物联网技术与应用5-03

物联网

技术与应用第三篇物联网网络技术互联网概述移动通信技术移动互联网经济管理学院互联网基础网络名词互联网概况经济管理学院一、互联网概述Internet“因特网”、“互联网”或“国际互联网”计算机网络，可以畅通无阻地交换信息。包括局域网（LAN）、地域网（MAN）以及大规模的广域网（WAN）等。六十年代末至七十年代初，美国国防部通过一个名为Arpanet的网络把美国的几个军事及研究用计算机主机联接起来，这就是Internet最早的形态。叫做Arpanet（阿帕网）。1994年4月中国开始实现与Internet的全功能连接。经济管理学院1.1互联网基础发展第一：电子邮件阶段。这个阶段可以认为从70年代开始，平均的通信量以每年几倍的速度增长。第二：信息发布阶段。从1995年起，以Web技术为代表的信息发布系统，爆炸式成长起来，成为目前INTERNET的主要应用。第三：EC（ElectronicCommerce），即电子商务阶段。INTERNET的最终主要应用于商业用途，就是电子商务。经济管理学院常用词CNNIC：ChinaInternetNetworkInformationCenter，中国互联网络信息中心ASP：ApplicationServiceProvider，互联网应用服务提供商ISP：InternetServiceProvider，互联网接入服务提供商ICP：InternetContentProvider，互联网内容服务提供商WWW：WorldWideWeb，万维网POP3：PostOfficeProtocol，邮局三协议，用于电子邮件的接收经济管理学院1.2网络名词域名：企业在互联网上的电子商标，具有唯一性，也是计算机处理过程中IP地址的助记符。IP地址：Internet上主机地址的数字性型式，与主机的域名地址一一对应。域名解析：把域名指向IP地址。服务器：服务提供商提供某种服务的机器。虚拟主机：是使用特殊的软硬件技术，把一台计算机主机分成一台台“虚拟”的主机，每一台虚拟主机都具有独立的域名和ip地址，具有完整的internet服务器功能。带宽：数据传输的流量，带宽宽传输数据快。经济管理学院WWW1989年，瑞士欧洲量子物理实验室（CERN）开发出WWW（WorldWideWeb）。目的是希望用户通过简单的操作方式，方便地在网络上传送文字、图形、声音、动画、资料库、以及各式各样的软件。WWW技术是互联网发展中的一个重要的里程碑。经济管理学院WWW的信息是以Web页形式提供的，它允许用户在一台计算机通过Internet存取另一台计算机上的信息。从技术角度上说，互联网是那些支持WWW协议和超文本传输协议HTTP（HyperTextTransportProtocol）的客户机与服务器的集合。1993年美国国家高速电脑中心对外发表了Mosaic浏览器，使WWW的技术有了突破性的进展，解决了远程信息服务中的文字显示、数据连接以及图像传递的问题，使得WWW成为互联网上最为流行的信息传播方式。经济管理学院TCP/IP协议TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，传输控制协议/互联网络协议网络协议即网络中传递、管理信息的规范，计算机间的相互通信需要共同遵守的规则。TCP/IP协议是一组协议的集合，规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式。TCP/IP是Internet的基础协议，也是一种电脑数据打包和寻址的标准方法。互联网就是靠TCP/IP协议把分布在全球的不同类型的网络连接起来的。经济管理学院HTTPHyperTextTransportProtocol，超文本传输协议Internet上进行信息传输时使用最为广泛的一种通信协议，所有的WWW程序都必须遵循这个协议标准。其主要作用就是对某个资源服务器的文件进行访问，包括对该服务器上指定文件的浏览、下载、运行等，也就是说通过HTTP我们可以访问Internet上的WWW的资源。经济管理学院HTMLHyperTextMarkupLanguage，超文本标记语言编写网页的最主要语言，是为“网页创建和其它可在网页浏览器中看到的信息”设计的一种标记语言。用HTML编写的超文本文档称HTML文档。能独立于各种操作系统平台（如UNIX、WINDOWS等）。经济管理学院URLUniformResourceLocator，统一资源定位器用于标识Internet或者与Internet相连的主机上的任何可用的数据对象。格式：协议://IP地址或域名/目录名/文件名例如：大连交通大学学校简介的URL

http:///info/index.asp表示使用http协议域名为

目录名为info文件名为index.asp经济管理学院IPv4协议在互联网上计算机间要进行信息交换时，每台计算机必须有一个唯一IP地址，并且通信双方要知道对方的IP地址。目前互联网使用的地址都是IPv4（InternetProtocolVersion4）地址。IPv4地址由32位二进制数组成，分为4段，每段8位，用小数点隔开，用十进制数表示，每一组数的范围为0~255，这IP地址。其格式为：XXX.XXX.XXX.XXX例如：交大某台主机IP地址：7经济管理学院IP的分类每个IP地址由网络号码和主机号码两部分组成。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络号码，网络上的一个主机（包括网络上工作站，服务器和路由器等）有一个主机号码与其对应。IP地址根据网络号码的不同分为5种类型：A类地址、B类地址、C类地址、D类地址和E类地址。经济管理学院A类IP地址一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”

地址范围从

到。可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1亿多个主机。经济管理学院B类IP地址一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”地址范围从到55。可用的B类网络有16382个，每个网络能容纳6万多个主机。经济管理学院C类IP地址

