几种主流的无线互联技术方案

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1、几种主流的无线互联技术方案几种主流的无线互联技术方案高速无线互联网将无线通信、互联网、计算机、微电子、软件、安全加密等多种领域的先 进技术结合在一起，涉及设备制造、软件产业、网络建设、系统集成和商业服务等众多领 域。例如，仅以各类上网设备为例，就涉及手机、掌上电脑或手提电脑、PDA 等一系列终 端产品和相应的网络产品。从网络角度来看，它涉及互联网和城域网（MAN） 、局域网 （LAN）及最近提出的“无线个域网” （WPAN） 。从应用角度来看，它可分为小范围慢速移 动（或相对静止） 、大信息量的区域连接和大范围快速移动等多种情况，后者也是第三代及 更新一代移动通信系统的主要研究内容，因此它和新

2、一代移动通信系统又是密切相关的。高速无线互联网在国际上是一个正在迅速兴起的领域。围绕着可移动设备如何接入互联网 和部分固定设备如何发挥无线通信的优势这些基本问题，国际上已提出一些标准，并有许 多跨国公司已经推出或正在研制一些系统，我国信息产业界则正密切注视这一领域的发展， 以期抓住这个难得的机遇。引发人们对无线互联网深入研究的，首先是无线上网的需求，而无线上网呼声最高的，首 推各类移动终端，尤其是蜂窝网手机。因此，无线互联网首先是与“无线应用协议” （WAP） 、通用分组无线业务（GPRS） 、第三代移动通信等概念联系在一起的。WAP 是一个由无线应用协议论坛制订的通信协议，它的载体可为 CD

3、MA、GSM、DECT、PHS、CDPD、FLEX 等系统。利用它，无线数字电话及其他无线设备 用户能够即时交互访问互联网和局域网。WAP 协议为现有无线通信网和 Internet 之间的通 信架起了桥梁。GPRS 在现有 GSM 电路交换模式上增加了基于分组的空中接口，引入了无线分组交换功能， 其速率可达 115kbps。GSM 数据传输的增强型称为 EDGE（Enhanced Data for GSM Evolution） ，采用新的调制技术，高效利用 200kHz 带宽内合并在一起的 8 个时隙，使数据 传输速率最高可达 384kB/s。目前，第三代移动通信已有多种标准，其共有特点是：更

4、大的容量和覆盖范围；高的和可 变的数据率；支持多种同步业务等。最有代表性的系统有 W-CDMA、CDMA2000、TD- SCDMA 等。WAP 作为移动通信与互联网的桥梁，将发挥不可估量的作用。现在，一些大公司的网站都 放置了大量的有关 WAP 和 GPRS 的资料，这种被称为 2.5 代的移动通信系统实际上已经是 一种无线互联网系统，只不过其数据传输速率还不够高。互联网和移动通信的交叉已经呈现了强大的生命力。网上的内容太丰富、太精彩，而无线 方式将使人们上网更方便，因此必将推动无线互联网市场的快速发展。手机上网，一方面 解决了人们的部分实际需求，另一方面也催生了一种新型网络概念的诞生。通过

5、改造原有的移动通信网络使手机具有上网功能，也使得频率资源和系统容量的矛盾变 得更加突出。宽带和大容量这一对矛盾促使人们开发新的频段和寻求更有效的办法，其中 小范围应用具有代表性。事实上，小范围的应用和大范围快速移动情况下的应用有着极为巨大的市场潜力，两者相辅相成，互为补充，对国民经济的发展和人们生活水平的提高都 具有重要意义。从某种意义上说，小范围应用的市场前景可能更为广阔，因为它可以最大 限度地利用各种原有系统，而且无线设备的发射功率较小，有利于频率资源的复用，系统 的容量大，同时也减少了人们对大功率电磁波对人体是否有危害的忧虑。从技术角度来看，小范围应用利用“无线电缆” （Wireless

6、 Cable） ，为大量设备提供有效、 廉价的无线连接。人们可以用无线的方法，方便地将计算机、外围设备、电子设备乃至医 疗设备、自动控制应用的各种产品、家用电器等连接起来，形成个人网络，并可与 Internet 连接。其典型成果有：以无线 LAN 为典型应用的 IEEE 802.11；由若干著名公司为 核心的“家用无线电频率工作组”(HRFWG)提出的、以家庭应用为主要背景的“共享无线 访问协议”(SWAP)；由 Ericsson 等公司发起成立并提出的小范围解决方案“蓝牙系统”等。 另外，还有红外数据连接(IrDA)、DECT 等。这些系统主要工作在小范围，大多以采用跳频 技术为主要特色，工

