)，它的處理能力、存儲(chǔ)能力和通信能力相對(duì)較弱，通過(guò)攜帶能量有限的電池供電。從網(wǎng)絡(luò)功能上看，每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)兼顧傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的終端和路由器雙重功能，除了進(jìn)行本地信息收集和數(shù)據(jù)處理外，還要對(duì)其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和融合等處理，同時(shí)與其他節(jié)點(diǎn)協(xié)作完成一些特定任務(wù)。

匯聚節(jié)點(diǎn)的處理能力、存儲(chǔ)能力和通信能力相對(duì)比較強(qiáng)，它連接傳感器網(wǎng)絡(luò)與Internet等外部網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)兩種以上協(xié)議棧之間的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換，同時(shí)發(fā)布管理節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)任務(wù)，并把收集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到外部網(wǎng)絡(luò)上。匯聚節(jié)點(diǎn)既可以是一個(gè)具有增強(qiáng)功能的傳感器節(jié)點(diǎn)，有足夠的能量供給何更多的內(nèi)存與計(jì)算資源，也可以是沒(méi)有監(jiān)測(cè)功能僅帶有無(wú)線通信接口的特殊

網(wǎng)關(guān)設(shè)備。

采用無(wú)線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可以自動(dòng)形成監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和傳輸，保證了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和實(shí)時(shí)性，并節(jié)省大量的人力物力。該系統(tǒng)主要有以下幾方面的特點(diǎn)：

· 安裝組織靈活：無(wú)線智能傳感器和無(wú)線中繼可在有效無(wú)線通信距離內(nèi)任意分布，通過(guò)自組織形成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，安裝極為方便；個(gè)別無(wú)線中繼的損壞不影響整體功能，其變動(dòng)、失效信息自動(dòng)向無(wú)線網(wǎng)關(guān)匯總，維護(hù)方便。

· 組網(wǎng)成本低：不需要使用無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施，只需要利用無(wú)線智能傳感器、無(wú)線中繼和無(wú)線網(wǎng)關(guān)便可構(gòu)建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。

· 設(shè)備穩(wěn)定可靠：無(wú)線智能傳感器完全密封，可以應(yīng)用在惡劣的環(huán)境中。

· 設(shè)備節(jié)能環(huán)保：無(wú)線智能傳感器采用了低功耗技術(shù)，在由電池供電的情況下可持續(xù)工作1－5年（視監(jiān)測(cè)任務(wù)的不同），實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)過(guò)程中的免維護(hù)。

· 數(shù)據(jù)傳輸安全可靠：節(jié)點(diǎn)采用跳頻技術(shù)，可在復(fù)雜電磁環(huán)境中可靠工作，抗干擾能力強(qiáng)

3.傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)：

傳感器模塊處理器模塊處理器傳感器ADC存儲(chǔ)器網(wǎng)絡(luò)MAC收發(fā)器無(wú)線通信模塊

能 量 供 應(yīng) 模 塊

4.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用：

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由很多不同的傳感器組成，如地震傳感器、低采樣率磁傳感、熱敏傳感器、圖像傳感器、紅外傳感器、聲波傳感器、雷達(dá)傳感器等，這些傳感器可以采集監(jiān)測(cè)區(qū)域的各種信息，包括溫度、濕度、雷達(dá)傳感器等，這些車輛運(yùn)動(dòng)、光照條件、壓力、土壤成分、噪聲電平、監(jiān)測(cè)目標(biāo)的消失和出現(xiàn)、監(jiān)測(cè)目標(biāo)的機(jī)械強(qiáng)度、監(jiān)測(cè)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特征等。

傳感器節(jié)點(diǎn)可以連續(xù)不斷地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、事件檢測(cè)、事件標(biāo)識(shí)、位置監(jiān)測(cè)和節(jié)點(diǎn)控制，傳感器節(jié)點(diǎn)的這些特性和無(wú)線連接方式使得無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景非常廣闊，能夠廣泛應(yīng)用于軍事、環(huán)境監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)、健康護(hù)理、智能家居、建筑物狀態(tài)監(jiān)控、復(fù)雜機(jī)械監(jiān)控、城市交通、空間探索、大型車間和倉(cāng)庫(kù)管理，以及機(jī)場(chǎng)、大型工業(yè)園區(qū)的安全監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的深人研究和廣泛應(yīng)用，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將逐漸深入到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域

· 軍事應(yīng)用

在軍事領(lǐng)域，傳感器網(wǎng)絡(luò)將會(huì)成為C4ISRT（command，control，communication，computlng，intelligence，surveillance，reconnaissance and targetmg）系統(tǒng)不可或缺的一部分。C4ISRT系統(tǒng)定位于未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)，其目標(biāo)是利用高科技技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)集命令、控制、通信、計(jì)算、智能、監(jiān)視、偵察和定位于一體的戰(zhàn)場(chǎng)指揮系統(tǒng)，受到各國(guó)國(guó)防部門的普遍重視。由于戰(zhàn)爭(zhēng)的傷亡性，傳感器設(shè)各將取代人去執(zhí)行一些危險(xiǎn)任務(wù)，如監(jiān)控我軍兵力、裝各和物資，監(jiān)視沖突區(qū)，偵察敵方地形和布防，定位攻擊目標(biāo)，評(píng)估損失，偵察和探測(cè)核、生物和化學(xué)攻擊。另外由于傳感器網(wǎng)絡(luò)是由密集型、低成本、隨機(jī)分布的節(jié)點(diǎn)組成的，自組

