移动互联网概论高职PPT完整全套教学课件

模块1移动互联网基础概述移动互联网基础概述移动互联网组网技术移动互联IP技术移动互联网传输机制移动互联网终端移动互联通信网络移动互联网应用移动互联网安全全套PPT课件（1）了解移动互联网的概念。（2）掌握移动互联网的特点。（3）了解移动互联网的发展历程。（4）掌握移动互联网的设计要求。（5）了解移动互联网的现状和发展趋势。学习目标（1）移动互联网的体系结构。（2）移动互联网的发展趋势。学习要点

20世纪末，移动通信的迅速发展形成取代固定通信之势。与此同时，互联网技术的完善和进步将信息时代不断往纵深推进。移动互联网（mobileInternet，MI）就是在这样的背景下孕育、产生并发展起来的。移动互联网通过无线接入设备访问互联网，能够实现移动终端之间的数据交换，是计算机领域继大型机、小型机、个人计算机、桌面互联网之后的第五个技术发展周期。作为移动通信与传统互联网技术的有机融合体，移动互联网被视为未来网络发展的核心和最重要的趋势之一。桌面互联网是2004年搜索引擎领域的热门词汇之一，已经成为主要搜索引擎新的竞争领域。桌面互联网与一般基于浏览器地址栏的搜索方式不同，桌面不互联网需要通过浏览器来进行搜索，并且将搜索方位延伸到自己电脑硬盘中所存储的各种文档，例如雅虎的桌面搜索引擎所支持文档格式包括的Email、Word、Excel、PowerPoint、PDF等等多达200多种格式的文本、音乐、图片和网页。该软件允许用户根据自己的风格控制搜索习惯，并且在用户的隐私方面也有独到的保护措施。拓展知识目录contents移动互联网简介移动互联网的架构移动互联网的研究现状及发展趋势1.1

移动互联网简介1.1移动互联网简介

互联网是网络和网络串联起来形成的一个大网络。对于移动互联网，目前没有一个具体的定义。有研究者认为移动互联网的概念是相对于传统的互联网而言的，强调用户可以不限制地点和时间，并且随时可以在移动中接入互联网并使用相关业务。有学者认为移动互联网不是移动通信和互联网二者简单的结合，而是深度融合，属于一种全新的产业形式。简单地说，移动互联网就是将移动通信和互联网二者结合起来成为一体，是指互联网的技术、平台、商业模式和应用与移动通信技术结合并实践的活动的总称。4G的普及和5G的开启及移动终端设备的凸显必将为移动互联网的发展注入巨大的能量，移动互联网产业必将取得前所未有的飞跃。请思考：5G作为一个新生事物，它有着怎样的价值呢？

作为一种通用目的技术，5G的经济价值不仅体现在创造巨大的财富上，还体现为对其他产业和领域的改造和提升上，带来社会生产和生活的全方位变革。第一，颠覆价值体系。例如，5G低延时的特征使无人驾驶成为可能，按需使用、随用随租的共享经济或将取代传统的汽车购买、使用模式，整车制造厂商的重要性下降，无人驾驶平台的重要性凸显，娱乐、办公等车载增值服务将不断涌现。第二，提升生产效率。例如，借助5G技术实现万物互联，以智能工厂为代表的生产系统将能够随时随地感知零部件、设备、产品的位置和状态，及时进行零部件的传递、派单生产和产品交付，同时进行实时设备监控、产品运营状态运维、保养等服务。第三，促进技术创新。例如，万物互联后将产生更多的数据，使受制于数据规模而发展缓慢的一些人工智能模型获得优化，促进人工智能应用的发展；虚拟现实技术使得产品的开发、设计更加高效、直观。此外，由于5G时代万物互联成为可能，生产设备、家居、车辆、基础设施、公共服务等将都被网络连接起来，因此5G成为关系人身安全、生产安全、经济安全、国防安全的重要支撑。拓展知识1.1移动互联网简介1.1.1移动互联网的定义及特点1.移动互联网的定义尽管移动互联网是目前IT领域最热门的概念之一，然而业界并未就其定义达成共识。这里先介绍几种有代表性的移动互联网的定义。第一种定义：移动互联网是一种通过智能移动终端，采用移动无线通信方式获取业务和服务的新兴业态，包含终端、软件和应用3个层面。终端层包括智能手机、平板电脑、电子书、MID等；软件层包括操作系统、中间件、数据库和安全软件等；应用层包括休闲娱乐类、工具媒体类、商务财经类等不同应用与服务。1.1移动互联网简介1.1.1移动互联网的定义及特点第二种定义：移动互联网是指通过无线智能终端（如智能手机、平板电脑等）使用互联网提供的应用和服务（包括电子邮件、电子商务、即时通信等），保证随时随地的无缝连接的业务模式。第三种定义：移动互联网利用手机、PDA或其他手持终端通过各种无线网络进行数据交换。PDA（PersonalDigitalAssistant），又称为掌上电脑，可以帮助我们完成在移动中工作，学习，娱乐等。按使用来分类，分为工业级PDA和消费品PDA。工业级PDA主要应用在工业领域，常见的有条码扫描器、RFID读写器、POS机等都可以称作PDA；消费品PDA包括的比较多，智能手机、平板电脑、手持的游戏机等。PDA(PersonalDigitalAssistant)，是个人数字助手的意思。顾名思义就是辅助个人工作的数字工具，主要提供记事、通讯录、名片交换及行程安排等功能。拓展知识1.1移动互联网简介1.1.1移动互联网的定义及特点第四种定义：中兴通讯从通信设备制造商的角度给出了定义，即狭义的移动互联网是指用户能够利用手机、PDA或其他手持终端通过无线通信网络接入互联网，广义的移动互联网是指用户能够利用手机、PDA或其他手持终端以无线的方式通过各种网络（如WLAN、BWLL、GSM、CDMA等）来接入互联网。可以看到，对于通信设备制造商来说，网络是其看待移动互联网的主要切入点。第五种定义：移动互联网有广义和狭义之分。广义的移动互联网是指用户可以使用手机、笔记本电脑等移动终端通过协议接入互联网。狭义的移动互联网则是指用户使用手机终端通过无线通信的方式访问采用WAP（无线通信协议）的网站。中兴通讯股份有限公司（ZTECorporation，全称：ZhongxingTelecommunicationEquipmentCorporation），简称中兴通讯（ZTE）。全球领先的综合通信解决方案提供商，中国最大的通信设备上市公司。主要产品包括：2G/3G/4G/5G无线基站与核心网、IMS、固网接入与承载、光网络、芯片、高端路由器、智能交换机、政企网、大数据、云计算、数据中心、手机及家庭终端、智慧城市、ICT业务，以及航空、铁路与城市轨道交通信号传输设备。知识拓展1.1移动互联网简介1.1.1移动互联网的定义及特点认可度比较高的定义是中国工业和信息化部电信研究院在2011年的《移动互联网白皮书》中给出的：移动互联网是以移动网络作为接入网络的互联网及服务。它包括3个要素：移动终端、移动网络和应用服务。该定义将移动互联网涉及的内容主要概括为以下3个层面。（1）移动终端，包括手机、专用移动互联网终端和采用数据卡方式的便携计算机等。（2）移动通信网络接入，包括2G、3G、4G甚至5G等。（3）公众应用服务，包括Web、WAP方式等。移动终端是移动互联网的前提，移动网络是移动互联网的基础，而应用服务则成为移动互联网的核心。