一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。范围从到55。C类网络可达209万余个，每个网络能容纳254个主机。经济管理学院D类IP地址用于多点广播（Multicast）D类IP地址第一个字节以“1110”开始，它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播（Multicast）中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。E类IP地址E类IP地址第一个字节以“11110”开始，为将来使用保留。经济管理学院特定用途的IP地址主机地址全为0——表示指向本网，常用在路由表中。主机地址全为1——表示广播地址，向特定的所在网上的所有主机发送数据包。四字节32比特全为1——表示仅在本网内进行广播发送。网络号127——TCP/IP协议规定网络号127不可用于任何网络。其中有一个特别地址：称之为回送地址（Loopback），它将信息通过自身的接口发送后返回，可用来测试端口状态。经济管理学院IP的配置TCP/IP参数的设置包括IP地址、子网掩码、网关和DNS的设置等。Windows系统下的配置方法：选择“开始”→“设置”→“网络和拨号连接”命令，弹出“网络和拨号连接”窗口。选择“本地连接”图标，单击鼠标右键，出现图1。选择“Internet协议（TCP/IP）”，单击“属性”按钮，出现图2。在出现“TCP/IP”对话框中，有如下两个选项：“自动获取IP地址”：每次登陆到网络时自动获取一个IP，“使用下面的IP地址”：需设定IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器，这些都由ISP提供。经济管理学院经济管理学院

图1图2IPv6协议InternetProtocolVersion6，也被称作下一代互联网协议，它是由IETF设计的用来替代现行的IPv4协议的一种新的IP协议。IPv6地址的长度为128位，也就是说可以有2的128次方的IP地址，相当于1038；如此庞大的地址空间，足以保证地球上每个人拥有一个或多个IP地址。IPv6支持的地址数是IPv4的40亿×40亿×40亿倍。128位地址采用层次结构，地球每平方米地址数保守估计1564，乐观估计391×1016。经济管理学院IPv6地址表示对于128位的IPv6地址，考虑到IPv6地址的长度是原来的四倍，RFC1884规定的标准语法建议把IPv6地址的128位（16个字节）写成8个16位的无符号整数，每个整数用四个十六进制位表示，数之间用冒号分开，如：3ffe:3201:1401:1:280:c8ff:fe4d:db39为了简化IPv6的地址表示，只要保证数值不变，就可以将前面的0省略。如：1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A，可以简写为：1080:0:0:0:8:800:200C:417A。另外，还规定可以用符号::表示一系列的0。则上面的地址又可以简化为：1080::8:800:200C:417A。经济管理学院IPv6地址分配IPv6地址空间的管理必须符合Internet团体的利益，必须是通过一个中心权威机构来分配。目前这个权威机构就是IANA（InternetAssignedNumbersAuthority，Internet分配号码权威机构）。IANA会根据IAB（InternetArchitectureBoard，互联网架构委员会）和IEGS的建议来进行IPv6地址的分配。目前，IANA委派以下三个地方组织来执行IPv6地址分配的任务：欧洲的RIPE-NCC（）、北美的INTERNIC（）、亚太地区的APNIC（）。经济管理学院

IPv6虽然号称“能给世界上的每粒沙子分配地址”，但地址资源掌握在他国手中，我国实际能分得的地址数量尚未可知。事实上，IPv4虽然可以为网络分配约42亿个IP地址，但美国占据了地址总量的74％，我国分到使用权的地址数不到美国公开地址的10％。经济管理学院IPv9协议IPv9是另一种IP演进策略，IPv9设计一种具有全新报头结构的互联网通信协议，当前尚不能与现有网络兼容。IPv9协议是指用0～9阿拉伯数字网络作虚拟IP地址，并将十进制作为文本的表示方法；为提高效率和方便终端用户，其中有一部分地址可直接作域名使用；采用将原有计算机网、有线广播电视网和电信网的业务进行分类编码，又称“新一代安全可靠信息综合网协议”。IPv4和IPv6都采用十六进制技术，而IPv9采用十进制技术，能分配的地址量是IPv6的8倍。经济管理学院IPv9协议的主要特点：采用定长不定位的方法，可以减少网络开销，就像电话一样可以不定长使用。采用特定的加密机制。加密算法控制权掌握在我国手中，因此网络特别安全。采用绝对码类和长流码的TCP/ID/IP，解决声音和图像在分组交换电路传输的矛盾。可以直接将IP地址当成域名使用，特别适合用于手机和家庭上网。有紧急类别可以解决在战争和国家紧急情况下的线路畅通。实现点对点线路，对用户的隐私权加强。特别适合无线网络传输。经济管理学院DNS域名系统虽然IP地址可以写成4组十进制数，但对普通用户仍然不好记忆。在互联网上通常用域名来代表一台主机，并与每台主机的IP地址之间建立一一映射关系。DNS（DomainNameService，域名服务）是域名解析服务器的意思，它的作用是把域名和IP地址进行相互转换。例如：在浏览器输入：，DNS服务器将其转换为：1。经济管理学院按照Internet上的域名管理系统（DNS，DomainNameSystem）的规定，域名是由用小数点分隔的几组英文字母加数字组成。格式：计算机主机名.机构名.网络名.最高层域名例如：代表：www主机.大连交大.教育部门.中国经济管理学院最高层域名一般有两种类型：一种是地理域，另一种是机构域。地理域是通过地理区域来划分域名，大部分国家和地区都拥有自己独立的域名：中国CN、日本JP、香港是HK、英国UK、美国一般不使用地理域名。机构域是根据注册的机构类型来分类，常见机构域名如下：com商业领域、edu教育领域、gov政府部门、int国际组织、mil军事机构、net网络领域、org社会组织。