織性和容錯(cuò)能力使其不會(huì)因?yàn)槟承┕?jié)點(diǎn)在惡意攻擊中的損壞而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰，這一點(diǎn)是傳統(tǒng)的傳感器技術(shù)所無(wú)法比擬的，因此，可以通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)獲取戰(zhàn)爭(zhēng)信息。傳感器網(wǎng)絡(luò)也可以為火控和制導(dǎo)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的目標(biāo)定位信息。另外與獨(dú)立的衛(wèi)星和地面雷達(dá)系統(tǒng)相比，傳感器網(wǎng)絡(luò)通過(guò)多角度和多方位信息的綜合有效地提高信噪比，而衛(wèi)星和地面雷達(dá)系統(tǒng)難以克服，而且傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)近距離的與目標(biāo)接觸能夠獲得更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。通過(guò)大規(guī)模的節(jié)點(diǎn)部署，傳感器網(wǎng)絡(luò)可以有效地避免偵探盲區(qū)。另外，傳感器網(wǎng)絡(luò)在成本上，遠(yuǎn)低于昂貴的衛(wèi)星雷達(dá)系統(tǒng)。

·生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)

隨著人們對(duì)環(huán)境的日益關(guān)注，環(huán)境科學(xué)所涉及的范圍越來(lái)越廣泛。通過(guò)傳統(tǒng)方式采集原始數(shù)據(jù)是一件困難的工作。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為野外隨機(jī)性的研究數(shù)據(jù)獲取提供了方便，特別是如下幾方面：

①將幾百萬(wàn)個(gè)傳感器散布于森林中，能夠?yàn)樯只馂?zāi)地點(diǎn)的判定提供最快的信息。

②傳感器網(wǎng)絡(luò)能提供遭受化學(xué)污染的位置及測(cè)定化學(xué)污染源，不需要人工冒險(xiǎn)進(jìn)人受污染區(qū)。

③降雨情況判定，為防洪抗旱提供準(zhǔn)確信息。

④實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣污染、水污染以及土壤污染。

⑤監(jiān)測(cè)海洋、大氣和土壤的成分。

Crossbow的MEP系列就是其中之一。這是一種小型的終端用戶網(wǎng)絡(luò)，主要用來(lái)進(jìn)行環(huán)境參數(shù)的檢測(cè)。該系統(tǒng)包括了2個(gè)MEP410環(huán)境傳感器節(jié)點(diǎn)，4個(gè)MEP510濕度／溫度傳感器節(jié)點(diǎn)，1個(gè)MBR410串行網(wǎng)關(guān)和MoteView顯示和分析軟件。整個(gè)系統(tǒng)采用了TrueMeshTM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，非常便于用戶安裝和使用。類似的產(chǎn)品還有Microstraln公司的X-Link測(cè)量系統(tǒng)等。

· 交通管理

1995年，美國(guó)交通部提出了“國(guó)家智能交通系統(tǒng)項(xiàng)目規(guī)劃”，預(yù)計(jì)到2025年全面投人使用。這種新型系統(tǒng)將有效地使用傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交通管理，不僅可以使汽車按照一定的速度行駛、前后車距自動(dòng)地保持一定的距離，而且還可以提供有關(guān)道路堵塞的最新消息，推薦最佳行車路線以及提醒駕駛員避免交通事故等。由于該系統(tǒng)將應(yīng)用大量的傳感器與各種車輛保持聯(lián)系，人們可以利用計(jì)算機(jī)來(lái)監(jiān)視每一輛汽車的運(yùn)行狀況，如制動(dòng)質(zhì)量、發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)間等。根據(jù)具體情況，計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，使車輛保持在高效低耗的最佳運(yùn)行狀態(tài)，并就潛在的故障發(fā)出警告，或直接與事故搶救中心取得聯(lián)系。目前在美國(guó)的賓西法尼亞州的匹茲堡市就已經(jīng)建成有這樣的交通信息系統(tǒng)，并且通過(guò)電臺(tái)等媒體附帶產(chǎn)生了一定商業(yè)價(jià)值。

對(duì)許多老舊的橋梁，橋墩長(zhǎng)期受到水流的沖刷，傳感器能放置在橋墩底部用以感測(cè)橋墩結(jié)構(gòu)；也可放置在橋梁兩側(cè)或底部，搜集橋梁的溫度、濕度、震動(dòng)幅度、橋墩被侵蝕程度等，能減少斷橋所造成生命財(cái)產(chǎn)的損失。

· 醫(yī)療健康應(yīng)用

通過(guò)在鞋、家具和家用電器等設(shè)各中嵌人網(wǎng)絡(luò)傳感器。可以幫助老年人、重病患者以及殘疾人的家庭生活。利用傳感器網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)時(shí)間的收集人的生理數(shù)據(jù)。可以加快研制新藥品的過(guò)程，而安裝在被監(jiān)測(cè)對(duì)象身上的微型傳感器也不會(huì)給人的正常生活帶來(lái)太多的不便。此外，在藥物管理等諸多方面，它也有新穎而獨(dú)特的應(yīng)用。總之，傳感器網(wǎng)絡(luò)為未來(lái)的遠(yuǎn)程醫(yī)療提供了更加方便、快捷的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段。