1.1移动互联网简介1.1.1移动互联网的定义及特点上述定义给出了移动互联网两方面的含义：一方面，移动互联网是移动通信网络与互联网的融合，用户以移动终端接入无线移动通信网络的方式访问互联网；另一方面，移动互联网还产生了大量新型的应用，这些应用与终端的可移动、可定位和随身携带等特性相结合，为用户提供个性化的与位置相关的服务。综合以上观点，我们也提出一个参考性定义：移动互联网是指以各种类型的移动终端作为接入设备，使用各种移动网络作为接入网络，从而实现包括传统移动通信、传统互联网及其各种融合创新服务的新型业务模式。1.1移动互联网简介1.1.1移动互联网的定义及特点2.移动互联网的特点终端移动性：相对于固定互联网，移动互联网灵活、便捷、高效。移动终端体积小且易于携带；移动互联网里包含了各种适合移动应用的各类信息，用户可以随时随地地进行采购、交易、质询、决策、交流等各类活动。个性化：移动互联网创造了一种全新的个性化服务理念和商业运作模式。对于不同用户群体和个人的不同爱好与需求，为他们量身定制出多种差异化的信息，并通过不受时空地域限制的渠道，随时随地传送给用户。业务及时性：用户使用移动互联网能够随时随地获取自身或其他终端的信息，及时获取所需的服务和数据。服务便利性：由于移动终端的限制，移动互联网服务要求操作简便，响应时间短。业务使用的私密性：在使用移动互联网业务时，所使用的内容和服务更私密，如手机支付业务等。融合性。首先，移动语音和移动互联网业务的一体化促进了业务融合；其次，手机终端趋向于变成人们随身携带的唯一的电子设备，其功能集成度越来越高。1.1移动互联网简介1.1.1移动互联网的定义及特点与传统固定互联网相比的优势实现了随时随地的通信和服务获取具有安全、可靠的认证机制与传统固定互联网相比的劣势无线频谱资源的稀缺性用户数据安全和隐私性能够及时获取用户及终端信息，业务端到端流程可控等移动终端软硬件缺乏统一标准，业务互通性差等1.1移动互联网简介1.1.1移动互联网的定义及特点总之，移动互联网继承了桌面互联网的开放协作的特性，又继承了移动网的实时性、隐私性、便携性、准确性和可定位的特点，如图1-1所示。1.1移动互联网简介1.1.2移动互联网的发展历程1.萌芽期（2000—2007年）中国移动互联网发展的初级阶段。2000年11月10日，中国移动推出“移动梦网计划”，打造开放、合作、共赢的产业价值链。2002年5月17日，中国电信在广州启动的“互联星空”计划，标志着互联网服务提供商（Internetserviceprovider，ISP）和互联网内容提供商（Internetcontentprovider，ICP）开始联合打造宽带互联网产业。2002年5月17日，中国移动率先在全国范围内正式推出GPRS业务，这个阶段的主要产品有文字信息、图案及铃声。该时期主要受限于移动2G网速和手机智能化程度，中国移动互联网处于一个简单的无线应用协议（wirelessapplicationprotocol，WAP）应用期。WAP应用把Internet网上HTML的信息转换成用无线标记语言（wirelessmarkuplanguage，WML）描述的信息，显示在移动电话的显示屏上。WAP时期，用户主要在移动互联网上看新闻、读小说、听音乐，这是一个内容为王的移动互联网时代，这个阶段开始出现移动互联网产品经理，如服务提供商（serviceprovider，SP）、产品经理或WAP产品经理等。图1-2所示为2007年中国WAP增值服务市场各季度收入规模。1.1移动互联网简介1.1.2移动互联网的发展历程图1-2所示为2007年中国WAP增值服务市场各季度收入规模。1.1移动互联网简介1.1.2移动互联网的发展历程2.成长培育期（2008—2011年）随着3G的应用，新浪微博等社交网络、基于位置的服务（locationbasedservice，LBS）的应用，iPhone的移动App、互联网电子商务在手机上广泛应用，互联网上的应用移植开始出现了一个新的名词SoLoMoCo，即social（社交的）、local（本地的）、mobile（移动的）和commercial（商务化）。在这个阶段，移动互联网产品经理得到进一步发展，呈现出发展态势，逐渐受到重视，有的公司设立专门的移动终端部门，负责公司产品在移动终端上的战略布局和发展。1.1移动互联网简介1.1.2移动互联网的发展历程在此期间，各大互联网公司都在摸索如何抢占移动互联网入口，百度、腾讯、奇虎360等一些大型互联网公司都企图推出手机浏览器来抢占移动互联网入口；新浪、优酷、土豆等互联网公司则通过与手机制造商合作，在智能手机出厂时就把企业服务应用（如新浪微博、视频播放器等应用）预先安装在手机中，如图1-3所示。1.1移动互联网简介1.1.2移动互联网的发展历程3.高速成长期（2012—2013年）进入2012年之后，由于移动上网需求大增，iOS、安卓（见图1-4）等智能操作系统的大规模商业化应用，传统功能手机进入了一个全面升级换代期，以三星、HTC等为代表的传统手机厂商纷纷效仿苹果模式，普遍推出了触摸屏智能手机和手机应用商店。具有触摸功能的智能手机的大规模普及和应用解决了传统键盘机上网的诸多不便，安卓智能手机操作系统的普遍安装和手机应用程序商店的出现极大地丰富了手机上网功能，移动互联网应用呈现出了爆发式增长。Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统。主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司和开放手机联盟领导及开发。尚未有统一中文名称，中国大陆地区较多人使用“安卓”。Android操作系统最初由AndyRubin开发，主要支持手机。2005年8月由Google收购注资。2007年11月，Google与84家硬件制造商、软件开发商及电信营运商组建开放手机联盟共同研发改良Android系统。随后Google以Apache开源许可证的授权方式，发布了Android的源代码。第一部Android智能手机发布于2008年10月。Android逐渐扩展到平板电脑及其他领域上，如电视、数码相机、游戏机、智能手表等。2011年第一季度，Android在全球的市场份额首次超过塞班系统，跃居全球第一。2013年的第四季度，Android平台手机的全球市场份额已经达到78.1%。

