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物联网通信与网络技术优秀课件


有了蓝牙技术,存储于手机中的信息可以在电视机上显 示出来,也可以将其中的声音信息数据进行转换,以便在 PC(个人电脑)上聆听。东芝公司已开发了一种蓝牙无线 Modem 和PC卡,将两张卡中的一张插入Modem的主机上, 另一张插入PC(个人电脑),这样用户就成功实现了与因特网 的无线联网。
物联网通信与网络技术
5.1 无线通信技术概述
1.蜂窝革命 蜂窝革命直观地表现在移动电话市场罕见的增长上。在 1990年,移动用户数大约是1100万。今天,这个数字是几十 亿。根据国际电信联盟(ITU)的统计,全世界范围的移动用户 数在2002年首次超过固定电话的用户数。更新一代的设备, 添加了具有可接入Internet和内置数码照相机这样的强大功能。 移动电话显著增长的原因有很多:首先是移动电话的便捷性, 它们可以随使用者移动;此外,其特性决定了它们是位置感 知的;再有,移动电话是与处于固定位置的地区基站进行通 信的。
信息。
2.全球蜂窝网络 今天的蜂窝网不再是单一的。然而,设备仅能支持众多 技术中的一两种,且通常只能在某一个运营商的网络范围内 运行。国际电信联盟已开发出下一代无线设备的标准。新的 标准会使用更高的频率以增加其容量,新的标准也致力于消 除过去人们在开发和使用的第一代、第二代网络时产生的不
兼容性。
在北美,使用较广泛的第一代数字无线网络是先进移动 电话系统(Advanced Mobile Phone System,AMPS)。该网络 使用蜂窝数字分组数据(Cellular Digital Packet Data,CDPD) 覆盖网络提供数据服务,它提供19.2kb/s的数据速率。CDPD 在规则的话音通道上使用空闲期提供数据服务。
移动电话仅是这场蜂窝革命中较为明显的一个方面。随 着新型无线设备的引进,这些新型设备可以接入到Internet上。 它们除具有可对个人信息进行组织管理以及电话功能外,现 在又有了Web接入、即时消息、E-mail和其他在Internet上可 获得的服务。汽车中的无线设备可以根据需要为用户下载地 图和导向。
无线技术带来的第一个高潮是话音方面,现在,人们的 注意力在数据上。这一市场比较大的一块是“无线”Internet。 无线用户使用Internet不同于固定用户,与典型的固定设备 (诸如PC)相比,无线设备受显示和输入能力方面的限制,采 用事务处理和消息会话,而不是冗长的浏览会话。无线设备 由于具有位置感知能力,因而可以根据用户的地理位置对信 息做适当的剪裁。信息有能力找到用户,而不需用户去搜索
5.2 蓝 牙 技 术
5.2.1 蓝牙技术概述
蓝牙(Bluetooth)技术是由爱立信、诺基亚、 Intel、IBM和东芝五家公司于1998年5月共同提出并 开发的。蓝牙技术的本质是设备间的无线连接,主 要用于通信与信息设备。近年来,在电声行业中也 开始使用蓝牙技术。一般情况下,工作范围是10 m 半径之内。在此范围内,可进行多台设备间的互联。 但对于某些产品,设备间的连接距离甚至远隔100 m 也照样能建立蓝牙通信与信息传递。
ITU已开发出新的标准(International Mobile Telecommunication-2000,IMT-2000)。该系列标准致力于提 供无缝的全球网,标准是围绕着2 GHz频带开发的。新的标 准和频带提供的数据速率可达到2 Mb/s。
除定义频率使用、编码技术和传输以外,标准还需要定 义移动设备如何与Internet交互。有几个标准工作组和工业联 盟正在致力于实现这样的目标。无线应用协议(Wireless Application Protocol,WAP)论坛已开发出一个通用协议,该 协议准许具有有限显示和输入能力的设备存取Internet。因特 网工程任务组(Internet Engineering Task Force,IETF)已开发 出一个移动IP标准,该标准可以使无处不在的IP协议在一个
100 Mb/s以上。这其中的很多技术现在就可获得,更多的技 术在未来几年内也可获得。
无线局域网(WLAN)在架设固定网络很困难或太昂贵的 地方提供网络服务。主要的WLAN标准是IEEE 802.11,它提 供高达54 Mb/s的数据速率。
IEEE 802.11的一个潜在问题是与蓝牙技术的兼容性。蓝 牙是一个无线网络的规范,它定义了诸如膝上型计算机 (Laptop)、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)和 移动电话设备之间的无线通信。蓝牙和IEEE 802.11的某些版 本使用相同的频带,如果在同一个设备上配置,这两种技术 很可能会相互干扰。
宽带无线服务具有所有无线服务同样的优点:便利和廉 价。运营商的服务可以比固定服务更快地交付,且没有铺设 线路设备的成本。这样的服务也是移动的,几乎能够在任一 地方交付。
围绕着很多不同的应用,有许多开发宽带无线标准的尝 试。这些标准几乎覆盖了从无线局域网到小型无线家庭网络 的所有方面。数据传输率也由2 Mb/s到100 Mb/s,甚至
移动环境下工作。
3.宽带 Internet上有越来越多的多媒体应用。在万维网(World Wide Web,WWW)的网页上有大量的图片、视频和音频信息, 商业通也呈现同样的趋势。例如,E-mail常常包含了大量 的多媒体附件。为了能够完全参与到通信中,要求无线网络 具有与其进行通信的固定设备同样高的数据速率。通过宽带 无线技术可以得到更高的数据速率。
第二代无线系统有全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications,GSM)、个人通信服务(Personal Communication Service,PCS)IS-136和PCS IS-95。PCS IS136使用时分多点接入(Time Division Multiple Access, TDMA),PCS IS-95使用码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)。GSM和PCS IS-136使用专用信道以9.6 kb/s 的速率交付数据服务。
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