第4章物聯網支撐技術

——通信技術

4.1無線低速網絡物聯網背景下連接的物體，既有智能的也有非智能的。為了適應物聯網中那些能力較低的節點低速率、低通信半徑、低計算能力，和低能量的要求，需要對物聯網中各種各樣的物體進行操作的前提就是先將他們連接起來，低速網絡協議是實現全面互聯互通的前提。4.1無線低速網絡典型的無線低速網絡協議有藍牙（802.15.1協議）、紫蜂ZigBee（802.15.4協議）、紅外及近距離無線通信NFC等無線低速網絡技術。無線傳輸頻段比較

4.1.1藍牙技術（Bluetooth）藍牙技術是一種支持設備短距離通信（一般10m內）的無線電技術。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。利用“藍牙”技術，能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化設備與因特網Internet之間的通信，從而數據傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。4.1.1藍牙技術（Bluetooth）藍牙技術使用高速跳頻和時分多址等先進技術，在近距離內最廉價地將幾臺數字化設備呈網狀鏈接起來。藍牙技術采用分散式網絡結構，支持點對點及點對多點通信，工作在全球通用的2.4GHzISM（即工業、科學、醫學）頻段。其數據速率為1Mbps。采用時分雙工傳輸方案實現全雙工傳輸。4.1.1藍牙技術（Bluetooth）1.藍牙技術的起源1998年5月，愛立信、諾基亞、東芝、IBM和英特爾公司等五家著名廠商，在聯合開展短程無線通信技術的標準化活動時提出了藍牙技術，其宗旨是提供一種短距離、低成本的無線傳輸應用技術。藍牙的名字來源于10世紀丹麥國王HaraldBlatand-英譯為HaroldBluetooth(因為他十分喜歡吃藍梅,所以牙齒每天都帶著藍色)。他將當時的瑞典、芬蘭與丹麥統一起來。用他的名字來命名這種新的技術標準，含有將四分五裂的局面統一起來的意思。4.1.1藍牙技術（Bluetooth）2.藍牙技術的應用藍牙技術可以應用于日常生活的各個方面，例如，引入藍牙技術，就可以去掉移動電話與膝上型電腦之間的令人討厭的連接電纜而而通過無線使其建立通信。打印機、PDA、桌上型電腦、傳真機、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數字設備都可以成為藍牙系統的一部分。4.1.1藍牙技術（Bluetooth）3.藍牙技術的規范及特點藍牙技術是一種無線數據與語音通信的開放性全球規范，它以低成本的近距離無線連接為基礎，為固定與移動設備通信環境建立一個特別連接。其程序寫在一個9x9mm的微芯片中。藍牙工作在全球通用的2.4GHzISM(即工業、科學、醫學）頻段。4.1.1藍牙技術（Bluetooth）藍牙的標準是IEEE802.15，工作在2.4GHz頻帶，帶寬為1Mb/s。以時分方式進行全雙工通信，其基帶協議是電路交換和分組交換的組合。一個跳頻頻率發送一個同步分組，每個分組占用一個時隙，使用擴頻技術也可擴展到5個時隙。