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2013年09月24日谷歌开发的操作系统Android在迎来了5岁生日，全世界采用这款系统的设备数量已经达到10亿台。2014第一季度Android平台已占所有移动广告流量来源的42.8%，首度超越iOS。但运营收入不及iOS。知识拓展1.1移动互联网简介1.1.2移动互联网的发展历程智能手机的大规模普及和应用，激发了手机越过竞争对手（overthetop，OTT）应用，以微信为代表的手机移动应用开始呈现大规模爆发式增长。腾讯公司于2011年1月21日推出即时通信微信服务，截至2013年10月底，腾讯微信的用户数量已经超过6亿，每日活跃用户平均达1亿。小米、乐视等互联网公司更是创新了智能手机的营销模式，打出了不靠手机硬件、靠手机服务挣钱的“智能手机+互联网服务”新商业模式，依托高性价比的智能手机载体来加大公司互联网服务应用的推广力度。另外，滴滴打车、今日头条等一大批基于移动互联网应用服务创新和商业模式创新的应用在此期间大量涌现，极大地激发了投资界对移动互联网应用的投资兴趣。1.1移动互联网简介1.1.2移动互联网的发展历程4.全面发展期（2014年至今）随着4G网络的部署，移动上网网速得到极大提高，上网网速瓶颈限制得到根本破除，移动应用场景得到极大丰富。2013年12月4日，中华人民共和国工业和信息化部正式向中国移动、中国电信和中国联通三大运营商发放了TD-LTE-4G牌照，中国4G网络正式大规模铺开。2015年2月27日，中华人民共和国工业和信息化部又向中国联通发放“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务（LTEFDD）”经营许可证。4G网络建设让中国移动互联网发展走上了快速发展轨道。1.1移动互联网简介1.1.2移动互联网的发展历程由于网速、上网便捷性、手机应用等移动互联网发展外在环境基本得到全部解决，移动互联网应用开始全面发展。在桌面互联网时代，门户网站是企业开展业务的标配。在移动互联网时代，手机App应用是企业开展业务的标配，4G网络催生了许多利用移动互联网开展业务的公司，特别是由于4G网速大大提高，促进了实时性要求更高、流量需求较大类型移动应用的快速发展，许多手机应用开始大力推广移动视频应用（微视，见图1-5），涌现出了秒拍、快手、花椒等一大批基于移动互联网的手机视频和直播应用。1.2

移动互联网的架构1.2移动互联网的架构移动互联网的出现带来了移动网和互联网融合发展的新时代，移动网和互联网的融合也会是在应用、网络和终端多层面进行。从宏观角度来看，移动互联网由移动终端和移动子网、接入网络、核心网络3部分组成，如图1-6所示。其中，移动终端和移动子网是移动互联网中的主体；接入网络主要负责为异质异构移动终端及移动子网提供统一的接入服务，同时屏蔽掉影响核心网络的移动终端和移动子网的复杂介质特征；核心网络负责传动互联网的主干网络拓扑结构和路由信息的维护等，并为接入网络的数据提供统一标准的交换路由。1.2移动互联网的架构1.2.1移动互联网的体系结构计算机工业对体系结构的定义是“计算机或计算机系统的组件的组织和集成方式”。由于互联网的发展，创建一个体系结构来构建系统的模式在过去的20年中得到了飞速的发展。现在已经进入移动互联网时代，它的体系结构又是怎样的？1.移动互联网的技术架构移动互联网技术架构（mobileInternettechnicalarchitecture，MITA）是由诺基亚公司提出，并正在开发的全新技术架构。它的目标是为在任何互动模式之间和任何网络环境下采用任何接入方式的结点提供无缝交互能力，以向每个人提供友好的移动互联网体验。诺基亚公司（NokiaCorporation）是一家总部位于芬兰埃斯波

，主要从事移动通信设备生产和相关服务的跨国公司。诺基亚成立于1865年，以伐木、造纸为主业，逐步向胶鞋、轮胎、电缆等领域扩展。后发展成为一家手机制造商，以通信基础业务和先进技术研发及授权为主。拓展知识1.2移动互联网的架构1.2.1移动互联网的体系结构MITA包括以下3种工具MITA的三层模型。在由服务驱动的未来架构中，可把宏观环境理解为网络之间、设备之间和应用之间的交互作用。从最终用户的观点来看，它对应MITA原理中的3个C：内容（content）、连接（connection）和消费（consumption）。MITA的要素。在各层中进一步分解为各种要素，它们是移动互联网的基本组成部分，其本身又被描述成几个子层。以MITA描述该架构，可明确各不同层之间所需的具体交互作用。MITA立方体。通过各种网络环境、身份识别/寻址与交互模式的相互影响，产生各层之间的交互作用。MITA立方体是用于理解产生于不同层相关问题的判断框架。1.2移动互联网的架构1.2.1移动互联网的体系结构2.MWIF的体系结构MWIF（mobilewirelessInternetforum，移动无线互联网论坛）体系结构将采用现有或演化的IETF（Internetengineeringtaskforce，互联网工程任务组）协议，用于扩展的无线互联网服务，并和下一代网络及其媒体网关互通。MWIF体系结构拟在4个方面扩展使用互联网技术。（1）在接入网络和核心网络中使用IP（3层）协议进行传输和控制。（2）主体采用互联网官方协议标准（Internetofficialprotocolstandards，即requestforcomments：2600，RFC2600）。（3）根据潜在的移动环境，适时调整IETF协议的制定。（4）采用IP实现端到端（包括终端）连接。MWIF要求网络应具备的服务功能包括鉴定、授权、计费、命名和目录服务、IP移动性、网络管理、服务质量QoS、安全性和会晤管理等。1.2移动互联网的架构1.2.2移动互联网的协议簇协议是为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定。协议的集合（协议簇）是互联网相互连接和组网的基础。1.HTMLHTML（hypertextmarkuplanguage）即超文本标记语言或超文本链接标识语言，是目前网络上应用最广泛的语言，也是构成网页文件的主要语言。2.CSSCSS（cascadingstylesheets）译作层叠样式表单，是用于（增强）控制网页样式，并允许将样式信息与网页内容分离的一种标记性语言。3.RSSRSS（reallysimplesyndication）也称聚合RSS，是在线共享内容的一种简易方式。用户在时效性比较强的内容上使用RSS订阅能更快速地获取信息；网站提供RSS输出，也有利于让用户获取最新的网站内容。1.2移动互联网的架构1.2.2移动互联网的协议簇4.XMLXML（extensiblemarkuplanguage）即可扩展标记语言。标记是指计算机所能理解的信息符号，通过此种标记，计算机之间可以处理包含各种信息的文章等。如何定义这些标记，既可以选择国际通用的标记语言，如HTML，也可以使用像XML这样由相关人士自由决定的标记语言，这就是语言的可扩展性。5.TCP/IP互联网协议（Internetprotocolsuite，IPS）是一个网络通信模型，以及一整个网络传输协议家族，为互联网的基础通信架构。它常被通称为TCP/IP协议簇（TCP/IPprotocolsuite或TCP/IPprotocols），简称TCP/IP，因为该协议家族的两个核心协议——TCP（传输控制协议）和IP（网际协议）为该家族中最早通过的标准。由于在网络通信协议普遍采用分层的结构，当多个层次的协议共同工作时，类似计算机科学中的堆栈，因此又被称为TCP/IP协议栈。基于TCP/IP的网络体系结构如图1-7所示。