经济管理学院CNNIC中国互联网络信息中心，ChinaInternetNetworkInformationCenter，2014年7月，发布《第34次中国互联网发展状况统计报告》。截至2014年6月，我国网民规模6.32亿，互联网普及率46.9%，手机上网的网民比例83.4%（手机网民规模5.27亿）。我国域名总数1915万个，其中“.CN”域名总数1065万，比例55.6%，“.中国”域名总数28万。网站总数273万个，.CN下网站数127万个。经济管理学院1.3互联网概况中国网民规模与互联网普及率经济管理学院中国手机网民规模及其占网民比例经济管理学院中国网民年龄结构经济管理学院中国网民学历结构经济管理学院中国网民职业结构经济管理学院网民上网设备经济管理学院网民使用电脑上网场所经济管理学院网民人均周上网时长经济管理学院中国互联网基础资源对比（近三年）经济管理学院2014年6月2013年6月2012年6月IPv4（个）330,408,960330,617,088330,468,352IPv6（块/32）16,69414,60712,499域名（个）19,151,60014,694,7698,731,083其中.CN域名（个）10,654,7097,808,3603,984,188网站（个）2,726,0002,939,2322,503,553其中.CN下网站（个）1,272,7041,145,367975,217国际出口带宽（Mbps）3,776,9092,098,1501,548,811中国分类域名数经济管理学院中国分类CN域名数经济管理学院中国网站数量经济管理学院中国国际出口带宽及其增长率经济管理学院主要骨干网络国际出口带宽数经济管理学院中国网民网络应用的使用率经济管理学院2014年2010年增长率应用用户规模（万）网民使用率用户规模（万）网民使用率即时通信5642389.3%3525877.1%60.0%搜索引擎5074980.3%3745381.9%35.5%网络新闻5031679.6%3530477.2%42.5%网络音乐4876177.2%3621879.2%34.6%博客/个人空间4443070.3%2945064.4%50.9%网络视频4387769.4%2839862.1%54.5%网络游戏3681158.2%3041066.5%21.0%网络购物3315152.5%1605135.1%106.5%网上支付2922746.2%1371930.0%113.0%网络文学2893945.8%1948142.6%48.5%微博2753543.6%631113.8%336.3%网上银行2718843.0%1394830.5%94.9%电子邮件2686742.5%2496954.6%7.6%社交网站2572240.7%2350551.4%9.4%旅行预订1896030.0%36137.9%424.8%团购1482723.5%18754.1%690.8%论坛/bbs1240719.6%1481732.4%-16.3%互联网理财638310.1%708815.5%-9.9%中国网民手机网络应用的使用率经济管理学院

2014年（5.27亿）2010年（3.03亿）增长率应用网民使用率网民使用率即时通信87.1%67.7%28.7%搜索77.0%56.6%36.0%网络新闻74.2%59.9%23.9%网络音乐67.3%46.2%45.7%网络视频55.7%21.9%154.3%网络游戏47.8%25.8%85.3%网络文学42.1%41.1%2.4%网上支付38.9%8.4%363.1%网络购物38.9%4.9%693.9%微博35.8%15.5%131.0%网上银行34.8%7.1%390.1%邮件28.1%22.0%27.7%社交网站25.4%36.6%-30.6%团购19.4%2.7%618.5%旅行预订14.3%3.7%286.5%论坛13.1%27.4%-52.2%移动通信概述现代移动通信技术经济管理学院二、移动通信技术移动通信（Mobilecommunication）指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息传输和交换的通信方式。移动通信系统包括：无绳电话、无线寻呼、陆地蜂窝移动通信、卫星移动通信等。移动体之间通信联系的传输手段只能依靠无线电通信，因此，无线通信是移动通信的基础。经济管理学院2.1移动通信概述早期移动通信发展历程1897年，马可尼（意大利无线电工程师）在陆地和一艘拖船上完成无线通信实验，标志无线通信的开始。1928年，美国警用车辆的车载无线电系统，标志移动通信开始。1946年，Bell实验室在圣路易斯建立第一个公用汽车电话网，1960s，实现无线频道自动选择域公用电话网自动拨号连接。1974年，美国Bell实验室提出蜂窝移动通信的概念。经济管理学院蜂窝系统的概念和理论在20世纪60年代就由美国贝尔实验室等单位提了出来，但其复杂的控制系统直到20世纪70年代才大规模实现。小区制蜂窝通信具有小覆盖、小发射功率和资源重用等优点，决定了它在现代移动通信中的重要作用。经济管理学院移动通信特点移动性电波传播条件复杂噪声和干扰严重系统和网络结构复杂要求频带利用率高，设备性能好经济管理学院移动通信系统的组成移动通信是移动体（人或移动状态的物体）之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。移动通信包括无线传输、有线传输，主要设备有无线收发信机、移动交换控制和移动终端。移动通信无线服务区由许多正六边形小区覆盖而成，呈蜂窝状，通过标准接口与公众通信网（PSTN、ISDN、PDN）互联。移动通信系统包括移动交换子系统（SS）、操作维护管理子系统（OMS）、基站子系统（BSS）和移动台（MS）。经济管理学院经济管理学院移动通信系统的组成