4.1.1藍牙技術（Bluetooth）同時，藍牙技術支持1個異步數據通道或3個并發的同步話音通道，或1個同時傳送異步數據和同步話音的通道。每一個話音通道支持64kb/s的同步話音；異步通道支持最大速率為721kb/s，反向應答速率為57.6kb/s的非對稱連接，或者是432.6kb/s的對稱連接。4.1.1藍牙技術（Bluetooth）依據發射輸出電平功率不同，藍牙傳輸有3種距離等級：Class1為100m左右；Class2約為10m；Class3約為2-3m。一般情況下，其正常的工作范圍是10m半徑之內。在此范圍內，可進行多臺設備間的互聯。4.1.1藍牙技術（Bluetooth）4.藍牙匹配規則兩個藍牙設備在進行通訊前，必須將其匹配在一起，以保證其中一個設備發出的數據信息只會被經過允許的另一個設備所接受。藍牙技術將設備分為兩種：主設備和從設備。4.1.1藍牙技術（Bluetooth）①藍牙主設備：主設備一般具有輸入端。在進行藍牙匹配操作時，用戶通過輸入端可輸入隨機的匹配密碼來將兩個設備匹配。藍牙手機、安裝有藍牙模塊的PC等都是主設備。（例如：藍牙手機和藍牙PC進行匹配時，用戶可在藍牙手機上任意輸入一組數字，然后在藍牙PC上輸入相同的一組數字，來完成這兩個設備之間的匹配。）4.1.1藍牙技術（Bluetooth）②藍牙從設備：從設備一般不具備輸入端。因此從設備在出廠時，在其藍牙芯片中，固化有一個4位或6位數字的匹配密碼。藍牙耳機、UD數碼筆等都是從設備。（例如：藍牙PC與UD數碼筆匹配時，用戶將UD筆上的藍牙匹配密碼正確的輸入到藍牙PC上，完成UD筆與藍牙PC之間的匹配。）4.1.1藍牙技術（Bluetooth）③主設備與主設備之間、主設備與從設備之間，是可以互相匹配在一起的；而從設備與從設備是無法匹配的。例如：藍牙PC與藍牙手機可以匹配在一起；藍牙PC也可以與UD筆匹配在一起；而UD筆與UD筆之間是不能匹配的。一個主設備，可匹配一個或多個其他設備。例如：一部藍牙手機，一般只能匹配7個藍牙設備。而一臺藍牙PC，可匹配十多個或數十個藍牙設備。在同一時間，藍牙設備之間僅支持點對點通訊。4.1.2紫蜂技術（ZigBee）ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數據傳輸以及典型的有周期性數據、間歇性數據和低反應時間數據傳輸的應用。4.1.2紫蜂技術（ZigBee）ZigBee采用DSSS技術調制發射，用于多個無線傳感器組成網狀網絡，是一種短距離、低速率低功耗的無線網絡傳輸技術，采用DSSS技術調制發射，用于多個無線傳感器組成網狀網絡，新一代的無線傳感器網絡將采用802.15.4(ZigBee)協議。4.1.2紫蜂技術（ZigBee）1.紫蜂技術（ZigBee）簡介ZigBee這個名字來源于蜂群的通信方式：蜜蜂之間通過跳Zigzag形狀的舞蹈來交互消息，以便共享食物源的方向、位置和距離等信息。借此意義Zigbee作為新一代無線通訊技術的命名。

紫蜂網絡節點模塊

4.1.2紫蜂技術（ZigBee）紫蜂是一種高可靠的無線數傳網絡，類似于CDMA和GSM網絡。ZigBee數傳模塊類似于移動網絡基站。通訊距離從標準的75m到幾百米、幾公里，并且支持無限擴展。

ZigBee是一個由可多到65000個無線數傳模塊組成的一個無線網絡平臺，在整個網絡范圍內，每一個網絡模塊之間可以相互通信，每個網絡節點間的距離可以從標準的75m無限擴展。

4.1.2紫蜂技術（ZigBee）與移動通信的CDMA網或GSM網不同的是，紫蜂網絡主要是為工業現場自動化控制數據傳輸而建立，因而，它必須具有簡單，使用方便，工作可靠，價格低的特點。而移動通信網主要是為語音通信而建立，每個基站價值一般都在百萬元人民幣以上，而每個紫蜂網絡“基站”卻不到1000元人民幣。4.1.2紫蜂技術（ZigBee）2.技術特點紫蜂是一種無線連接,可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(歐洲流行)和915MHz(美國流行)3個頻段上,分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率,它的傳輸距離在10-75m的范圍內,但可以繼續增加。4.1.2紫蜂技術（ZigBee）作為一種無線通信技術,紫蜂具有如下特點:

(1)低功耗

(2)成本低(3)時延短(4)網絡容量大(5)可靠(6)安全4.1.2紫蜂技術（ZigBee）3.應用領域①家庭和建筑物的自動化控制：照明、空調、窗簾等家具設備的遠程控制；