1.2移动互联网的架构1.2.2移动互联网的协议簇1.2移动互联网的架构1.2.2移动互联网的协议簇6.HTTPHTTP（hypertexttransferprotocol）即超文本传输协议，是互联网上应用最为广泛的一种网络协议，用于传输以超文本标记语言写的文档，也就是我们通常所说的网页。通过这个协议，我们可以浏览网络上的各种信息，在浏览器上看到丰富多彩的文字与图片。所有的WWW文件都必须遵守这个协议。7.SOAPSOAP（simpleobjectaccessprotocol，简单对象访问协议）是在分散或分布式的环境中交换信息的简单协议，是一个基于XML的协议，它包括4个部分：SOAP封装(envelop)，封装定义了一个描述消息中的内容是什么，是谁发送的，谁应当接收并处理它，以及如何处理它们的框架；SOAP编码规则（encodingrules），用于表示应用程序需要使用的数据类型的实例;SOAPRPC表示(RPCrepresentation)，表示远程过程调用和应答的协定;SOAP绑定（binding），使用底层协议交换信息。1.2移动互联网的架构1.2.2移动互联网的协议簇SOAP的两个主要设计目标是简单性和可扩展性，这就意味着有一些传统消息系统或分布式对象系统中的某些性质将不是SOAP规范的一部分。例如，分布式垃圾收集(distributedgarbagecollection)、成批传送消息(boxcarringorbatchingofmessages)、对象引用(objectsbyreferencewhichrequiresdistributedgarbagecollection)、对象激活(activationwhichrequiresobjectsbyreference)。1.2移动互联网的架构1.2.2移动互联网的协议簇8.REST协议REST（representationalstatetransfer）是一种只使用HTTP和XML的基于Web通信的技术。REST从根本上来说只支持几个操作（POST、GET、PUT和DELETE），这些操作适用于所有的消息。REST强调信息本身，称为资源。9.OSI七层模型开放系统互连(opensysteminterconnect）参考模型是为实现开放系统互连所建立的通信功能分层模型，简称OSI参考模型。其目的是为异种计算机互连提供一个共同的基础和标准框架，并为保持相关标准的一致性和兼容性提供共同的参考。这里所说的开放系统，实质上指的是遵循OSI参考模型和相关协议，能够实现互连的具有各种应用目的的计算机系统。OSI七层模型如图1-8所示。1.2移动互联网的架构1.2.2移动互联网的协议簇1.2移动互联网的架构1.2.2移动互联网的协议簇物理层数据链路层网络层物理层主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流（由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后再转化为1、0，也就是我们常说的数/模转换与模/数转换），这一层的数据单位为比特。数据链路层定义了如何让格式化数据进行传输，以及如何控制对物理介质的访问，这一层通常还提供错误检测和纠正，以确保数据的可靠传输。在位于不同地理位置的网络中的两个主机系统之间提供连接和路径选择，Internet的发展使得从世界各站点访问信息的用户数大大增加，而网络层正是管理这种连接的层。1.2移动互联网的架构1.2.2移动互联网的协议簇传输层会话层传输层定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口80等），如TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高、数据量大的数据）、UDP（用户数据报协议，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高、数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的），主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地后再进行重组，常常把这一层数据称为段。会话层通过传输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路，主要在系统之间发起会话或者接受会话请求（设备之间需要互相认识，可以是IP，也可以是MAC或主机名）。1.2移动互联网的架构1.2.2移动互联网的协议簇表示层表示层可确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。例如，计算机程序与另一台计算机进行通信，其中一台计算机使用扩展二十进制交换码（EBCDIC），而另一台则使用美国信息交换标准码（ASCII）来表示相同的字符。如有必要，表示层会通过使用一种通用格式来实现多种数据格式之间的转换。应用层应用层是最靠近用户的OSI层，这一层为用户的应用程序（如电子邮件、文件传输和终端仿真等）提供网络服务。1.2移动互联网的架构1.2.3移动互联网的参考模型世界无线通信研究论坛（WirelessWorldResearchForum，WWRF）认为移动互联网提供了一种自适应的、多样化的、个性化的、实时感知周边环境的应用服务，并描绘出了移动互联网的参考模型，如图1-9所示。1.2移动互联网的架构1.2.3移动互联网的参考模型其中，各部分的功能如下。（1）App。App经过开放API获取用户交互支持、移动中间件或互联网协议簇的支持。（2）移动中间件。移动中间件由多种通用性服务元素构成，主要包括建模服务、存在服务、配置管理、数据管理、服务发现、时间通知和环境感知等。（3）互联网协议簇。互联网协议簇主要包括IP、传输、联网、控制与管理等方面的协议，主要负责网络层到数据链路层的适配任务。（4）操作系统。操作系统负责上层软件（协议）与下层硬件之间的交互。（5）硬件或固件。硬件或固件是指组成终端或设备的器件单元等。1.2移动互联网的架构1.2.4移动互联网的业务体系移动互联网作为传统互联网与传统移动通信的融合体，其服务体系也脱胎于上述二者。移动互联网的业务主要包括以下三大类。（1）固定互联网业务向移动终端的复制。固定互联网业务向移动终端的复制实现移动互联网与固定互联网相似的业务体验，这是移动互联网业务发展的基础。（2）移动通信业务的互联网化。移动通信业务的互联网化使移动通信原有业务互联网化，如Skype公司推出的移动VoIP业务。（3）融合移动通信与互联网特点而进行的业务创新。此类业务将移动通信的网络能力和互联网的网络与应用能力进行聚合，从而创新出适合移动终端的互联网业务，如移动Web2.0业务、移动位置类互联网业务等，这也是移动互联网有别于固定互联网的发展方向。1.3