移动通信中建立一个呼叫是由BSS（基站）和SS（移动交换）共同完成的；BSS提供并管理MS（移动台）和SS之间的无线传输通道，SS负责呼叫控制功能，所有的呼叫都是经由SS建立连接的；OMS（操作管理）负责管理控制整个移动网。MS也是一个子系统。它实际上是由移动终端设备和用户数据两部分组成的，移动终端设备称为移动设备；用户数据存放在一个与移动设备可分离的数据模块中，此数据模块称为用户识别卡（SIM）。经济管理学院移动通信的工作频段早期的移动通信主要使用VHF和UHF频段。目前，大容量移动通信系统均使用800MHz频段（CDMA），900MHz频段（GSM），并开始使用1800MHz频段（GSM1800），该频段用于微蜂窝（Microcell）系统。第三代移动通信使用2.4GHz频段。经济管理学院移动通信的工作方式从传输方式的角度来看，无线通信分为单向传输（广播式）和双向传输（应答式）单向传输只用于无线电寻呼系统双向传输有单工、双工和半双工三种工作方式经济管理学院单工通信是指通信双方电台交替地进行收信和发信，根据收、发频率的异同，又可分为同频单工和异频单工。双工通信是指通信双方电台同时进行收信和发信。半双工通信的组成与双工通信相似，移动台采用类似单工的“按讲”方式，按下按讲开关，发射机才工作，而接收机总是工作的。经济管理学院移动通信的组网移动通信采用无线蜂窝式小区覆盖和小功率发射的模式。蜂窝式组网放弃了以前点对点传输和广播覆盖模式，把整个服务区域划分成若干个较小的区域（cell，在蜂窝系统中称为小区），各小区均用小功率的发射机（即基站发射机）进行覆盖，许多小区像蜂窝一样能布满（即覆盖）任意形状的服务地区。经济管理学院经济管理学院蜂窝移动通信小区覆盖现代移动通信发展历程第一代移动通信系统第二代移动通信系统第三代移动通信系统第四代移动通信系统经济管理学院2.2现代移动通信技术第一代移动通信——模拟语音1982年，为解决大区制容量饱和的问题，美国贝尔实验室发明了高级移动电话系统AMPS。AMPS提出了“小区制”、“蜂窝单元”的概念，同时采用频率复用（FrequencyDivisionMultiplexing,FDM）技术，解决了公用移动通信系统所需要的大容量要求和频谱资源限制的矛盾。第一阶段是模拟蜂窝移动通信网，时间是20世纪70年代中期至80年代中期。经济管理学院系统结构——每一个蜂窝单元有一个基站负责接收该单元中电话的信息。基站连接到移动电话交换局（MTSO，MobileTelephoneSwitchingOffice）。MTSO采用分层机制，一级MTSO负责与基站之间的直接通信；高级MTSO则负责低级MTSO之间的业务处理。当电话在蜂窝单元之间移动的时候，基站之间会通信，从而交换控制权，避免信道分配出错导致信号冲突。基站对于电话用户控制权的转换也称为“移交”。经济管理学院模拟系统有以下缺点：频谱利用率低；业务种类有限；无高速数据业务；保密性差，易被窃听和盗号；设备成本高；体积大，重量大。经济管理学院第二代移动通信——

数字语音使用数字制式，支持传统语音通信、文字和多媒体短信，并支持一些无线应用协议。数字化通信——语音信号数字化、数字式电路交换、数字式调制。采用一系列数字处理技术来有效提高通信质量——纠错编码、交织、自适应均衡、分集等。以GSM和IS-95为代表的第二代移动通信，时间是从20世纪80年代中期开始。1996年，为了解决中速数据传输问题，又出现了2.5G移动通信系统，如GPRS和IS-95B。经济管理学院GSM：全球移动通信系统，GlobalSystemforMobileCommunicationIS-95：第一个基于CDMA的数字蜂窝标准，也叫TIA-EIA-95。IS-95是TIA为基于CDMA技术2G移动通信的接口标准分配的编号，IS全称为InterimStandard，即暂时标准，它也常作为整系列名称使用。TIA，TelecommunicationsIndustryAssociation美国通信工业协会EIA，ElectronicIndustriesAssociation美国电子工业协会经济管理学院CDMA：码分多址，CodeDivisionMultipleAccessTDMA：时分多址，TimeDivisionMultipleAccessFDMA，频分多址，FrequencyDivisionMultipleAccessGPRS：通用分组无线服务技术，GeneralPacketRadioService，是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。经济管理学院两种工作模式：GSM移动通信（工作频率：900/1800MHz）无线接口采用时分多址（TDMA）技术，核心网移动性管理协议采用MAP协议CDMA移动通信（工作频率：800MHz）核心网移动性管理协议采用IS-41协议，无线接口采用窄带码分多址（CDMA）技术。特点：抗干扰性好、抗多径衰落、保密安全性高、容量质量之间可以权衡取舍、同频率可在多个小区内重复使用、系统容量大（GSM的4.5倍，模拟网的10倍）。经济管理学院第三代移动通信——数字语音与数据第三代移动通信（3rd-generation，3G），是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上，可以提供所有2G的信息业务，同时保证更快的速度，以及更全面的业务内容，如移动办公，视频流服务等。以多媒体（Multi-media）综合服务业务为主要特征，主要以宽带CDMA技术为基础：WCDMA、CDMA2000、TD－SCDMA、WiMax等。经济管理学院3G的主要特征是可以提供移动宽带多媒体业务，包括高速移动环境下支持144Kbps速率，步行和慢速移动环境下支持384Kbps速率，室内环境则应达到2Mbps的数据传输速率，同时保证高可靠服务质量。人们发现从2G直接跳跃到3G存在较大难度，于是出现了一个2.5G（称后期2.5G为2.75G）的过渡阶段。经济管理学院经济管理学院3G的发展历程CDMA码分多址技术CDMA是近年来在数字移动通信进程中出现的一种先进的无线扩频通信技术，具有频谱利用率高、话音质量好、保密性强、掉话率低、电磁辐射小、容量大、覆覆盖广等特点，可以大量减少投资和降低运营成本，被认为是第3代移动通信技术的首选。CDMA也有2代、2.5代和3代技术。中国联通推出的CDMA属于2.5代技术。CDMA利用展频的通讯技术，因而可以减少手机之间的干扰，并且可以增加用户的容量，而且手机的功率还可以做的比较低，不但可使使用时间更长，更重要的是可以降低电磁波辐射对人的伤害。