②消費性電子設備：電視、DVD、CD機等電器的遠程遙控。

③PC外設：無線鍵盤、鼠標、游戲操縱桿等；

④工業控制：使數據的自動采集、分析和處理變得更加容易；

⑤醫療設備控制：醫療傳感器、病人的緊急呼叫按鈕等；

⑥交互式玩具。

4.1.2紫蜂技術（ZigBee）4.紫蜂（ZigBee）聯盟ZigBee聯盟成立于2002年8月，由英國Invensys公司、日本三菱電氣公司、美國摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導體公司組成，如今已經吸引了上百家芯片公司、無線設備公司和開發商的加入。聯盟是一個高速成長的非盈利業界組織。聯盟制定了基于IEEE802.15.4，具有高可靠、高性價比、低功耗的網絡應用規格。

4.1.2紫蜂技術（ZigBee）5.

ZigBee協議棧

ZigBee協議棧結構是基于標準OSI七層模型的，包括高層應用規范、應用匯聚層、網絡層、媒體接入層和物理層。

ZigBee協議棧

4.1.2紫蜂技術（ZigBee）IEEE802.15.4定義了兩個物理層標準，分別是2.4GHz物理層和868/915MHz物理層。兩者均基于直接序列擴頻（DSSS）技術。868MHz只有一個信道，傳輸速率為20kb/s；902MHz～928MHZ頻段有10個信道，信道間隔為2MHz，傳輸速率為40kb/s。以上這兩個頻段都采用BPSK調制。2.4GHz～2.4835GHz頻段有16個信道，信道間隔為5MHz，能夠提供250kb/s的傳輸速率，采用O-QPSK調制。4.1.2紫蜂技術（ZigBee）為了提高傳輸數據的可靠性，IEEE802.15.4定義的媒體接入控制（MAC）層采用了CSMA-CA和時隙CSMA-CA信道接入方式和完全握手協議。應用匯聚層主要負責把不同的應用映射到ZigBee網絡上，主要包括安全與鑒權、多個業務數據流的會聚、設備發現和業務發現。4.1.2紫蜂技術（ZigBee）6.ZigBee網絡配置

低數據速率的WPAN中包括兩種無線設備：全功能設備（FFD）和精簡功能設備（RFD）。其中，FFD可以和FFD、RFD通信，而RFD只能和FFD通信，RFD之間是無法通信的。RFD的應用相對簡單，例如在傳感器網絡中，它們只負責將采集的數據信息發送給它的協調點，并不具備數據轉發、路由發現和路由維護等功能。RFD占用資源少，需要的存儲容量也小，成本比較低。

4.1.2紫蜂技術（ZigBee）在一個ZigBee網絡中，至少存在一個FFD充當整個網絡的協調點，即PAN協調點。通常，PAN協調點是一個特殊的FFD，它具有較強大的功能，是整個網絡的主要控制者，它負責建立新的網絡、發送網絡信標、管理網絡中的節點以及存儲網絡信息等。FFD和RFD都可以作為終端節點加入ZigBee網絡。

4.1.2紫蜂技術（ZigBee）此外，普通FFD也可以在它的個人操作空間（POS）中充當協調點，但它仍然受PAN協調點的控制。ZigBee中每個協調點最多可連接255個節點，一個ZigBee網絡最多可容納65535個節點。

4.1.2紫蜂技術（ZigBee）

7.ZigBee網絡的拓撲結構

ZigBee網絡的拓撲結構主要有三種，星型網、網狀（mesh）網和混合網。星型網是由一個PAN協調點和一個或多個終端節點組成的。PAN協調點必須是FFD，它負責發起建立和管理整個網絡，其它的節點（終端節點）一般為RFD，分布在PAN協調點的覆蓋范圍內，直接與PAN協調點進行通信。星型網通常用于節點數量較少的場合。

4.1.2紫蜂技術（ZigBee）

網狀（Mesh）網一般是由若干個FFD連接在一起形成，它們之間是完全的對等通信，每個節點都可以與它的無線通信范圍內的其它節點通信。Mesh網中，一般將發起建立網絡的FFD節點作為PAN協調點。Mesh網是一種高可靠性網絡，具有“自恢復”能力，它可為傳輸的數據包提供多條路徑，一旦一條路徑出現故障，則存在另一條或多條路徑可供選擇。