移动互联网的研究现状及发展趋势1.3移动互联网的研究现状及发展趋势1.3.1移动互联网的研究现状1.用户规模研究1994年，中国正式接入互联网，人们可以全方位地访问互联网，网民的数量急速增长。随着手机终端应用的持续升温，手机网民的规模也持续增长，且人群已经慢慢向普及化和大众化方向发展。中国互联网络信息中心（CNNIC）在2019年2月发布第43次《中国互联网发展状况统计报告》。这份报告显示，截至2018年12月，我国网民规模为8.29亿，全年新增网民5653万人，较2017年末提升3.8个百分点，互联网普及率达59.6%；我国手机网民规模达8.17亿，全年新增手机网民6433万人，较2017年末增加4.7%，网民中使用手机上网人群的占比达98.6%。1.3移动互联网的研究现状及发展趋势1.3.1移动互联网的研究现状2．移动终端的研究移动终端是移动互联网重要的组成部分。移动终端是指可在移动中使用的手持电脑设备，其包括智能手机、平板电脑和其他手持或便捷计算机设备。智能手机的便捷携带的优点，使得手机终端成为人们最喜欢的移动终端设备。手机的智能化主要依赖于手机独立的移动操作系统。移动互联网是一个以移动操作系统为中心的生物链系统，而移动操作系统也是智能手机的核心。而现在基本上形成了iOS和Android两大操作系统平分秋色的局面。3．移动互联网市场的研究一个产业的发展一定需要市场的支撑。移动互联网产业的市场空间非常巨大，作为移动通信和互联网融合的产物，移动互联网的业务既涵盖原有互联网运营所必需的业务，还包括改进后的新型移动互联网业务和网络化的通信增值业务。移动通信和互联网都有各自的优点，两者相融合产生的移动互联网业集合两者的优点于一身。1.3移动互联网的研究现状及发展趋势1.3.2移动互联网的发展趋势移动互联网是基于IP技术的移动通信网络。传统的互联网IP技术只适用于固定的终端设备。对于移动互联网的终端设备来讲，其最大的特点就是移动。移动终端设备在通信期间有可能在不同子网之间移动，IP地址也需要改变。IP地址数量成为制约移动互联网发展的一个重要因素。在移动互联网中，带宽主要由无线带宽和移动带宽两部分组成。只有移动互联网的带宽扩展了，移动终端设备才会更加“活跃”。移动终端设备业务的多元化，使得大量数据需要处理，云计算的新型IT平台可以提高数据的处理能力，减轻了移动终端设备的工作负担。1.3移动互联网的研究现状及发展趋势1.3.2移动互联网的发展趋势1.相关技术对移动互联网发展的影响1）移动IPv6技术推动移动互联网的发展近年来，我国组织实施基于IPv6的下一代互联网应用示范工程（ChinasNextGenerationInternet，CNGI），并制定了《互联网行业“十二五”发展规划》等一系列相关计划和政策，这些措施将有力推动我国互联网事业的快速发展。IPv4地址池的耗尽，使得移动终端设备无法得到一个用于端到端传输数据的IP地址。IPv6的地址数量远远大于IPv4的数量，甚至有人称可以给地球上每一粒沙子分配一个IP地址。移动终端只有获得一个全球唯一的IP地址才可以实现全球任意点到任意点的连接与通信。IPv6不仅支持端到端的安全传输，同时IPv6协议支持移动性，任何IPv6节点均支持IP功能。IPv6技术的地址数量庞大和支持移动性的优点解决了制约移动互联网发展的瓶颈问题，也加快了移动互联网发展的速度。1.3移动互联网的研究现状及发展趋势1.3.2移动互联网的发展趋势2）4G技术给移动互联网带来飞一般的感觉4G网络技术的出现给解决移动终端带宽问题提供了一个新的方向。随着用户的增加，用户对移动数据带宽的需求与日俱增。针对不断增加的数据洪流，如何在满足当前用户对数据需求的前提下，通过技术革新尽可能地提高用户体验，是运营商在移动互联时代制胜的关键。第四代移动通信（4G）技术正是为解决上述问题而发展起来的。目前，我国已经基本普及4G移动网络，正在积极推进5G移动网络的规划和建设，相信5G时代的到来会使无障碍化移动沟通指日可待，而且可以完全改变人们的生活习惯和思维方式。智能终端的快速普及、移动带宽的提升让社会加速进入移动互联网的时代。3）云计算对移动互联网发展的推动移动终端业务的多元化，虽然满足了用户的多元化需求，但也产生了大量的数据需要处理。如果这些数据都在移动终端上进行处理，会导致终端设备的工作效率不高，而且对终端技术要求也高。云计算中的云存储支持大容量的数据存储，为网络节省大量内存。云计算平台将终端设备产生的数据进行集中处理，再将处理的结果返回终端设备。这样的处理方式大大减少了终端设备的工作量，降低了移动终端设备的技术要求，加快了终端设备的发展。1.3移动互联网的研究现状及发展趋势1.3.2移动互联网的发展趋势2.移动互联网对经济发展的影响1）移动互联网助推数字经济全面加速发展党的十九大提出要发展数字经济、共享经济，培育新增长点，形成新动能。移动互联网技术与云计算、大数据、人工智能等技术的深度融合，不断创新服务模式及产业形态，重构传统产业领域，将为数字经济提供动力，推动中国数字经济进入快车道。2）移动互联网打造大规模垂直化新产业如果说前期移动互联网的垂直化发展还多是“小而美”的产品和服务，下一阶段，移动互联网将进入推动传统产业向大规模垂直化新业态发展的阶段。移动互联网企业一方面加大对垂直领域的深度拓展，在教育、医疗、娱乐、交通等垂直领域形成“独角兽”企业；另一方面，移动互联网巨头跨界发展，通过并购、投融资等手段，不断形成规模化的垂直行业新业态。1.3移动互联网的研究现状及发展趋势1.3.2移动互联网的发展趋势3）移动互联网推动全球经济一体化进程技术的发展趋势不可阻挡，先进的产品和优质的服务是赢得市场的根本。中国互联网企业出海已经积累大量成功经验，形成多种出海模式，海外拓展的步伐不会停滞。中国政府倡导的构建人类命运共同体的理念得到国际社会越来越多的认同，中国一贯坚持和平发展主张，在“一带一路”倡议中坚持共商、共建、共享，最终实现各方共赢，这是我国移动互联网成功走向世界的价值观优势。1.3移动互联网的研究现状及发展趋势1.3.2移动互联网的发展趋势3.移动互联网的八大发展趋势1）移动购物2018年上半年，手机用户已经达到了12亿，也就是说电子商务将来的主战场不是在PC，而是在移动设备上，我们已进入移动互联网阶段，人们都习惯通过智能手机去完成一切，包括购物。2）平台化我们可以看到大的电商都开始有自己的平台，其实这个道理很清楚，就是因为这是最充分利用自己的流量、将自己的商品和服务最大效益化的一个过程，因为有平台，可以利用全社会的资源增加自己商品的丰富度、增加自己的服务和地理覆盖。1.3移动互联网的研究现状及发展趋势1.3.2移动互联网的发展趋势3）服务向基层渗透电子商务将向三、四、五线城市渗透，一方面源于移动设备继续的渗透，很多三、四、五线城市的人群都开始用上智能手机，光纤网络也逐步进入乡镇；另一方面，这些城市首先经济收入提高，各类快递物流走入，再加上本地的购物不便，人们开始慢慢尝试在网上购物。随着一、二线城市网购渗透率接近饱和，电商城镇化布局将成为电商企业发展的重点，三、四线城市、乡镇等地区将成为电商“渠道下沉”的主战场。这也是“拼多多”等小程序快速崛起的原因。4）物联网可以试想一下，随着可穿戴设备和RFID的发展，将来的芯片可以植入在皮肤里面，甚至可以植入在任何物品里面，任何物品状态的变化都可能引起其他相关物品状态的变化。