無線網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)
無線網(wǎng)絡(luò)是對一類用無線電技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的總稱。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍不同、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場合不同和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不同等,可以將無線網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的類別。下面將從以上三個角度來具體闡述無線網(wǎng)絡(luò)的分類情況。 [2] 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的不同,可以將無線網(wǎng)絡(luò)劃分為無線廣域網(wǎng)(WWAN:Wireless Wide Area Network)、無線局域網(wǎng)(WLAN:Wireless Local Area Network)、無線城域網(wǎng)(WMAN:Wireless Metropolitan Area Network)和無線個人局域網(wǎng)(WPAN:Wireless Personal Area Network)。
無線廣域網(wǎng)是基于移動通信基礎(chǔ)設(shè)施,由網(wǎng)絡(luò)運營商,例如中國移動、中國聯(lián)通、Softbank等運營商所經(jīng)營,其負(fù)責(zé)一個城市所有區(qū)域甚至一個國家所有區(qū)域的通信服務(wù)。無線局域網(wǎng)則是一個負(fù)責(zé)在短距離范圍之內(nèi)無線通信接入功能的網(wǎng)絡(luò),它的網(wǎng)絡(luò)連接能力非常強(qiáng)大。目前而言,無線局域網(wǎng)絡(luò)是以IEEE學(xué)術(shù)組織的IEEE802.11技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ),這也就是所謂的WIFI網(wǎng)絡(luò)。無線廣域網(wǎng)和無線局域網(wǎng)并不是完全互相獨立,它們可以結(jié)合起來并提供更加強(qiáng)大的無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù),無線局域網(wǎng)可以讓接入用戶共享到局域之內(nèi)的信息,而通過無線廣域網(wǎng)就可以讓接入用戶共享到局域之外的信息。無線城域網(wǎng)則是可以讓接入用戶訪問到固定場所的無線網(wǎng)絡(luò),其將一個城市或者地區(qū)的多個固定場所進(jìn)行連接起來。無線個人局域網(wǎng)則是用戶個人將所擁有的便攜式設(shè)備通過通信設(shè)備進(jìn)行短距離無線連接的無線網(wǎng)絡(luò)。 [2] 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場合的不同,可以將無線網(wǎng)絡(luò)劃分為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN.Wireless Sensor Network)、無線Mesh網(wǎng)絡(luò),也稱為多跳網(wǎng)絡(luò)(Multi—hopNetwork)、可穿戴式無線網(wǎng)絡(luò)和無線體域網(wǎng)絡(luò)(WBAN:Wireless Body AreaNetwork)等。
根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同,無線網(wǎng)絡(luò)又可以劃分為不同的類型。眾所周知,在有線網(wǎng)絡(luò)中,有五大網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分別是總線(Bus)、令牌環(huán)(Ring)、星型(Star)、樹型(Tree)和網(wǎng)狀(Mesh)。但是,不同于有線網(wǎng)絡(luò),在無線網(wǎng)絡(luò)中,只有星型和網(wǎng)狀兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在星型架構(gòu)中,主要由一臺中心計算機(jī)來負(fù)責(zé)各客戶機(jī)之間的通信,每兩個客戶機(jī)之間通信都要經(jīng)過這臺中心計算機(jī)。網(wǎng)狀拓?fù)浼軜?gòu)不同于星型架構(gòu),其沒有負(fù)責(zé)各客戶機(jī)之間通信的中心計算機(jī),而是每個客戶機(jī)與其通信范圍內(nèi)的客戶機(jī)進(jìn)行直接通信。
無線網(wǎng)絡(luò)可以有效地感知外界環(huán)境出現(xiàn)的變化, 進(jìn)而更深次的進(jìn)行理解與學(xué)習(xí), 高效調(diào)整與配置通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的相關(guān)資源,以此來迎合外界環(huán)境發(fā)生的轉(zhuǎn)變。 通過充分借鑒無線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)技術(shù), 既能解決頻譜日漸增長的需求和有限頻譜資源之間的沖突,還能將頻譜資源緊缺的問題進(jìn)行有效地解決,促使頻譜應(yīng)用效率的合理提高。
1、頻譜共享頻譜共享可借助于管理干擾項讓用戶最大化提升對頻譜的應(yīng)用概率。 頻譜可從不同層面進(jìn)行分類,依據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架劃分成分布式與集中式。 集中式是指以中心服務(wù)器集中式處理廣大用戶的信息, 分布式由認(rèn)知終端計算來明確其空閑的頻譜。 通過分配頻譜的不同方式可將其分成協(xié)作式與非協(xié)作式。 頻譜共享過程中采取填充式的共享方法,在頻譜空閑的同時可促使主用戶形成的干擾最大化降低。
2、頻譜感知在無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中,頻譜感知作為核心的技術(shù)之一,此種技術(shù)可以通過頻譜空洞、時域、發(fā)現(xiàn)頻域為廣大用戶供應(yīng)有價值的頻譜。 實質(zhì)上,可自主檢測主用戶的信號方法包含三大種類,即檢測循環(huán)平穩(wěn)特征、檢測匹配濾波器、檢測能量。 其中對能量的檢測既具有良好地性能,并且操作簡易,但極易遭受客觀因素的制約,使得主信號很難辨識。 檢測匹配濾波器在明確用戶信息的基礎(chǔ)上,可有效且快速的檢測用戶的信息,但在此過程中,需諸多條件的確保,如專用接收器、頻率、同步定時。檢測循環(huán)平穩(wěn)特征能夠?qū)υ肼暷芰窟M(jìn)行辨識, 對主信號進(jìn)行檢測,但計算流程較為復(fù)雜。
3、動態(tài)接入在無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中, 動態(tài)頻譜接入技術(shù)既能換分成開放式共享形式、多層接入形式、動態(tài)專項應(yīng)用的模式。 其中專用動態(tài)模式中主用戶能夠完全支配頻譜, 同時還能隨意選擇技術(shù)與服務(wù)方式。 開放式共享模式能夠共享多樣化的系統(tǒng),并且他們相互之間不存在任何干擾。 相較以上兩種模式發(fā)現(xiàn),多層接入模式可以將此用戶發(fā)射功率遭受的影響徹底擺脫, 既能實現(xiàn)應(yīng)用范圍的有效拓展, 還能實現(xiàn)信息容量與吞吐量的進(jìn)一步提升。