羅切斯特大學(xué)的一項(xiàng)研究表明，這些計(jì)算機(jī)甚至可以用于醫(yī)療研究。科學(xué)家使用無(wú)線傳感器創(chuàng)建了一個(gè)“智能醫(yī)療之家”，即一個(gè)5間房的公寓住宅，在這里利用人類研究項(xiàng)目來(lái)測(cè)試概念和原型產(chǎn)品。“智能醫(yī)療之家”使用微塵來(lái)測(cè)量居住者的重要征兆（血壓、脈搏和呼吸）、睡覺(jué)姿勢(shì)以及每天24小時(shí)的活動(dòng)狀況。所搜集的數(shù)據(jù)將被用于開(kāi)展以后的醫(yī)療研究。

· 空間探測(cè)應(yīng)用

通過(guò)向人類現(xiàn)在還無(wú)法到達(dá)或無(wú)法長(zhǎng)期工作的太空外的其他天體上設(shè)置傳感器網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)的方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè)。通過(guò)這些傳感器網(wǎng)發(fā)回的信息進(jìn)行分析，可以知道這些天體的具體情況，為了更好的了解、利用它們提供一個(gè)有效的手段。

NASA的空間探測(cè)設(shè)想，可以通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)探測(cè)、監(jiān)視外星球表面情況，為人類登入做準(zhǔn)備，它通過(guò)火箭、太空艙或探路者進(jìn)行散播。

· 農(nóng)業(yè)應(yīng)用

農(nóng)業(yè)是無(wú)線傳感器網(wǎng)路使用的另一個(gè)重要領(lǐng)域。為了研究這種可能性，英特爾率先在俄勒岡州建立了第一個(gè)無(wú)線葡糖園。傳感器被分布在葡萄園的每個(gè)角落，每隔一分鐘檢測(cè)一次土壤溫度，以確保葡萄可以健康生長(zhǎng)，進(jìn)而獲得大豐收。不久以后，研究人員將實(shí)施一種系統(tǒng)，用于監(jiān)視每一傳感器區(qū)域的溫度，或該地區(qū)有害物的數(shù)量。他們甚至計(jì)劃在家畜（如狗）上使用傳感器，以便可以在巡邏時(shí)搜集必要信息。這些信息將有助于開(kāi)展有效的灌溉和噴灑農(nóng)藥，進(jìn)而降低成本和確保農(nóng)場(chǎng)獲得高效益。

四． 藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)

“藍(lán)牙”（Bluetooth）原是十世紀(jì)統(tǒng)一了丹麥的國(guó)王的名字，現(xiàn)取其“統(tǒng)一”的含義，用來(lái)命名意在統(tǒng)一無(wú)線局域網(wǎng)通訊標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙技術(shù)。

1998年5月，愛(ài)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(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)，其宗旨是提供一種短距離、低成本的無(wú)線傳輸應(yīng)用技術(shù)。這五家廠商還成立了藍(lán)牙特別興趣組，以使藍(lán)牙技術(shù)能夠成為未來(lái)的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)。芯片霸主Intel公司負(fù)責(zé)半導(dǎo)體芯片和傳輸軟件的開(kāi)發(fā)，愛(ài)立信負(fù)責(zé)無(wú)線射頻和移動(dòng)電話軟件的開(kāi)發(fā)，IBM和東芝負(fù)責(zé)筆記本電腦接口規(guī)格的開(kāi)發(fā)。1999年下半年，著名的業(yè)界巨頭微軟、摩托羅拉、三康、朗訊與藍(lán)牙特別小組的五家公司共同發(fā)起成立了藍(lán)牙技術(shù)推廣組織，從而在全球范圍內(nèi)掀起了一股“藍(lán)牙”熱潮。全球業(yè)界即將開(kāi)發(fā)一大批藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品，使藍(lán)牙技術(shù)呈現(xiàn)出極其廣闊的市場(chǎng)前景，并預(yù)示著21世紀(jì)初將迎來(lái)波瀾壯闊的全球無(wú)線通信浪潮。

藍(lán)牙是無(wú)線數(shù)據(jù)和語(yǔ)音傳輸?shù)拈_(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)，它將各種通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其終端設(shè)備、各種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)系統(tǒng)、甚至家用電器采用無(wú)線方式聯(lián)接起來(lái)。它的傳輸距離為10cm～10m，如果增加功率或是加上某些外設(shè)便可達(dá)到100m的傳輸距離。它采用2.4GHz ISM頻段和調(diào)頻、跳頻技術(shù)，使用權(quán)向糾錯(cuò)編碼、ARQ、TDD和基帶協(xié)議。TDMA每時(shí)隙為0.625μs，基帶符合速率為1Mb/s。藍(lán)牙支持64kb/s實(shí)時(shí)語(yǔ)音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸，語(yǔ)音編碼為CVSD，發(fā)射功率分別為1mW、2.5mW和100mW，并使用全球統(tǒng)一的48比特的設(shè)備識(shí)別碼。由于藍(lán)牙采用無(wú)線接口來(lái)代替有線電纜連接，具有很強(qiáng)的移植性，并且適用于多種場(chǎng)合，加上該技術(shù)功耗低、對(duì)人體危害小，而且應(yīng)用簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，所以易于推廣