例如，你放了一瓶果汁在冰箱中，进冰箱时自动扫描，知道这瓶果汁的保质期，知道是何时放进去的，知道你的用量，当你要喝完时，马上可以自动下订单，商家接到订单后马上给你送货，从供应商那里下订单，而那个订单触发生产。也就是说，零售、物流和生产可以全部结合起来。1.3移动互联网的研究现状及发展趋势1.3.2移动互联网的发展趋势5）社交购物人们在购物时，通常希望听到亲人、朋友、周围人的意见作为参考，社交购物可以在社交网络的基础上更加精准地为顾客营销，更个性化地为顾客服务。微信10亿的用户，将建立超过百亿社交关系链。6）O2O通俗来讲，O2O就是线上连接线下，同时营销。目前，O2O做得比较好的行业是服装行业、手机行业、餐饮行业、电子产品行业等。例如，以手机行业为例，华为、OPPO、小米等手机品牌在天猫、京东等电商平台上都有自己的旗舰店，但同时线下也有很多体验店，人们可以通过去体验店体验、查看真实的物品是怎样的，然后到网上下单，或在网上查看了解清楚，再去实体店下单，这就是线上线下同时进行，O2O也是目前电商的一大发展趋势。O2O，是OnlineToOffline的缩写即在线离线/线上到线下，是指将线下的商务机会与互联网结合，让互联网成为线下交易的平台，这个概念最早来源于美国。O2O的概念非常广泛，既可涉及到线上，又可涉及到线下,可以通称为O2O。主流商业管理课程均对O2O这种新型的商业模式有所介绍及关注。2013年O2O进入高速发展阶段，开始了本地化及移动设备的整合和完善，于是O2O商业模式横空出世，成为O2O模式的本地化分支。拓展知识1.3移动互联网的研究现状及发展趋势1.3.2移动互联网的发展趋势7）云服务和电子商务解决方案大量的电子商务企业发展了很多能力，这些能力包括物流的能力，营销的能力，系统的能力，各种各样为商家、为供应商和为合作伙伴提供电子商务解决方案的能力，这些能力将在未来发展中最大效率地发挥作用。8）大数据的应用网络的下一个重要能力是数据。如果有大量电子商务顾客行为数据，这些数据经过过滤、分析而成为信息，而在信息的基础之上建立模型来支持决策，成为我们的知识，而这些知识能够做预测和进行精准分析。这是未来电子商务盈利的最高层次。THANKYOU感谢观看Lifewaslikeaboxofchocolates,youneverknowwhatyou’regotoget.模块2移动互联网组网技术（1）了解无线网络接入技术。（2）了解IEEE802.11协议簇。（3）理解IEEE802.15协议簇。（4）掌握IEEE802.15.4WPAN的组成。（5）掌握网络拓扑图的绘制方法。学习目标（1）IEEE802.15.4WPAN的组成。（2）网络拓扑图的绘制。学习要点移动互联网组网技术就是移动网络组建技术，随着移动通信的发展、移动通信协议的完善和移动智能设备的增加，移动无线组网技术也日益趋近成熟。目录contents2.4无线网络接入技术移动自组织网络移动云计算技术实训2.1

无线网络接入技术2.1无线网络接入技术伴随移动通信的发展，移动终端作为简单的通信设备已有几十年的历史。自2007年开始，智能化引发了移动终端的本质变化，从根本上改变了终端作为移动网络末梢的传统定位。移动智能终端几乎在一瞬之间转变为互联网业务的关键入口和主要创新平台，新型媒体、电子商务和信息服务平台，互联网资源、移动网络资源与环境交互资源的最重要枢纽，其操作系统和处理器芯片甚至成为当今整个ICT产业的战略制高点。当前主流的移动互联终端设备包括智能手机、平板电脑、MID、笔记本电脑（超极本、上网本）、智能硬件等。2.1无线网络接入技术2.1.1无线局域网与IEEE802.11协议簇在各种无线局域网技术交织的时期，WLAN、蓝牙、HomeRF、UWB等竞相绽放，但IEEE802.11系列的WLAN应用最为广泛。自从1997年IEEE802.11标准实施以来，先后有802.11a、802.11b等10多个标准被制定，这些标准的制定对无线网络技术的发展和无线网络的应用起到了重要的推动作用，也促进了不同厂家的无线网络产品的互通互联。802.11协议簇是国际电气与电子工程师协会（IEEE）为无线局域网络制定的标准。虽然Wi-Fi使用了802.11的媒体访问控制层（MAC）和物理层（PHY），但是两者并不完全一致。在802.11协议簇标准中，使用最多的应该是802.11n标准，工作在2.4GHz或5GHz频段，传输速率可达600Mb/s（理论值）。常见的802.11协议簇如表21所示。Wi-Fi（发音：/ˈwaɪfaɪ/，法语发音：/wifi/），在中文里又称作“行动热点”，是Wi-Fi联盟制造商的商标做为产品的品牌认证，是一个创建于IEEE802.11标准的无线局域网技术。基于两套系统的密切相关，也常有人把Wi-Fi当做IEEE802.11标准的同义术语。“Wi-Fi”常被写成“WiFi”或“Wifi”，但是它们并没有被Wi-Fi联盟认可。拓展知识2.1无线网络接入技术2.1.1无线局域网与IEEE802.11协议簇2.1无线网络接入技术2.1.1无线局域网与IEEE802.11协议簇2.1无线网络接入技术2.1.1无线局域网与IEEE802.11协议簇2.1无线网络接入技术2.1.1无线局域网与IEEE802.11协议簇从效果上看，802.11ad虽然传输速度快，但是由于工作频率太高，传输距离较近，所以主要用于实现家庭内部无线高清音视频信号的传输，为家庭多媒体应用带来更完备的高清视频解决方案。无线网络厂商则根据实际需求，更多采用802.11n和802.11ac协议。常见的协议簇应用范围如图2-1所示。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术1.IEEE802.15标准简介1998年，IEEE802.15工作组成立，专门从事WPAN标准化工作。它的任务是开发一套适用于短程无线通信的标准，通常称为无线个人局域网（WPANs）。802.15.1本质上只是蓝牙低层协议的一个正式标准化版本，大多数标准制定工作仍由蓝牙特别兴趣组（SIG）在做，其成果将由IEEE批准。原始的802.15.1标准基于蓝牙1.1，在目前大多数蓝牙器件中采用的都是这一版本。新的版本802.15.1a将对应于蓝牙1.2，它包括某些QoS增强功能，完全向后兼容。蓝牙是第一个面向低速率应用的标准，但是它的市场情况不太理想，其原因之一是受Wi-Fi（802.11b）的冲击，Wi-Fi产品的价格大幅度下降在某些应用方面抑制了蓝牙的优势。另一个原因是蓝牙为了覆盖更多的应用和提供QoS，使其偏离了原来设计简单的目标，复杂使蓝牙变得昂贵，不再适合那些要求低功率、低成本的简单应用。另外，它还存在可扩展性方面的问题。蓝牙技术是一种无线数据和语音通信开放的全球规范，它是基于低成本的近距离无线连接，为固定和移动设备建立通信环境的一种特殊的近距离无线技术连接。拓展知识2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术目前，IEEE802.15WPAN共拥有4个工作组。