经济管理学院国际电联（ITU，InternationalTelecommunicationUnion）在1985年提出第三代移动通信系统的概念，当时称为未来公共陆地移动通信系统（FPLMTS，FuturePubilicLandMobileTelecommunicationSystem），1996年更名为IMT-2000（国际移动电话系统InternationalMobileTelecomSystem-2000,），在欧洲称其为个人移动通信系统（UMTS，通用移动通信系统UniversalMobileTelecommunicationsSystem）。经济管理学院IMT-2000的宗旨是建立全球的综合性个人通信网，提供多种业务，尤其是多媒体和高比特率分组数据业务并实现全球无缝覆盖。2000年5月举行的ITU-T2000年全会上，被正式命名为IMT-2000无线接口技术规范；2007年10月，ITU在日内瓦举行的无线通信全体会议上，与会国家通过投票正式通过无线宽带技术WiMAX成为3G标准；2008年全球移动大会上，主流设备厂商不约而同地发布了LTE的研究成果和后续演进策略。经济管理学院经济管理学院IMT-2000无线传输技术分类IMT-2000CDMAFDDDSWCDMAFDDMCCDMA2000TDDTD-SCDMATD-CDMAIMT-2000TDMATDMAMCUWC-136TDMASCEP-DECTFDD：FrequencyDivisionDuplexing，频分双工TDD：TimeDivisionDuplexing，时分双工DS：DirectSequence，直接序列MC：MultiCarrier，多载波SC：SingleCarrier，单载波UWC：UniversalWirelessConsortium，全球无线联盟EP-DECT：EuropeanDigitalEnhancedCordlessTelecommunications，欧洲数字增强无绳通信WCDMA（联通）宽带码分多址（WidebandCodeDivisionMultipleAccess）是一种利用码分多址复用方法的宽带扩频3G移动通信空中接口。WCDMA源于欧洲和日本技术的融合，数据传送达到每秒2Mbit（室内）及384kbps（移动空间），与GSM网络有良好的兼容性和互操作性。WCDMA允许在一条线路上传送更多的语音呼叫，呼叫数由现在的30个提高到300个，在人口密集的地区线路将不在容易堵塞。WCDMA采用自适应天线和微小区技术，提高系统的容量。经济管理学院CDMA2000（电信）CDMA2000（CodeDivisionMultipleAccess2000）是国际电信联盟ITU的IMT-2000标准认可的无线电接口。CDMA2000由美国高通北美公司为主导提出，目前使用CDMA2000的地区只有日、韩和北美。CDMA2000与另两个主要的3G标准WCDMA以及TD-SCDMA不兼容。经济管理学院TD─SCDMA（移动）时分同步码分多址（TimeDivision–SynchronousCodeDivisionMultipleAccess）是由我国信息产业部电信科学技术研究院提出，与德国西门子公司联合开发。技术特点：同步码分多址技术，智能天线技术和软件无线技术。它采用TDD双工模式，载波带宽为1.6MHZ。独特的智能天线技术，能大大提高系统的容量，特别对CDMA系统的容量能增加50%，而且降低了基站的发射功率，减少了干扰。TD─SCDMA软件无线技术使不同系统间的兼容性提高，也易于实现。经济管理学院经济管理学院三种3G标准的主要技术差别WiMAX全球微波接入的互操作性（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess）是基于IEEE802.16e系列宽频无线标准为基础的宽带无线技术。1999年，IEEE802局域网LAN/城域网MAN成立了802.16工作组来专门研究宽带无线接入标准。一些世界知名通信企业联合发起了全球微波接入互操作性论坛，在全球范围内推广802.16协议。经济管理学院LTE长期演进技术（LongTermEvolution）第三代移动通信系统采用的是码分多址（CDMA）技术，此技术能支持的最大系统带宽为5MHz。2004年底，第三代合作伙伴计划（3GPP）提出了通用移动通信系统（UMTS）的长期演进（LTE）项目。长期演进（LTE）项目、超移动宽带（UMB）技术、WiMAX技术、802.20移动宽带频分双工/移动宽带时分双工（MobileBroadbandFDD/TDD）等技术构成“准4G”技术。经济管理学院第四代移动通信——4G4G是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。

4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度能达到20Mbps。在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下。4G可以在DSL（DigitalSubscriberLine数字用户专线）和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。经济管理学院4G移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。第四代移动通信系统主要是以正交频分复用（OFDM）为技术核心。OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）即正交频分复用技术，其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。经济管理学院4G通信特征通信速度更快网络频谱更宽通信更加灵活智能性能更高兼容性能更平滑提供各种增殖服务更高质量的多媒体通信频率使用效率更高通信费用更加便宜经济管理学院经济管理学院移动通信技术代际分期代际1G2G2.5G3G4G信号模拟数字数字数字数字制式GSMCDMAGPRSWCDMACDMA2000TD-SCDMATD-LTE主要功能语音数据窄带宽带广带典型应用通话短信-彩信蓝牙多媒体高清移动互联网概述短距离无线网络短距离无线通信技术中国移动互联网概况经济管理学院三、移动互联网什么是移动互联网经济管理学院3.1移动互联网概述争论焦点：移动互联网=移动通信+互联网移动互联网=移动通信网络+互联网内容移动互联网=移动通信网络+互联网内容和应用移动互联网=互联网的移动接入移动互联网=移动通信系统的互联网化移动互联网=？