4.1.2紫蜂技術（ZigBee）ZigBee網絡的拓撲結構

4.1.2紫蜂技術（ZigBee）

Mesh網可以通過FFD擴展網絡，組成Mesh網與星型網構成的混合網。混合網中，終端節點采集的信息首先傳到同一子網內的協調點，再通過網關節點上傳到上一層網絡的PAN協調點。混合網都適用于覆蓋范圍較大的網絡。

4.1.2紫蜂技術（ZigBee）

9.ZigBee組網技術

當ZigBeePAN協調點希望建立一個新網絡時，首先掃描信道，尋找網絡中的一個空閑信道來建立新的網絡。如果找到了合適的信道，ZigBee協調點會為新網絡選擇一個PAN標識符（PAN標識符必須在信道中是唯一的）。一旦選定了PAN標識符，就說明已經建立了網絡。

4.1.2紫蜂技術（ZigBee）另外，這個ZigBee協調點還會為自己選擇一個16bit網絡地址。ZigBee網絡中的所有節點都有一個64bitIEEE擴展地址和一個16bit網絡地址，其中，16bit的網絡地址在整個網絡中是唯一的，也就是802.15.4中的MAC短地址。

4.1.2紫蜂技術（ZigBee）ZigBee協調點選定了網絡地址后，就開始接受新的節點加入其網絡。當一個節點希望加入該網絡時，它首先會通過信道掃描來搜索它周圍存在的網絡，如果找到了一個網絡，它就會進行關聯過程加入網絡，只有具備路由功能的節點可以允許別的節點通過它關聯網絡。4.1.2紫蜂技術（ZigBee）ZigBee協調點選定了網絡地址后，就開始接受新的節點加入其網絡。當一個節點希望加入該網絡時，它首先會通過信道掃描來搜索它周圍存在的網絡，如果找到了一個網絡，它就會進行關聯過程加入網絡，只有具備路由功能的節點可以允許別的節點通過它關聯網絡。4.1.2紫蜂技術（ZigBee）ZigBee網絡中傳輸的數據可分為三類：①周期性數據，例如傳感器網中傳輸的數據，這一類數據的傳輸速率根據不同的應用而確定；②間歇性數據，例如電燈開關傳輸的數據，這一類數據的傳輸速率根據應用或者外部激勵而確定；③反復性的、反應時間低的數據，例如無線鼠標傳輸的數據，這一類數據的傳輸速率是根據時隙分配而確定的。4.1.2紫蜂技術（ZigBee）為了降低ZigBee節點的平均功耗，ZigBee節點有激活和睡眠兩種狀態，只有當兩個節點都處于激活狀態才能完成數據的傳輸。在有信標的網絡中，ZigBee協調點通過定期地廣播信標為網絡中的節點提供同步；在無信標的網絡中，終端節點定期睡眠，定期醒來，除終端節點以外的節點要保證始終處于激活狀態，終端節點醒來后會主動詢問它的協調點是否有數據要發送給它。4.1.3紅外通信技術1.紅外通訊技術簡介紅外通訊技術使用一種點對點的數據傳輸協議，是傳統的設備之間連接線纜的替代。它的通訊距離一般在0到1米之間，傳輸速率最快可達16Mbps，通訊介質為波長為900納米左右的近紅外線。4.1.3紅外通信技術

它是目前在世界范圍內被廣泛使用的一種無線連接技術，通過數據電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉換實現無線的數據收發。小角度（30度錐角以內），短距離，點對點直線數據傳輸，保密性強；傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術已經發布。