1）蓝牙WPAN工作组该规范基于BluetoothTMv1.1，定义了BluetoothTM无线技术的较低层（L2CAP、LMP、基带和无线）。该标准已经发布，标准号为：IEEEStd802.15.1TM—2002。2）共存组研究WLAN和WPAN设备的共存机制，为所有工作在2.4GHz频带上的无线应用建立一个标准。3）高数据率WPAN工作组速率为20Mb/s或更高的WPAN规范。工作频段为2.4GHz。数据率11Mb/s、22Mb/s、33Mb/s、44Mb/s和55Mb/s，它满足手持设备用户图像和对媒体应用的需求。该标准已经发布，标准号为IEEEStd802.15.3TM—2003。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术4）低速率工作组为了满足低功耗、低成本的无线网络要求，IEEE标准委员会在2000年12月正式批准并成立了802.15.4工作组，其任务就是开发一个低数据率的WPAN（LR-WPAN）标准。本规范定义了4种不同的PHY，3种PHY使用DSSS技术，1种使用PSSS技术。本项目研究一种低速率的WPAN，电池寿命可为数月到数年。工作在无线执照豁免频段，潜在的应用包括传感器、交互玩具、智能卡、远程控制和家电。该标准已经发布，标准号为IEEEStd802.15.4TM—2003。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术2.IEEE802.15.4标准IEEE802.15.4标准是一种结构简单、成本低廉的无线通信网络，它使得在低电能和低吞吐量的应用环境中使用无线连接成为可能。它的主要目标是维护一个简单、灵活的协议，且实现安装简便、数据可靠传输、短距离操作、低成本、长寿命的功能。它具有如下特性。（1）有20Kb/s、40Kb/s、100Kb/s和250Kb/s四种不同的传输速率。（2）支持两种网络拓扑结构（星型和对等型）。（3）有短地址（16bit）和扩展地址（64bit）两种模式。（4）可以选择是否分配保证时隙（GTS）。（5）使用载波侦听多路访问/冲突避免（CSMA/CA）机制访问信道。（6）支持确认字符（ACK）机制，保证传输可靠性。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术（7）低功耗。（8）能源检测。（9）链路质量指示。（10）2540MHz的频带有16个通道，915MHz的频带有30个通道，868MHz的频带有3个通道。IEEE802.15.4有两种设备：全功能设备（full-functiondevice，FFD）和精简功能设备（reduced-functiondevice，RFD）。FFD既可以与FFD通信，又可以与RFD通信；RFD只能与FFD通信。RFD设备主要用于简单的控制应用，如灯的开关、被动式红外线传感器等，传输的数据量较少，对传输资源和通信资源占用不多，这样RFD设备可以采用非常廉价的实现方案。RFD技术被广泛地使用在物联网上面。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术3.IEEE802.15.4WPAN的组成在IEEE802.15.4的组成中最基本的是设备。设备可以是FFD或RFD。在POS范围内使用同一个物理信道通信的两个或多个设备构成一个WPAN。这个WPAN应该至少包括一个FFD，作为该网络的PAN协调器。在无线访问媒介中，由于传播特性是动态的、不确定的，所以无法很好地定义覆盖范围。点位置或天线方向的微小改变、物体移动等周围环境的变化都有可能引起通信链路信号强度和质量的剧烈变化，因而无线通信的覆盖范围不是确定的。这就造成了LR-WPAN网络中设备的数量及它们之间关系的动态变化。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术1）网络拓扑IEEE802.15.4网络中的设备按功能可以分为网络协调点、协调点和终端设备3种。IEEE802.15.4可以有两种网络拓扑结构：星型拓扑结构和对等拓扑结构，如图2-2和图2-3所示。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术星型拓扑结构由一个称为网络协调点（PANcoordinator）的中央控制器和多个从设备组成。主协调器必须为一个具有完整功能的设备，从设备既可为完整功能设备也可为简化功能设备。在一个PAN网络中，只能有一个网络协调点。在实际应用中，应根据具体应用情况，采用不同功能的设备，合理地构造通信网络。在网络通信中，通常将这些设备分为起始设备或终端设备，PAN主协调器既可以作为起始设备、终端设备，也可以作为路由器，是PAN网络的主控制器。在任何一个拓扑网络上，所有设备都有一个唯一的64位长地址码，该地址可以在PAN中用于直接通信，或者当设备之间已经存在连接时，可以将其转变为16位短地址码分配给设备。PAN主协调器是主要的耗电设备，而其他从设备经常采用电池供电。星型拓扑结构通常在家庭自动化、PC外围设备、玩具、游戏及个人健康检查方面得到应用。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术星型网络以网络协调点为中心，所有设备只能与网络协调点进行通信，所以在星型网络中，第一步就是找到网络协调点。在网络中，任何一个全功能设备都有可能成为一个网络协调点。一个全功能设备在第一次被激活后，首先广播查询网络协调点的请求，如果接收到回应，这个FFD设备就可以创建自己的网络，并成为这个网络的网络协调点。在对等拓扑网络结构中，同样也存在一个网络协调点，即主设备，但该网络不同于星型拓扑网络结构，该网络中的任何一个设备都可以与其通信范围内的其他设备进行通信。对等拓扑网络结构能够构成较为复杂的网络结构，如全连接网络拓扑结构。这种对等拓扑网络结构在工业监测和控制、无线传感器网络、供应物资跟踪、农业智能化及安全监控等方面都有广泛的应用。一个对等网络路由协议可以是基于点对点技术的，也可以是自组织式的和自恢复式的，并且在网络中各个设备之间发送消息时，可通过多个中间设备中继的方式进行传输，即通常称为多跳的传输方式。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术2）架构IEEE802.15.4结构分成多个模块来定义，这些模块称为层。每层负责完成规定的任务，并向上层提供服务。模块的划分基于开放式系统互联七层模式。各层之间的接口通过所定义的逻辑链路来提供服务。LR-WPAN设备包含物理层和MAC层，物理层包括伴随着低等控制机制的射频收发机，MAC层为各种传输提供到达物理通道的接口，关系如图2-4所示。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术图2-4所示的upperlayers包括网络层和应用层，其中，网络层提供网络配置，操作信息路由，应用层提供设备的既定功能。