1. 藍(lán)牙名字的由來(lái)

藍(lán)牙的名字來(lái)源于10世紀(jì)丹麥國(guó)王Harald Blatand－英譯為Harold Bluetooth。在行業(yè)協(xié)會(huì)籌備階段,需要一個(gè)極具有表現(xiàn)力的名字來(lái)命名這項(xiàng)高新技術(shù)。行業(yè)組織人員，在經(jīng)過(guò)一夜關(guān)于歐洲歷史和未來(lái)無(wú)限技術(shù)發(fā)展的討論后，有些人認(rèn)為用Blatand國(guó)王的名字命名再合適不過(guò)了。Blatand國(guó)王將現(xiàn)在的挪威，瑞典和丹麥統(tǒng)一起來(lái)；就如同這項(xiàng)即將面世的技術(shù)，技術(shù)將被定義為允許不同工業(yè)領(lǐng)域之間的協(xié)調(diào)工作，例如計(jì)算，手機(jī)和汽車行業(yè)之間的工作。名字于是就這么定下來(lái)了。

2.技術(shù)特點(diǎn)：

"藍(lán)牙"技術(shù)的設(shè)計(jì)初衷就是將智能移動(dòng)電話與筆記本電腦、掌上電腦以及各種數(shù)字化的信息設(shè)備都能不再用電纜，而是用一種小型的、低成本的無(wú)線通信技術(shù)連接起來(lái)；進(jìn)而形成一種個(gè)人身邊的網(wǎng)絡(luò)，使得在其范圍之內(nèi)各種信息化的移動(dòng)便攜設(shè)備都能無(wú)縫地實(shí)現(xiàn)資源共享。

SIG組織于1999年7月26日推出了藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范1.0版本。藍(lán)牙技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三大部分：底層硬件模塊、中間協(xié)議層和高層應(yīng)用。 底層硬件部分包括無(wú)線跳頻（RF）、基帶（BB）和鏈路管理（LM）。無(wú)線跳頻層通過(guò)2.4GHz無(wú)需授權(quán)的ISM頻段的微波，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)位流的過(guò)濾和傳輸，本層協(xié)議主要定義了藍(lán)牙收發(fā)器在此頻帶正常工作所需要滿足的條件。基帶負(fù)責(zé)跳頻以及藍(lán)牙數(shù)據(jù)和信息幀的傳輸。鏈路管理負(fù)責(zé)連接、建立和拆除鏈路并進(jìn)行安全控制。

藍(lán)牙技術(shù)結(jié)合了電路交換與分組交換的特點(diǎn)，可以進(jìn)行異步數(shù)據(jù)通信，可以支持多達(dá)3個(gè)同時(shí)進(jìn)行的同步話音信道，還可以使用一個(gè)信道同時(shí)傳送異步數(shù)據(jù)和同步話音。每個(gè)話音信道支持64kb/秒的同步話音鏈路。異步信道可以支持一端最大速率為721kb/秒、另一端速率為57.6kb/秒的不對(duì)稱連接，也可以支持43.2kb/秒的對(duì)稱連接。

中間協(xié)議層包括邏輯鏈路控制和適應(yīng)協(xié)議、服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議、串口仿真協(xié)議和電話通信協(xié)議。邏輯鏈路控制和適應(yīng)協(xié)議具有完成數(shù)據(jù)拆裝、控制服務(wù)質(zhì)量和復(fù)用協(xié)議的功能，該層協(xié)議是其它各層協(xié)議實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議層為上層應(yīng)用程序提供一種機(jī)制來(lái)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中可用的服務(wù)及其特性。串口仿真協(xié)議層具有仿真9針RS232串口的功能。電話通信協(xié)議層則提供藍(lán)牙設(shè)備間話音和數(shù)據(jù)的呼叫控制指令。

主機(jī)控制接口層（HCI）是藍(lán)牙協(xié)議中軟硬件之間的接口，它提供了一個(gè)調(diào)用基帶、鏈路管理、狀態(tài)和控制寄存器等硬件的統(tǒng)一命令接口。藍(lán)牙設(shè)備之間進(jìn)行通信時(shí)，HCI以上的協(xié)議軟件實(shí)體在主機(jī)上運(yùn)行，而HCI以下的功能由藍(lán)牙設(shè)備來(lái)完成，二者之間通過(guò)一個(gè)對(duì)兩端透明的傳輸層進(jìn)行交互。