业界观点A类观点：移动互联网是互联网的延伸B类观点：移动互联网是互联网的发展方向经济管理学院经济管理学院从终端的定义：用户使用手机、上网本、笔记本电脑、平板电脑等移动终端，通过移动网络获取移动通信网络服务和互联网服务。从技术层面的定义：以宽带IP为技术核心，可以同时提供语音、数据、多媒体等业务的开放式基础电信网络。移动互联网：指的是用户能够使用智能手机、平板电脑或其他手持移动终端通过移动通信网络（GPRS、GSM、CDMA、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、TD-LTE以及WLAN等）接入互联网，结合了移动通信和互联网的新型互联网生态系统。无线互联网的概念更加狭隘一些，就是指的通过无线方式进行互联网接入和数据传输。移动互联网不从接入方式上来定义，是基于个人应用和社区互联网应用的跨终端的统一服务。经济管理学院无线局域网无线局域网（WirelessLAN，WLAN）是使用无线连接把分布在数公里范围内的不同物理位置的计算机设备连在一起，在网络软件的支持下可以相互通信和资源共享的网络系统。WLAN与有线网络相比，具有以下优点：安装便捷使用灵活经济节约易于扩展经济管理学院3.2短距离无线网络无线局域网标准：IEEE802.11，是IEEE（美国电气和电子工程师协会，TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers）于1997年公告的无线区域网路标准，适用于有线站台与无线用户或无线用户之间的沟通连接。Wi-Fi（802.11b标准）：一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟（Wi-FiAlliance）所持有，是一种可以将个人计算机、手持设备等终端以无线方式互相连接的技术。经济管理学院Wi-Fi（Wireless-Fidelity，无线相容认证）音译为：“waifai”。Wi-Fi是一种短程无线传输技术，最高带宽为11Mb/s，在信号较弱或有干扰的情况下，带宽可调整为5.5Mb/s、2Mb/s和1Mb/s。特性：速度快，可靠性高，在开放性区域，通信距离可达305m，在封闭性区域，通信距离为76m到122m，方便与现有的有线以太网络整合，组网的成本更低。经济管理学院能够访问Wi-Fi网络的地方被称为热点。Wi-Fi热点是通过在互联网连接上安装访问点来创建的。当一台支持Wi-Fi的设备（例如PocketPC）遇到一个热点时，这个设备可以用无线方式连接到那个网络。由于Wi-Fi的频段在世界范围内是无需任何电信运营执照的免费频段，因此WLAN无线设备提供了一个世界范围内可以使用的，费用极其低廉且数据带宽极高的无线空中接口。经济管理学院Wi-Fi最主要的优势在于不需要布线，因此非常适合移动办公用户的需要，具有广阔市场前景。在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所，用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内，即可高速接入因特网。用户可以在Wi-Fi覆盖区域内快速浏览网页，随时随地接听拨打电话，而其他一些基于WLAN的宽带数据应用，如流媒体、网络游戏等功能更是值得用户期待。经济管理学院无线网络接入设备Wi-Fi是由AP（AccessPoint）和无线网卡组成的无线网络。AP一般称为网络桥接器或接入点，它是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁，因此任何一台装有无线网卡的PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源。其工作原理相当于一个内置无线发射器的集线器或者路由，而无线网卡则是负责接收由AP所发射信号的客户端设备。经济管理学院无线网卡USB无线网卡：内置微型无线网卡和天线，可以直接插入计算机USB端口。台式机无线网卡：使用台式机的无线网卡和外置天线，插入计算机主板相应槽口。支持Wi-Fi的笔记本：笔记本电脑内置无线网卡芯片与天线，方便使用。经济管理学院接入点接入点通常是通过标准以太网线，连接到有线网络上，并通过天线与无线设备进行通信。在有多个接入点时，用户可以在接入点之间漫游切换。接入点的有效范围是20~500m。根据技术、配置和使用情况，一个接入点可以支持15~250个用户。经济管理学院常见的就是一个无线路由器，如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路，则又被称为“热点”。现在市面上常见的无线路由器多为54M速度，再上一个等级就是108M的速度，当然这个速度并不是上互联网的速度，上互联网的速度主要是取决于Wi-Fi热点的互联网线路。经济管理学院无线网络架设一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP。有线宽带网络到户后，连接到一个AP，然后在计算机安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够，甚至用户的邻里得到授权后，则无需增加端口，也能以共享的方式上网。在网络建设完备的情况下，802.11b的真实工作距离可以达到100m以上。经济管理学院无线城域网无线城域网（wirelessMAN，WMAN）是以无线方式构成的城域网。无线局域网（WLAN）不能很好地适用于室外的宽带无线接入（BWA）应用。在带宽和用户数方面将受到限制，同时还存在着通信距离等其他一些问题。IEEE制定了一种新的全球标准IEEE802.16，以满足宽带无线接入和“最后一英里”接入市场的需要。经济管理学院IEEE802.16标准是针对10～66GHz高频段视距环境而制定的无线城域网标准。主要包括802.16a、802.16RevD和802.16e三个标准。802.16标准是一种无线城域网技术，它能向固定、携带和移动的设备提供宽带无线连接，它的服务区范围高达50km，用户与基站之间不要求视距传播，每基站提供的总数据速率最高为280Mb/s。