7、作在 2.4GHz 频段，虽然这些标准目前还在不断修改，但已展现出强大 的生命力。目前，国际上一流的通信、计算机和软件公司一方面协作攻关，另一方面也如 火如荼地展开竞争。从网络的角度来看，最近提出的“无线个域网（WPAN） ”具有特殊的吸引力。这一新概念 用网络理论来概括小范围的无线应用，成为颇受瞩目的新热点。比较而言，蓝牙系统（Bluetooth）更具有代表性，它正在随着 WPAN 概念的迅速推广而蓬 勃发展。事实上，蓝牙系统和 WPAN 的概念相辅相成，蓝牙系统已经是 WPAN 的一个雏形。 在其 1999 年 12 月发布的 Version 1.0 的标准中，已定义了包括使用 WAP 协

8、议连接 Internet 的多种应用。它能够使蜂窝电话系统、无绳通信系统、无线局域网和互联网等现有网络增 添新功能，使各类计算机、传真机、打印机设备增添无线传输和组网功能，在家庭和办公 自动化、家庭娱乐、电子商务、无线公文包应用、各类数字电子设备、工业控制、智能化 建筑等场合开辟了广阔的应用。跳频、TDD 和 TDMA 等技术的使用使得蓝牙系统的射频电 路较为简单，通信协议的大部分内容可以用专用集成电路和软件来实现，从技术上保证了 蓝牙系统设备的高性能和低成本，因此前景极为广阔。从最初由 Ericsson 等公司发起，一 年多以来，蓝牙系统已吸引了国际上近 2000 家有影响公司的参与，使它在

9、与 SWAP、IEEE 802.11 等类似应用标准的竞争中脱颖而出，发展前景更加明朗。蓝牙系统及 WPAN 使人们随身携带网络成为可能，预计不久国内外将会出现较大的市场需 求，在若干年内能够满足人们的无线上网和其他要求。但随着 Internet 速率的提高和 WPAN 的发展，这种小范围应用的速率必然需要提高，目前，IEEE 802.15 的一个工作组正 在制订将来信息速率达 20Mbps 以上的 WPAN 标准。因此，WPAN 将是高速无线互联网的 重要部分。对于大范围应用场合或大信息量的区域连接，目前主要是使用光纤系统。但在很多场合铺 设光纤存在诸多不便，或经济上并不合算，因此一种被称为

10、“无线光纤”的系统，即本地 多点分布服务系统（LMDS）应运而生，有望在高速无线互联网中发挥重要作用。LMDS 是近年来逐渐发展起来的一种双向宽带固定无线接入技术。目前各国为 LMDS 分配的 频带宽度至少有 1GHz，是一种真正的宽带系统，能够满足用户日益增长的带宽需求。它可 以为用户提供大量的新兴宽带业务，在无线互联网中应用，可以更好地解决其宽带化和高速化问题，是一种名副其实的“无线光纤” 。目前，许多通信设备制造厂商已经推出或即将推出 LMDS 产品，如美国的 TI、HP、Stanford Telecommunications、P-COM 和 UMS 等公司，加拿大的新桥网络（Newbr

11、idge Networks） 、 北电网络（Nortel Networks） ，法国的 Alcatel，德国的 Bosch 等。近年来，在世界各地也陆 续建设了一些试验系统，提供各种多媒体业务，一方面对 LMDS 进行现场测试，为产品的 研发、完善和工程设计提供必要的数据，另一方面验证在各种场合下 LMDS 系统的生存能 力和实用性。现在，虽然许多系统还都处于试验阶段，有些基本的技术规范尚未达成统一，但一旦条件 成熟，各项工作即可迅速展开。由于 LMDS 在服务方面的灵活性，营运商可以根据实际的 应用需求确定资金投入的多少、发展的模式，逐步建设 LMDS 系统，这样就降低了系统的 初期投资，为