在藍(lán)牙協(xié)議棧的最上部是各種高層應(yīng)用框架。其中較典型的有撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)、耳機(jī)、局域網(wǎng)訪問(wèn)、文件傳輸?shù)龋鼈兎謩e對(duì)應(yīng)一種應(yīng)用模式。各種應(yīng)用程序可以通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的應(yīng)用模式實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用可通過(guò)仿真串口訪問(wèn)微微網(wǎng)（Piconet），數(shù)據(jù)設(shè)備也可由此接入傳統(tǒng)的局域網(wǎng)；用戶可以通過(guò)協(xié)議棧中的Audio（音頻）層在手機(jī)和耳塞中實(shí)現(xiàn)音頻流的無(wú)線傳輸；多臺(tái)PC或筆記本電腦之間不需要任何連線，就能快速、靈活地進(jìn)行文件傳輸和共享信息，多臺(tái)設(shè)備也可由此實(shí)現(xiàn)同步操作。

總之，整個(gè)藍(lán)牙協(xié)議結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用重傳機(jī)制來(lái)保證鏈路的可靠性，在基帶、鏈路管理和應(yīng)用層中還可實(shí)行分級(jí)的多種安全機(jī)制，并且通過(guò)跳頻技術(shù)可以消除網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中來(lái)自其它無(wú)線設(shè)備的干擾。

3. 藍(lán)牙通訊技術(shù)的特點(diǎn)

■藍(lán)牙工作在全球開(kāi)放的2.4GHz ISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段；

■使用跳頻頻譜擴(kuò)展技術(shù)，把頻帶分成若干個(gè)跳頻信道（hop channel），在一次連接中，無(wú)線電收發(fā)器按一定的碼序列不斷地從一個(gè)信道“跳”到另一個(gè)信道；

■一臺(tái)藍(lán)牙設(shè)備可同時(shí)與其它七臺(tái)藍(lán)牙設(shè)備建立連接；

■數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)1Mbit/s；

■低功耗、通訊安全性好；

■在有效范圍內(nèi)可越過(guò)障礙物進(jìn)行連接，沒(méi)有特別的通訊視角和方向要求；

■支持語(yǔ)音傳輸；

■組網(wǎng)簡(jiǎn)單方便

4.藍(lán)牙技術(shù)新標(biāo)準(zhǔn)

目前應(yīng)用最為廣泛的是 Bluetooth 2.0+EDR標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)在2004年已經(jīng)推出，支持Bluetooth 2.0+EDR標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品也于2006年大量出現(xiàn)。雖然Bluetooth 2.0+EDR標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上作了大量的改進(jìn)，但從1.X標(biāo)準(zhǔn)延續(xù)下來(lái)的配置流程復(fù)雜和設(shè)備功耗較大的問(wèn)題依然存在。

為了改善藍(lán)牙技術(shù)目前存在的問(wèn)題，藍(lán)牙SIG組織（Special Interest Group）推出了Bluetooth 2.1+EDR版本的藍(lán)牙技術(shù)。

5. 藍(lán)牙通訊技術(shù)的用途

藍(lán)牙技術(shù)是一種新興的技術(shù)，尚未投入廣泛應(yīng)用，目前許多藍(lán)牙設(shè)備還處于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)階段。但可以肯定的是現(xiàn)在多數(shù)具有紅外無(wú)線數(shù)據(jù)通訊功能的設(shè)備，在將來(lái)一樣可以使用藍(lán)牙技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接。同時(shí)藍(lán)牙技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和語(yǔ)音傳輸技術(shù)使它還可以實(shí)現(xiàn)紅外技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的某些特定功能，如無(wú)線電話、多臺(tái)設(shè)備組網(wǎng)等等。

五． GPRS網(wǎng)絡(luò)

GPRS (General Packet Radio Service)是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)稱，它是第2. 5代移動(dòng)通信系統(tǒng)，是GSM向3G過(guò)渡的一個(gè)橋梁。GPRS是在GSM系統(tǒng)基礎(chǔ)上引入新的部件而構(gòu)成的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

1. GPRS技術(shù)概述

GPRS是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS采用與GSM同樣的無(wú)線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的TDMA幀結(jié)構(gòu)，這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當(dāng)前的電路交換的話音業(yè)務(wù)信道極其相似。因此，現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)從一開(kāi)始就可提供全面的GPRS覆蓋。GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源，從而提供了一種高效、低成本的無(wú)線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。

GPRS理論帶寬可達(dá)171. 2Kb/s，實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在10～70Kb/s，在此信道上提供TCP/IP連接，可以用于Internet連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用。GPRS是一種新的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，在移動(dòng)用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接，給移動(dòng)用戶提供高速無(wú)線IP。GPRS采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無(wú)線信道，同一無(wú)線信道又可以由多用戶共享，資源被有效的利用。使用GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收，用戶保持理論上的永遠(yuǎn)在線并且按流量進(jìn)行計(jì)費(fèi)，迅速降低了服務(wù)成本。

2. GPRS網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)

GPRS(General Packet Radio Service，通用分組無(wú)線業(yè)務(wù))是在現(xiàn)有的GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種移動(dòng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是GSM網(wǎng)絡(luò)向第三代移動(dòng)通信演進(jìn)的第一步，這一步有兩點(diǎn)重要意義：一是在GSM網(wǎng)絡(luò)中引入分組交換能力；二是將速率提高到115kbit/s以上。