4.1.3紅外通信技術2.IrDA紅外通訊標準IrDA是紅外數據組織（InfraredDataAssociation）的簡稱，IrDA紅外連接技術就是由該組織提出的。在紅外通訊技術發展早期，存在好幾個紅外通訊標準，不同標準之間的紅外設備不能進行紅外通訊。為了使各種紅外設備能夠互聯互通，1993年，由二十多個大廠商發起成立了紅外數據協會(IrDA)，統一了紅外通訊的標準，這就是目前被廣泛使用的IrDA紅外數據通訊協議及規范。4.1.3紅外通信技術IrDA的主要優點是無需申請頻率的使用權，因而紅外通信成本低廉。并且還具有移動通信所需的體積小、功耗低、連接方便、簡單易用的特點。此外，紅外線發射角度較小，傳輸上安全性高。

IrDA的不足在于它是一種視距傳輸，兩個相互通信的設備之間必須對準，中間不能被其它物體阻隔，因而該技術只能用于2臺(非多臺)設備之間的連接。而藍牙就沒有此限制，且不受墻壁的阻隔。

4.1.4近距離通信（NFC）技術近距離無線通信NFC是NearFieldCommunication縮寫，即近距離無線通訊技術。由飛利浦公司和索尼公司共同開發的NFC是一種非接觸式識別和互聯技術，可以在移動設備、消費類電子產品、PC和智能控件工具間進行近距離無線通信。NFC提供了一種簡單、觸控式的解決方案，可以讓消費者簡單直觀地交換信息、訪問內容與服務。4.1.4近距離通信（NFC）技術1.概述近場通信（NFC），又稱近距離無線通信，是一種短距離的高頻無線通信技術，允許電子設備之間進行非接觸式點對點數據傳輸（在10厘米內）交換數據。這個技術由免接觸式射頻識別（RFID）演變而來，并向下兼容RFID，最早由Philips、Nokia和Sony主推，主要可能用于手機等手持設備中。由于近場通訊具有天然的安全性，因此，NFC技術被認為在手機支付等領域具有很大的應用前景。

4.1.4近距離通信（NFC）技術NFC將非接觸讀卡器、非接觸卡和點對點（Peer-to-Peer）功能整合進一塊單芯片，為消費者的生活方式開創了不計其數的全新機遇。這是一個開放接口平臺，可以對無線網絡進行快速、主動設置，也是虛擬連接器，服務于現有蜂窩狀網絡、藍牙和無線802.11設備。4.1.4近距離通信（NFC）技術和RFID不同，NFC采用了雙向的識別和連接。在20cm距離內工作于13.56MHz頻率范圍。NFC最初僅僅是遙控識別和網絡技術的合并，但現在已發展成無線連接技術。它能快速自動地建立無線網絡，為蜂窩設備、藍牙設備、Wi-Fi設備提供一個“虛擬連接”，使電子設備可以在短距離范圍進行通訊。

4.1.4近距離通信（NFC）技術2.NFC全球最早的商用應用

目前，Nokia3220手機已集成了NFC技術，可以用作電子車票，還可在當地零售店和旅游景點作為折扣忠誠卡使用。哈瑙市的大約95.000位居民現在只需輕松地刷一下兼容手機，就能享受NFC式公交移動售票帶來的便利。

4.1.4近距離通信（NFC）技術3.NFC技術原理NFC的設備可以在主動或被動模式下交換數據。在被動模式下，啟動NFC通信的設備，也稱為NFC發起設備(主設備)，在整個通信過程中提供射頻場。它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳輸速度，將數據發送到另一臺設備。另一臺設備稱為NFC目標設備(從設備)，不必產生射頻場，而使用負載調制(loadmodulation)技術，即可以相同的速度將數據傳回發起設備。

4.1.4近距離通信（NFC）技術移動設備主要以被動模式操作，可以大幅降低功耗，并延長電池壽命。電池電量較低的設備可以要求以被動模式充當目標設備，而不是發起設備。

NFC被動通信模式

4.1.4近距離通信（NFC）技術在主動模式下，每臺設備要向另一臺設備發送數據時，都必須產生自己的射頻場。這是對等網絡通信的標準模式，可以獲得非常快速的連接設置。NFC主動通信模式