逻辑链路控制层（LLC）能通过服务协议汇聚层（SSCS）访问MAC层。该体系结构可以作为嵌入式设备或要求外部设备（如个人计算机）支持的设备实现其功能。3）物理层IEEE802.15.4物理层定义了物理无线信道和MAC子层之间的接口。物理层提供两种类型的服务：物理层数据服务和物理层管理服务。物理层数据服务可以通过无线物理信道发送和接收物理层协议数据单元来实现。物理层的特征是启动和关闭无线收发器、能力检测、链路质量、信道选择、清除信道评估（CCA），以及通过物理媒体对数据包进行发送和接收。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术IEEE802.15.4提供两种物理层的选择（868/915MHz和2.4GHz），物理层与MAC层的协作扩大了网络应用的范畴。这两种物理层都采用直接序列扩频（DSSS）技术，降低数字集成电路的成本，并且都使用相同的包结构，以使运行作业周期缩短、功耗降低。2.4GHz物理层的数据传输速率为250Kb/s，868/915MHz物理层的数据传输速率分别是20Kb/s和40Kb/s。2.4GHz物理层的较高速率主要归因于一个较好的调制方案：基于DSSS方法(16个状态)的准正交调制技术。来自PPDU的二进制数据被依次（按字节从低到高）组成4位二进制数据符号，每种数据符号（对应16状态组中的一组）被映射成32位伪噪声CHIP，以便传输。然后这个连续的伪噪声CHIP序列被调制（采用最小移位键控方式MSK）到载波上，即采用半正弦脉冲波形的偏移四相移相键控（OQPSK）调制方式。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术868/915MHz物理层使用简单DSSS方法，每个PPDU数据传输位被最长为15的CHIP序列（m-序列）所扩展，即被多组+1、-1构成的m-序列编码，然后使用二进制相移键控技术调制这个扩展的位元序列。不同的数据传输速率适用于不同的场合。例如，868/915MHz物理层的低速率换取了较好的灵敏度（-85dbm/2.4GHz，-92dbm/868、915MHz）和较大的覆盖面积，从而减少了覆盖给定物理区域所需的节点数。2.4GHz物理层的较高速率适用于较高的数据吞吐量、低延时或低作业周期的场合。4）媒体访问控制层MAC层提供两种类型的服务：MAC层管理实体服务接入点（MLME-SAP）向MAC层数据和MAC层管理提供服务。MAC层数据服务可以通过PHY数据服务发送和接收MAC协议数据单元。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术媒体访问控制层的特征是：信标管理、信道接入、时隙管理、帧确认、发送确认帧、联合与分裂。此外，MAC子层为应用合适的安全机制提供一些方法。IEEE802.15.4MAC层的特征是联合，分离，确认帧传递，通道访问机制，帧确认，保证时隙管理和信令管理。MAC子层提供两个服务与高层联系，即通过两个服务访问点（SAP）访问高层。通过MAC通用部分子层服务接入点（MLDE-SAP）访问MAC数据服务，用MAC层管理实体服务接入点（MLME-SAP）访问MAC管理服务。这两个服务为网络层和物理层提供了一个接口。灵活的MAC帧结构适应了不同的应用及网络拓扑的需要，同时也保证了协议的简洁。帧控制说明了如何看待帧的其余部分及它们包含什么。序列号是传输数据帧及确认帧的序号。仅当确认帧的序列号与上次数据传输帧的序列号一致时，才能判定数据传输业务成功。帧校验序列是16位循环冗余校验。净荷（payload）是MAC帧要承载的上层数据，它的字段长度可变。MAC数据帧被送至物理层，作为物理层帧数据(PPDU)的一部分。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术4.IEEE802.15.4WPAN的特点（1）可升级卓越的网络能力，可对多达254个网络设备进行动态设备寻址。（2）适应性与现有控制网络标准无缝集成。通过网络协调器（coordinator）自动建立网络，采用CSMA-CA方式进行信道存取。（3）为了可靠传递，提供全握手协议。在过去的几年内，蓝牙技术被重新定义为802.15.1，它与802.15.4存在相同点和不同点。（1）相同点。802.15.4和蓝牙均用于WPAN。（2）不同点。802.15.4适用于传感器、玩具和家庭自动控制，同时注重于低速数据或短操作时间的控制和通信网络；蓝牙则是在ad-hoc（peertopeer）网络中擅长便携式音频、便携式屏幕图表图像及文件的传输。802.15.4的设计特点是能够合理地优化能源的使用。一块正常电池的使用寿命可以达到2年以上；蓝牙的能耗与移动电话类似（需定期充电）。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术5.IEEE802.15.4技术的应用和挑战IEEE802.15.4的早期客户将是高端工业用户，这是由于802.15.4主要应用于工业控制、远程监控和楼宇自动化领域，后期802.15.4的市场将转向消费者和家庭用户，主要应用于家庭自动化、安全和交互式玩具，其市场的动力将来自其低造价、小功耗及便于使用的特点，每个802.15.4发射接收机的价格低于5美元。对于工业市场领域来说，传感器网络是主要市场对象。将传感器和802.15.4WPAN设备组合，进行数据收集、处理和分析，就可以决定是否需要或何时需要用户操作。无线传感器应用实例包括恶劣环境下的检测，如涉及危险的火和化学物质的现场、监测和维护正在旋转的机器等。在这些应用上，一个802.15.4WPAN网络可以极大地降低新传感器网络的安装成本并简化对现有网络的扩充。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术802.15.4网络另一个重要的应用领域是精作农业。使用自动化的远程控制网络的智能设备实现农场经营的信息化和软件化是精作农业的新范例。这需要成千上万个带传感器的LR-WPAN设备组成网状网络。传感器将收集有关田地的信息，如土地湿度、氮浓缩量和土壤的pH等，每个感应器将经过计算的数据传输到它相应的LR-WPAN设备，并通过网络将其返回到一个中央数据采集设备。精作农业的网络应用属802.15.4LR-WPAN的低端应用，仅需通过已部署的网络设备每天进行少许数据的传输。针对巨大的中国市场，802.15.4技术产品将在中国的环境监测和保护领域发挥重要的作用。利用该技术可以对污染源，特别是各工厂废水、废气的排放口进行实时监测控制，在每个排放口安装相应感应器，完成样本的采集、分析和最终的流量测定。2.1无线网络接入技术2.1.2IEEE802.15标准及相关技术802.15.4将提供一个低成本的用于数据采集和传输的网状网络，网络上每个监测点只需在有限的时间内发送几个比特的数据，数据流是异步的，并在数据等待时间上限制极小，这些因素有利于电池使用寿命的延长。802.15.4WPAN应用的挑战在于