通過(guò)在GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)中引入分組交換的實(shí)體組成GSM－GPRS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)以分組方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)盡量減少對(duì)GSM網(wǎng)絡(luò)的改動(dòng)。GPRS可以看作是原有的GSM電路交換系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的業(yè)務(wù)擴(kuò)充：由新增的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體對(duì)GSM數(shù)據(jù)進(jìn)行旁路，支持移動(dòng)用戶利用分組數(shù)據(jù)移動(dòng)終端接入Internet或其他分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

GPRS網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建在GSM網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上，為了升級(jí)至GPRS , 需要在GSM網(wǎng)絡(luò)側(cè)NSS（網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)）新增節(jié)點(diǎn)SGSN, GGSN以及新增節(jié)點(diǎn)與其他硬件設(shè)備相連接的接口。在BSS（基站子系統(tǒng)）側(cè)，因?yàn)镚PRS與GSM采用相同的基本調(diào)制方式和無(wú)線信道傳輸速率，因此不需改動(dòng)現(xiàn)有基站無(wú)線設(shè)備的硬件。但BSS設(shè)備需要增加新的Gb接口，用于與SGSN相連，由于Gb接口采用幀中繼，原有BSC的電路交換設(shè)備無(wú)法使用，所以需增加相應(yīng)的硬件設(shè)備PCU

4. GPRS關(guān)鍵設(shè)備介紹

? GGSN (GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)，Gateway GPRS Support Node)：是連接GPRS網(wǎng)絡(luò)與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。對(duì)于外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，它是一個(gè)路由器，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)己經(jīng)激活GPRS用戶的路由信息。GGSN接收移動(dòng)終端發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的外部網(wǎng)絡(luò)，或接收來(lái)自外部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，通過(guò)隧道技術(shù)傳給相應(yīng)的SGSN。另外GGSN還具有地址分配、計(jì)費(fèi)、防火墻功能[17]。

? SGSN (GPRS業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)，Serving GPRS Support Node)：主要功能是對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行鑒定和移動(dòng)性管理，建立移動(dòng)終端到GGSN的傳輸通道，接收從BSS傳來(lái)的移動(dòng)終端分組數(shù)據(jù)，通過(guò)GPRS骨干網(wǎng)傳送給GGSN或者將分組發(fā)送到同一服務(wù)區(qū)內(nèi)的移動(dòng)終端。

? SGSN和GGSN兩節(jié)點(diǎn)可分可合，即他們的功能可以由一個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)完全實(shí)現(xiàn)，也可以由不同的節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。他們都應(yīng)有IP路由功能，并能與IP路由器互聯(lián)。

5. GPRS接入方式簡(jiǎn)介

用戶設(shè)備通過(guò)串行或無(wú)線方式連接到GPRS終端上，GPRS終端與GSM基站(BTS)通信，但與電路交換式數(shù)據(jù)呼叫不同，GPRS分組是從BTS發(fā)送到GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)，而不是通過(guò)移動(dòng)交換中心(MSC)連接到語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)上。SGSN與GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)進(jìn)行通信；GGSN對(duì)分組數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，再發(fā)送到目的網(wǎng)絡(luò)，如因特網(wǎng)或X.25網(wǎng)絡(luò)。來(lái)自Internet的標(biāo)識(shí)有移動(dòng)臺(tái)地址的IP包，由GGSN接收，再轉(zhuǎn)發(fā)到SGSN，繼而傳送到移動(dòng)臺(tái)上。

SGSN是GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，它與MSC處于網(wǎng)絡(luò)體系的同一層。SGSN通過(guò)幀中繼與BTS相連，是GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與移動(dòng)臺(tái)之間的接口。SGSN的主要作用是記錄移動(dòng)臺(tái)的當(dāng)前位置信息，并且在移動(dòng)臺(tái)和GGSN之間完成移動(dòng)分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

GGSN通過(guò)基于IP協(xié)議的GPRS骨干網(wǎng)連接到SGSN，是連接GSM網(wǎng)絡(luò)和外部分組交換網(wǎng)(如因特網(wǎng)和局域網(wǎng))的網(wǎng)關(guān)。GGSN主要是起網(wǎng)關(guān)作用，有時(shí)也被稱為GPRS路由器。GGSN可以對(duì)GSM網(wǎng)中的GPRS分組數(shù)據(jù)包進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠(yuǎn)端的TCP/IP或X.25網(wǎng)絡(luò)。

SGSN和GGSN利用GPRS隧道協(xié)議(GTP)對(duì)IP或X. 25分組進(jìn)行封裝，實(shí)現(xiàn)二者之間的數(shù)據(jù)傳輸。

6. GPRS的主要應(yīng)用

GPRS業(yè)務(wù)具有接入迅速、永遠(yuǎn)在線、流量計(jì)費(fèi)等特點(diǎn)，在遠(yuǎn)程突發(fā)性數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸中有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，特別適合于頻發(fā)小數(shù)據(jù)量的實(shí)時(shí)傳輸，因而GPRS業(yè)務(wù)在某些行業(yè)上有特殊的應(yīng)用。

GPRS應(yīng)用主要分為面向個(gè)人用戶的橫向應(yīng)用和面向集團(tuán)用戶的縱向應(yīng)用兩種。

對(duì)于橫向應(yīng)用，GPRS可提供網(wǎng)上沖浪、Email、文件傳輸、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、增強(qiáng)型短消息等業(yè)務(wù)。