4.1.4近距離通信（NFC）技術4.技術優勢NFC具有距離近、帶寬高、能耗低等特點。NFC與現有非接觸智能卡技術兼容。NFC是一種近距離連接協議。NFC是一種近距離的私密通信方式。NFC在門禁、公交、手機支付等領域內發揮著巨大的作用。NFC還優于紅外和藍牙傳輸方式。

4.1.4近距離通信（NFC）技術NFC技術支持多種應用，包括移動支付與交易、對等式通信及移動中信息訪問等。NFC設備可以用作非接觸式智能卡、智能卡的讀寫器終端以及設備對設備的數據傳輸鏈路，其應用主要可分為以下四個基本類型：用于付款和購票、用于電子票證、用于智能媒體以及用于交換、傳輸數據。4.2移動通信網絡移動通信(Mobilecommunication)，是指通信雙方或至少有一方處于運動中進行信息傳輸和交換的通信方式。移動通信系統包括無繩電話、無線尋呼、陸地蜂窩移動通信、衛星移動通信等。移動體之間通信聯系的傳輸手段只能依靠無線電通信，因此，無線通信是移動通信的基礎。4.2.1移動通信系統簡介1.移動通信系統的組成

移動通信是移動體之間的通信，或移動體與固定體之間的通信。移動體可以是人，也可以是汽車、火車、輪船、收音機等在移動狀態中的物體。移動通信包括無線傳輸、有線傳輸，信息的收集、處理和存儲等，使用的主要設備有無線收發信機、移動交換控制設備和移動終端設備。4.2.1移動通信系統簡介移動通信無線服務區由許多正六邊形小區覆蓋而成，呈蜂窩狀，通過接口與公眾通信網（PSTN、ISDN、PDN）互聯。移動通信系統包括移動交換子系統（SS）、操作維護管理子系統（OMS）、基站子系統（BSS）和移動臺（MS），是一個完整的信息傳輸實體。4.2.1移動通信系統簡介移動通信系統的組成

4.2.1移動通信系統簡介移動通信中建立一個呼叫是由BSS和SS共同完成的；BSS提供并管理MS和SS之間的無線傳輸通道，SS負責呼叫控制功能，所有的呼叫都是經由SS建立連接的；OMS負責管理控制整個移動網。MS也是一個子系統。它實際上是由移動終端設備和用戶數據兩部分組成的，移動終端設備稱為移動設備；用戶數據存放在一個與移動設備可分離的數據模塊中，此數據模塊稱為用戶識別卡（SIM）。4.2.1移動通信系統簡介2.移動通信的工作頻段

早期的移動通信主要使用VHF和UHF頻段。目前，大容量移動通信系統均使用800MHz頻段（CDMA），900MHz頻段（GSM），并開始使用1800MHz頻段(GSM1800），該頻段用于微蜂窩（Microcell）系統。第三代移動通信使用2.4GHz頻段。4.2.1移動通信系統簡介3.移動通信的工作方式從傳輸方式的角度來看，無線通信分為單向傳輸（廣播式）和雙向傳輸（應答式）。單向傳輸只用于無線電尋呼系統。雙向傳輸有單工、雙工和半雙工三種工作方式。4.2.1移動通信系統簡介4.移動通信的組網移動通信采用無線蜂窩式小區覆蓋和小功率發射的模式。蜂窩式組網放棄了點對點傳輸和廣播覆蓋模式，把整個服務區域劃分成若干個較小的區域（cell，在蜂窩系統中稱為小區），各小區均用小功率的發射機（即基站發射機）進行覆蓋，許多小區像蜂窩一樣能布滿（即覆蓋）任意形狀的服務地區。4.2.1移動通信系統簡介蜂窩移動通信小區覆蓋