经济管理学院WiMAX世界微波接入互操作性论坛（WiMAX）推崇的技术以IEEE802.16的系列宽频无线标准为基础，又称为802·16无线城域网，是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。经济管理学院WiMax系统构成传输单元——WiMAX网络使用的做法类似于移动电话。某一定地理范围被分成多个一系列重叠的区域称为单元。每一个单元的覆盖范围与相邻区域部分重叠。当用户从一个单元旅行到另一个单元时，无线连接是递送关闭从一个单元到另一个单元。主要设备——WiMAX网络包括两个主要组件：基站和订户设备。经济管理学院基站WiMAX基站安装在一个立式高塔或高楼广播无线信号。订户设备接收WiMAX信号。Wi-Fi一般的传输功率要在1毫瓦到100毫瓦之间，而一般的WiMAX的传输功率大约100千瓦，所以Wi-Fi的功率大约是WiMAX的一百万分之一。经济管理学院订户设备WiMAX技术2006年开始用于笔记本电脑和PDA。常见的移动WiMAX设备包括掌上电脑、手机、WiMAX网卡和USBmodem等。当然还有具备WiMAX功能的笔记本电脑。需要注意的是：WiMAX连接需要一个WiMAX启用设备和订阅了WiMAX宽带服务。经济管理学院WiMAX相对于Wi-Fi的优势WiMAX利用无线发射塔或天线，能提供面向互联网的高速连接。Wi-Fi网络连接速度为每秒54兆，而WiMAX为每秒70兆，胜过有线DSL技术，最大距离可达50km，它可以替代现有的有线和DSL连接方式。Wi-Fi解决的是无线局域网的接入问题，而WiMAX解决的是无线城域网的问题。Wi-Fi只能把互联网的连接信号传送到约100m远的地方，WiMAX则能把信号传送50km之远。经济管理学院ZigBeeBluetoothUWBIrDANFC经济管理学院3.3短距离无线通信技术紫蜂技术（ZigBee）ZigBee这一名称来源于蜜蜂的八字舞。由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息的，也就是说，蜜蜂依靠这样的方式构建了群体中的通信网路。借此意义Zigbee作为新一代无线通讯技术的命名。ZigBee是基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的。802.15.4仅仅定义了物理层和MAC（媒体访问控制，MediaAccessControl）层，并不足以保证不同的设备之间可以对话，于是便有了ZigBee。经济管理学院ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。

ZigBee是由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线网络平台，在整个网络范围内，每一个网络模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。经济管理学院与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个ZigBee网络“基站”却不到1000元人民币。经济管理学院ZigBee技术的特点：低功耗——工作模式下，ZigBee传输速率低，传输数据量很小；在非工作模式时，ZigBee节点处于休眠模式，非常省电。低速率——工作在20～250kbit/s的较低速率，提供250kbit/s（2.4GHz）、40kbit/s（915MHz）和20kbit/s（868MHz）的原始数据吞吐率，能够满足低速率传输数据的应用需求。低成本。ZigBee设备可以在标准电池供电的条件下（低成本）工作；通过大幅简化协议，降低了对节点存储和计算能力的要求；ZigBee协议免专利费。经济管理学院近距离——ZigBee设备点对点传输范围一般介于10～100m之间。在增加射频发射功率后，传输范围可增加到1～3km。如果通过路由和节点间的转发，传输距离可以更远。短时延——ZigBee响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms。节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3～10s，Wi-Fi需要3s。网络容量大——一个ZigBee的网络最多包括有255个ZigBee网络节点，若是通过网络协调器，整个网络最多可以支持超过64000个ZigBee网络节点，再加上各个网络协调器可互相连接，整个ZigBee网络节点的数目将十分可观。经济管理学院高安全性——提供了基于循环冗余校验（CRC）的数据包完整性检查功能，支持鉴权和认证，采用了AES-128的加密算法，各个应用可以灵活确定其安全属性。数据传输可靠——媒质接入控制层（MAC层）采用talk-when-ready的碰撞避免机制，当有数据传送需求时立刻传送，发送的每个数据分组都必须等待接收方的确认信息，并进行确认信息回复。若没有得到确认信息的回复就表示发生了冲突，将重传一次。免执照频段——使用的频段为2.4GHz（全球）、868MHz（欧洲）及915MHz（美国），均为免执照频段。经济管理学院ZigBee应用领域ZigBee主要应用在数据传输速率不高的短距离设备之间，非常适合物联网中的传感器网络设备之间的信息传输，利用传感器和ZigBee网络，更方便收集数据，分析和处理也变得更简单。ZigBee网络的冗余、自组织和自愈能力适合于许多类型的应用，主要包括数字家庭、工业控制和智慧交通等领域。经济管理学院经济管理学院数字家庭领域——ZigBee技术可以应用于家庭的照明的自动控制、窗帘的自动控制、空调系统的温度控制、煤气计量控制、家用电器的远程控制以及安全控制等。ZigBee模块可安装在电视、灯泡、遥控器、儿童玩具、游戏机、门禁系统、空调系统和其他家电产品等——例如在灯泡中装置ZigBee模块，人们要开灯时就不需要走到墙壁开关处，直接通过遥控便可开灯；当你打开电视机时，灯光会自动减弱；当电话铃响起或你拿起话机准备打电话时，电视机会自动静音。经济管理学院经济管理学院工业领域——通过ZigBee网络自动收集信息，并将信息回馈到系统进行数据处理与分析，以利工厂整体信息之掌握——例如火警的感测和通知、照明系统之感测、生产机台之流程控制等，都可由ZigBee网络提供相关信息，以达到工业与环境控制的目的。