對(duì)于縱向應(yīng)用，GPRS可提供以下幾類應(yīng)用：

? 運(yùn)輸業(yè):車輛及智能調(diào)度。

? 金融、證券和商業(yè)：無(wú)線POS、無(wú)線ATM、自動(dòng)售貨機(jī)、流動(dòng)銀行等。

? 遙測(cè)、遙感、遙控：如氣象、水文系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，對(duì)災(zāi)害進(jìn)行遙測(cè)等遠(yuǎn)程操作。

? 提供VPN業(yè)務(wù)，使企業(yè)員工能夠隨時(shí)隨地與總部保持聯(lián)系，降低公司建設(shè) 自己的廣域網(wǎng)的成本。

? 實(shí)現(xiàn)工業(yè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能。

? 城市公用事業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)控維護(hù)系統(tǒng)

? 無(wú)線接入系統(tǒng)

(1)無(wú)線固定電話接入(WLL)

(2)無(wú)線IC卡

(3)無(wú)線磁卡電話

(4)火車、汽車、輪船等移動(dòng)載體付費(fèi)電話

六．

名詞簡(jiǎn)介

▲蜂窩式移動(dòng)電話系統(tǒng)（Cell phone）

背景：

為了滿足人們移動(dòng)通信的需要，隨著對(duì)電磁波研究的深入、大規(guī)模集成電路的問(wèn)世，移動(dòng)電話首先被制造出來(lái)，它是主要由送受話器、控制組件、天線以及電源四部分組成。在送受話器上，除了裝有話筒和耳機(jī)外，還有數(shù)字、字母顯示器，控制鍵和撥號(hào)鍵等。控制組件具有調(diào)制、解調(diào)等許多重要功能。由于手持式移動(dòng)電話機(jī)是在流動(dòng)中使用，所需電力全靠自備的電池來(lái)供給，當(dāng)時(shí)是使用鎳鎘電池，可反復(fù)充電。 70年代初，貝爾實(shí)驗(yàn)室提出蜂窩系統(tǒng)的覆蓋小區(qū)的概念和相關(guān)的理論后，立即得到迅速的發(fā)展，很快進(jìn)入了實(shí)用階段。在蜂窩式的網(wǎng)絡(luò)中，每一個(gè)地理范圍（通常是一座大中城市及其郊區(qū)）都有多個(gè)基站，并受一個(gè)移動(dòng)電話交換機(jī)的控制。

基本原理：

在建筑學(xué)上，蜂巢是經(jīng)濟(jì)高效的結(jié)構(gòu)方式，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是否可以采取同樣的方式，然后在相鄰的小區(qū)使用不同的頻率，在相距較遠(yuǎn)的小區(qū)就采用相同的頻率。這樣既有效地避免了頻率沖突，又可讓同一頻率多次使用，節(jié)省了頻率資源。這一理論巧妙地解決了有限高頻頻率與眾多高密度用戶需求量的矛盾和跨越服務(wù)覆蓋區(qū)信道自動(dòng)轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。

在這個(gè)區(qū)域內(nèi)任何地點(diǎn)的移動(dòng)臺(tái)車載、便攜電話都可經(jīng)由無(wú)線信道和交換機(jī)聯(lián)通公用電話網(wǎng)，真正做到隨時(shí)隨地都可以同世界上任何地方進(jìn)行通信，同時(shí)，在兩個(gè)或多個(gè)移動(dòng)交換局之間，只要制式相同，還可以進(jìn)行自動(dòng)和半自動(dòng)轉(zhuǎn)接，從而擴(kuò)大移動(dòng)臺(tái)的活動(dòng)范圍。因此，從理論上講，蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)可容納無(wú)限多的用戶。

現(xiàn)狀及發(fā)展方向：

第一代蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)是模擬蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)，主要特征是用模擬方式傳輸模擬信號(hào)，美國(guó)、英國(guó)和日本都開(kāi)發(fā)了各自的系統(tǒng)。 在1975年，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）開(kāi)放了移動(dòng)電話市場(chǎng)，確定了陸地移動(dòng)電話通信和大容量蜂窩移動(dòng)電話的頻譜，為移動(dòng)電話投入商用作好了準(zhǔn)備，1979年，日本開(kāi)放了世界上第一個(gè)蜂窩移動(dòng)電話網(wǎng)。其實(shí)世界上第一個(gè)移動(dòng)電話通信系統(tǒng)是1978年在美國(guó)芝加哥開(kāi)通的，但蜂窩式移動(dòng)電話后來(lái)居上，在1979年，AMPS制模擬蜂窩式移動(dòng)電話系統(tǒng)在美國(guó)芝加哥試驗(yàn)后，終于在1983年12月在美國(guó)投入商用。

我國(guó)開(kāi)始在1987年開(kāi)始使用模擬式蜂窩電話通信，1987年11月，第一個(gè)移動(dòng)電話局在廣州開(kāi)通。

"

▲ 藍(lán)牙耳機(jī)