4.2.2第一代移動通信：模擬語音1982年，為了解決大區制容量飽和的問題，美國貝爾實驗室發明了高級移動電話系統AMPS。AMPS提出了“小區制”，“蜂窩單元”的概念，同時采用頻率復用（FrequencyDivisionMultiplexing,FDM）技術，解決了公用移動通信系統所需要的大容量要求和頻譜資源限制的矛盾。在100千米范圍之內，IMTS每個頻率上只允許一個電話呼叫；AMPS以允許100個10千米的蜂窩單元，從而可以保證每個頻率上有10～15個電話呼叫。4.2.3第二代移動通信：數字語音第二代移動通信技術使用數字制式，支持傳統語音通信、文字和多媒體短信，并支持一些無線應用協議。主要有如下二種工作模式：1.GSM移動通信（900/1800MHz）工作在900/1800MHz頻段，無線接口采用TDMA技術，核心網移動性管理協議采用MAP協議。4.2.3第二代移動通信：數字語音2.CDMA移動通信（800MHz）工作在800MHz頻段，核心網移動性管理協議采用IS-41協議，無線接口采用窄帶碼分多址（CDMA）技術。CDMA在蜂窩移動通信網絡中的應用容量在理論上可以達到AMPS容量的20倍。CDMA可以同時區分并分離多個同時傳輸的信號。CDMA有以下特點：抗干擾性好、抗多徑衰落、保密安全性高、容量質量之間可以權衡取舍、同頻率可在多個小區內重復使用。4.2.4第三代移動通信：數字語音與數據

第三代移動通信技術（3rd-generation，3G），是指支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術。3G服務能夠同時傳送聲音及數據信息，速率一般在幾百kbps以上。第三代移動通信（3G）可以提供所有2G的信息業務，同時保證更快的速度，以及更全面的業務內容，如移動辦公，視頻流服務等。4.2.4第三代移動通信：數字語音與數據3G的主要特征是可提供移動寬帶多媒體業務，包括高速移動環境下支持144Kbps速率，步行和慢速移動環境下支持384Kbps速率，室內環境則應達到2Mbps的數據傳輸速率，同時保證高可靠服務質量。人們發現從2G直接跳躍到3G存在較大的難度，于是出現了一個2.5G（也有人稱后期2.5G為2.75G）的過渡階段。4.2.4第三代移動通信：數字語音與數據3G的發展歷程4.2.4第三代移動通信：數字語音與數據1.CDMA碼分多址技術CDMA是碼分多址(Code-DivisionMultipleAccess)技術的縮寫，是近年來在數字移動通信進程中出現的一種先進的無線擴頻通信技術，具有頻譜利用率高、話音質量好、保密性強、掉話率低、電磁輻射小、容量大、覆覆蓋廣等特點，可以大量減少投資和降低運營成本。4.2.4第三代移動通信：數字語音與數據CDMA最早由美國高通公司推出，CDMA也有2代、2.5代和3代技術。中國聯通推出的CDMA屬于2.5代技術。CDMA被認為是第3代移動通信技術的首選。CDMA利用展頻的通訊技術，因而可以減少手機之間的干擾，并且可以增加用戶的容量，而且手機的功率還可以做的比較低，不但可以使使用時間更長，更重要的是可以降低電磁波輻射對人的傷害。

4.2.4第三代移動通信：數字語音與數據

我國采用的三種3G標準分別是TD-SCDMA，W-CDMA和CDMA2000。(1)CDMA2000CDMA2000（CodeDivisionMultipleAccess2000）是一個3G移動通訊CDMA框架標準。是國際電信聯盟ITU的IMT-2000標準認可的無線電接口。CDMA2000由美國高通北美公司為主導提出。目前使用CDMA的地區只有日、韓和北美。CDMA2000與另兩個主要的3G標準WCDMA以及TD-SCDMA不兼容。4.2.4第三代移動通信：數字語音與數據(2)W-CDMAWCDMA（WidebandCodeDivisionMultipleAccess寬帶碼分多址）是一種3G蜂窩網絡。WCDMA使用的部分協議與2GGSM標準一致。具體一點來說，WCDMA是一種利用碼分多址復用方法的寬帶擴頻3G移動通信空中接口。是由愛立信公司提出，是3GPP具體制定的基于GSMMAP核心網，UTRAN為無線接口的3G系統。4.2.4第三代移動通信：數字語音與數據WCDMA源于歐洲和日本幾種技術的融合，采用直擴（MC）模式，載波帶寬為5mhz，數據傳送