在矿井生产中，安装具有ZigBee功能的传感器节点可以告诉控制中心矿工的准确位置。经济管理学院经济管理学院智能交通——沿着街道、高速公路及其他地方分布式地部署大量ZigBee终端设备，人们就不再担心会迷路。安装在汽车里的器件将告诉你当前所处位置，正向何处去。全球定位系统（GPS）也能提供类似服务，但是这种新的分布式系统能够向你提供更精确、更具体的信息。即使在GPS覆盖不到的楼内或隧道内，仍能继续使用此系统。从ZigBee无线网络系统能够得到比GPS多得多的信息，如限速、街道是单行线还是双行线、前面每条街道的交通情况或事故信息等。可以跟踪公共交通情况，你可以适时地赶上下一班车，而不至于在寒风中或烈日下在车站等上数十分钟。经济管理学院精细农业——与传统农业相比，采用传感器和ZigBee网络以后，传感器收集包括土壤的温度、湿度、酸碱度等信息。这些信息经由ZigBee网络传输到中央控制设备，通过对信息的分析从而有助于指导农业种植。医疗卫生——借助于医学传感器和ZigBee网络，能够准确、实时地监测每个病人的血氧、血压、体温及心率等信息，从而减轻医生查房的工作负担。例如老人与行动不便者的紧急呼叫器和医疗传感器等。其他领域——运动休闲领域、酒店服务行业、食品零售业……经济管理学院蓝牙技术（Bluetooth）Bluetooth是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，也是目前国际上通用的一种公开的无线通信技术规范。它可以在较小的范围内，通过无线连接的方式安全、低成本、低功耗地网络互联，使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享，也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。目前超过90％的手机都具备了蓝牙功能，因此采用蓝牙技术作为物品接入互联网的方式具有广泛基础。经济管理学院爱立信、IBM、Intel、Nokia和东芝五家公司于1998年5月联合成立了Bluetooth（蓝牙）特别兴趣小组（BluetoothSpecialInterestGroup，BSIG），并制订了新的短距离无线通信技术标准——蓝牙技术。蓝牙的名字来源于10世纪丹麦国王HaraldBlatand，英译为HaroldBluetooth（因为他十分喜欢吃蓝梅，所以牙齿每天都带着蓝色）。他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。用他的名字来命名这种新的技术标准，含有将四分五裂的局面统一起来的意思。经济管理学院蓝牙技术是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。经济管理学院蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础，采用高速跳频（FreqLlencyHopping）和时分多址（TimeDivisionMulti-aecess）等先进技术，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。蓝牙技术使得一些便于携带的移动通信设备和计算机设备不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线连接因特网。经济管理学院利用蓝牙技术，可以把任何一种原来需要通过信号传输线连接的数字设备，改为无线方式连接，并形成围绕个人的网络。无论在何处，无论是哪种数字设备在手，利用蓝牙技术都可以使其与周围的数字设备建立联系，共享这些设备中的数据库、电子邮件等。应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等。打印机、PDA、桌上型计算机、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其他的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。经济管理学院目前蓝牙的标准是IEEE802.15，采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2．4GHzISM（即工业、科学、医学）频段，其数据传输速率为1Mbit/s。蓝牙采用时分双工传输方案实现全双工传输。它的一般连接范围是10m，通过扩展可以达到100m；不限制在直线的范围内，甚至设备不在同一间房内也能互相连接。经济管理学院蓝牙的网络结构为拓扑结构，两种组网方式：微微网（Piconet）和散射网（Scatternet）。微微网（Piconet）是通过蓝牙技术连接起来的一种微型网络，一个微微网可以只是两台相连的设备，也可以是8台连在一起的设备。在一个微微网中，所有设备的级别是相同的，具有相同的权限。微微网初建时，定义其中一个蓝牙设备为主设备，其余设备则为从属设备。散射网由多个独立的非同步的微微网组成的，它靠调频顺序识别每个微微网。同一微微网所有用户都与这个调频顺序同步。经济管理学院超宽带技术（UWB）超宽带（Ultra-wideband，UWB）技术是一种与其他技术有很大区别的无线通信技术，与常见的通信方式使用连续的载波不同，UWB采用极短的脉冲信号来传送信息，通常每个脉冲的持续时间只有几十皮秒到几纳秒，这些脉冲所占用的带宽甚至高达数吉赫兹（GHz），这样最大数据传输速率可以达到数百兆位每秒（Mbps）。在高速通信的同时，UWB设备发射的功率很小，只有现有设备的几百分之一。经济管理学院超宽带技术具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点。尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入，非常适用于建立一个高效的无线局域网。UWB技术不仅可以缓解传统无线技术在工业环境的通信质量下降问题，而且增加了带宽，解决了传统无线技术传输速率低，不能适应工业网络化控制系统向多媒体信息传输及监测、控制、故障诊断等多功能一体化方向发展的要求。经济管理学院UWB又称为超宽带冲击无线电（ImpuiseRadio