目前藍(lán)牙技術(shù)在日常生活中應(yīng)用最廣的就是在支持藍(lán)牙的手機(jī)通話設(shè)備上，如手機(jī)藍(lán)牙耳機(jī)，藍(lán)牙使駕駛更安全，很多車主都感到開(kāi)車時(shí)接聽(tīng)電話不方便：一只手扶著方向盤，另一只手舉著電話接聽(tīng)，妨礙換擋、影響安全。

配合手機(jī)使用的藍(lán)牙耳機(jī)可以讓這些煩惱隨風(fēng)而去，使駕駛更加安全。通過(guò)配有藍(lán)牙功能的耳塞，使手機(jī)用戶可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線免提功能，而不必像現(xiàn)在這樣從頭部垂下一根線到手機(jī)上。用戶還可以通過(guò)車載藍(lán)牙通訊設(shè)備來(lái)使用手機(jī)，不用從包中掏出手機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)通話。

藍(lán)牙耳機(jī)的規(guī)格：兩大流派之爭(zhēng)

藍(lán)牙耳機(jī)在規(guī)格上，有 HandfreeProfile（HFP）和HeadtPro-file（HSP）兩大派別，決定耳機(jī)與手機(jī)的兼容性。前者意指免提功能、后者代表耳機(jī)功能。 其中HFP格式的藍(lán)牙耳機(jī)支持手機(jī)功能比較完整，消費(fèi)者可以同時(shí)在耳機(jī)上操作手機(jī)設(shè)定好的重?fù)堋?lái)電保留、來(lái)電拒聽(tīng)等免提選項(xiàng)功能。另外，消費(fèi)者采購(gòu)藍(lán)牙商品時(shí)，經(jīng)常會(huì)看到Bluetooth1.1、1.2、2.0+EDR、2.1+EDR等數(shù)字，數(shù)字代表不同規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。目前以1.1 最普遍、1.2是新的主流、2.0與2006年推出，目前最新版本是2.1+EDR版本，在2008年將推出藍(lán)牙UWB超寬帶版本，藍(lán)牙版本不同，關(guān)乎接收信號(hào)的品質(zhì)，新版本更強(qiáng)調(diào)能克服雜訊干擾，而且藍(lán)牙所有最新版本都設(shè)計(jì)為向下兼容以往所有版本，2.0版本的設(shè)備和1.1版本也能自由連接，消費(fèi)者采購(gòu)時(shí)應(yīng)衡量?jī)r(jià)格和需求。

藍(lán)牙耳機(jī)的使用距離：不僅取決于耳機(jī)

藍(lán)牙耳機(jī)的另一重要取決點(diǎn)在于傳輸距離，這與藍(lán)牙版本無(wú)關(guān)，而取決于藍(lán)牙技術(shù)PowerClass。現(xiàn)在大部分手機(jī)與移動(dòng)裝置所使用的是 PowerClass2，標(biāo)準(zhǔn)傳輸距離10米；而升級(jí)的PowerClass1則是將傳輸距離提升到100米，兩種版本都支持A2DP立體聲傳輸協(xié)議，可與立體聲耳機(jī)互聯(lián)。一般而言，手機(jī)與藍(lán)牙耳機(jī)的距離不會(huì)太遠(yuǎn)，如果中間沒(méi)有大的障礙物，在7米之內(nèi)傳輸質(zhì)量都很好，超過(guò)8米將出現(xiàn)斷點(diǎn)！超過(guò)10米將藍(lán)牙設(shè)備之間將失去連接。

藍(lán)牙耳機(jī)版本

藍(lán)牙目前暫時(shí)共有四個(gè)版本 V1.1/1.2/2.0/2.1，應(yīng)用在藍(lán)牙耳機(jī)時(shí)也有所差異。v1.2 不僅多了支持立體聲音效，在穩(wěn)定度及效果上也有較好的表現(xiàn)，并且可以向下兼容 v1.1 版本。此外，具備藍(lán)牙功能的手機(jī)和耳機(jī)，支持的連結(jié)模式包括「免持」

(Handsfree) 與「耳機(jī)」 (Headt) 兩種，不同模式的耳機(jī)和手機(jī)可是怎么配也不會(huì)成功的。

▲

GPS定位系統(tǒng)

全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)是美國(guó)研制并建立的新一代以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的星基無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)功能。整個(gè)系統(tǒng)分為空間部分—GPS衛(wèi)星星座；地面控制部分—地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設(shè)備部分—GPS信號(hào)接收機(jī)三部分。

將無(wú)線電信號(hào)發(fā)射臺(tái)從地面點(diǎn)搬到衛(wèi)星上，組成一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，應(yīng)用無(wú)線電測(cè)距交會(huì)的原理，便可由3個(gè)以上地面已知點(diǎn)交會(huì)出衛(wèi)星的位置，反之利用3個(gè)以上衛(wèi)星的已知空間位置就可以交會(huì)出地面未知點(diǎn)的位置。但是，除了位置上的三維坐標(biāo)外，由于接收機(jī)鐘與衛(wèi)星鐘有一定的誤差，如果把這個(gè)接收機(jī)鐘差也作為未知數(shù)，則共有4個(gè)未知數(shù)。所以，接收機(jī)必須同時(shí)至少測(cè)定4顆衛(wèi)星的距離才能算出接收機(jī)的三維坐標(biāo)，其原理如圖1所示