12、网络建设和后期扩容提供了便利条件。许多国家已经相继分配了本地区 LMDS 的工作频段，同时出台了有关运营的具体管理办法 与技术要求。它们和美国一样，大多采用拍卖频谱的方法，并制定有利于新运营商的政策 法规，使其通过采用这种新技术迅速进入电信市场，能与拥有大量基础设施的老运营商展 开竞争，从而有利于电信产业的健康发展。因此，在高速无线互联网中，LMDS 将是解决大信息量区域连接的一个有效方法，是使无 线互联网走向宽带和高速的一项关键技术。进行 LMDS 技术的研究是十分有必要的，LMDS 产品的市场也同样十分广阔。无线互联网将无线应用技术、网络技术和终端技术联系在一起，现有网络必然要作相应的 配

13、合，这已引起人们的极大重视。在总体思路上，一方面应该最大限度地使用现有网络， 另一方面需要尽快发展先进技术。Internet 技术的核心是 TCP/IP 协议，即传输控制协议和网际协议，包括应用、传输、网间 和网络接口四个层次。当 Internet 能够支持无线接入时，这时网络协议又称为“无线 协议”或“移动 IP 协议” 。无线 IP 协议的结构，在总体上与有线、无线计算机网络协议结构一致。这样，这些网络之 间的互连就比较方便，原有固定用户设备的协议结构不用改变或改变很少，就可与移动设 备通信，固定用户之间通信时所用的协议则不用改变。要达到这一目的，需要在已有网络 协议结构中增加移动性管理功

14、能，在系统管理、层管理和层操作程序中添补相应的模块， 以完成对移动设备的动态寻址并实现透明性。由于寻址问题一般由网络层解决，故主要是 对网络层管理和操作进行填补。当原有协议用面向对象方法实现时，可以比较方便地填补 移动功能。为了支持无线接入，人们在网络管理和网络结构等方面进行了较多的研究，主要集中在以 下几个方面：移动性管理、切换管理、IP 层对 QOS 的支持、TCP 对无线环境的支持、无线 Internet 的网络安全措施等。射频电路是无线应用最为关键的部分之一，也是无线系统的技术瓶颈。射频电路的发展趋势是 MMIC，即微波集成电路。虽然国内外都在强调射频电路设计和研制的重要性，但高层次射

15、频设计和研制的人才培养 周期较长，目前处于国内外都奇缺的状况。移动通信、多媒体通信和 Internet 的市场前景为全球世界所瞩目，高速无线互联网将它们 结合在一起，必将显现出强大的生命力。在技术上，我们的方案基于“无线电缆无线光纤”为主导概念并综合各种实用技术和先 进技术，把各种移动通信设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统 甚至各种家用电器，使用一种廉价的无线方法建立起它们之间的信息传输，使公众蜂窝系 统、无绳通信系统、无线局域网和互联网等现有网络增添新功能，使各类计算机、传真机、 打印机等外设乃至各种室内电子、信息和电器设备增添无线传输和组网的功能，也可方便 地应用于各

16、种电话系统、无线公文包、各类数字电子设备（如数字照相机、数字摄像机等） 、 个人助理（） 、头戴收发设备（Headset） 、无线电子锁、各种无线遥控器（特别是汽 车防盗和遥控） 、电子商务（如电子付账系统、电子登记服务等） 、工业控制等领域。因此， 应用空间极为广阔，市场特别巨大，将会逐步形成一系列新兴产业或用高新技术改造传统 产业，对国民经济的发展和改善人民的生活水平具有极为重要的意义。另外，通过这一课 题的研究和开发，能使我国在无线通信和互联网的建设领域，包括芯片、软件、系统集成 等方面，缩小与国际先进水平的差距，在某些方面走在前列，带动全国的信息产业持续发 展，扩大内需，也具有巨大的社会效益。高速无线互联网在国际上是一个正在发展的课题，我国正抓住机遇，以期解决关键技术， 使之迅速形成产业。结合我国的国情，我们对高速无线互联网提出基于“无线电缆无线 光纤”为主导概念并综合各种实用技术和先进技术的解决方案。具体地说，在小范围应用场合，第一阶段以蓝牙技术为基础，发展以 WPAN 为背景的各类 设备和网络，今后将向着宽带高速 WPAN 的方向发展；对于大范围应用场合