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1、无线移动互联网技术与应用无线移动互联网原理、技术与应用摘要：本文中系统阐述了无线移动互联网地相关知识，近年来，无线通信技术地高速发展成为固定宽带之后计算机网络技术发展地重要推动力，构架于其上地无线移动互联网代表了将来网络技术乃至信息技术地发展趋势.本文从无线互联网基础、几种主要地组网方式及无线互联网技术地综合应用等几个方面进行了阐述.关键词：无线移动互联网；移动自组织网络；无线传感器网络；无线Mesh网络；无线互联网综合应用.1引言与传统地有线网络不同，无线网络使用各种无线通信技术为各种移动设备提供必要地物理接口，实现物理层和数据链路层地功能.无线网络是计算机网络技术与无线通信技术相结合地产物
2、.随着无线通信技术地发展，行走在路上地人们已经能够随时随地通过个人数字助理PDA、手机、笔记本电脑等移动设备发生或接收电子邮件、阅读网页，或者访问远程文件等.随着无线接入技术地进一步发展及移动操作系统和移动阅读器地开发，无线移动互联网具有越来越多地网络应用，并且越来越多地使用者逐步接受无线移动互联网.据统计，2007年年底我国手机上网用户已经到达5000多万，其中一半同时是互联网用户，另外一半则只用手机上网.与此同时，“无线城市不仅成为耳熟能详地新名词，而且通过Wi-Fi、3G等无线网络技术组建地无线局域网、无线城域网已经走进千家万户.能够讲，无线通信技术成为固定宽带之后互联网发展地重要推动力
3、，无线移动互联网代表了将来计算机网络技术乃至将来计算机技术地发展趋势，21世纪成为无线移动互联网地时代.在无线通信中，通常使用电磁波作为信息传输地载体，而电磁波能够在空气、水乃至真空中传播，因而，无线通信与传统有线通信不同，其不需要通信传输介质.电磁波每秒振动地次数称为电磁波地频率，电磁波相邻地两个波峰之间或者相邻地两个波谷之间地距离称为波长.无线通信技术地发展经历了一个多世纪地时间.早在1901年，马可尼发明了越洋远距离无线电报通信.在20世纪20年代，美国等国家开场启用车载无线电等专用无线通信系统.1945年，射频识别技术(RadioFrequencyIdentification,RFID
4、)问世.20世纪60年代，脉冲无线电(UltraWideband,UWB)超宽带技术问世.1971年，美国夏威夷大学地研究人员创立了第一个基于报文传输地无线电通信网络，被称为ALOHANET，成为最早地无线局域网络.1973年，全球首个模拟移动电话系统原型建成.20世纪70年代中期至80年代中期，模拟语音系统开场支持移动性.1983年，全球第一个商用移动电话发布.20世纪80年代中期，数字无线移动通信系统开场在世界各地迅速发展.我国无线通信技术同样经历了高速发展.1987年11月18日，我国第一个TACS模拟蜂窝移动电话系统建成并投入使用.1991年，全球首个GSM网络建成，1995年，中国移
5、动地GSM和中国联通地GSM130数字移动电话网开通.2000年5月5日，在土耳其召开地国际电信联盟2000年世界无线大会上，中国提出地第三代移动通信制式TD-SCDMA被批准为ITU地正式标准.2001年3月，3GPP正式接纳了由中国提出地TD-SCDMA第三代移动通信标准地全部技术方案，并包含在3GPP地R4版本中.2无线移动互联网地概念与特点“无线是指消息地发送方式和接收方式使用微波、光波、红外线等电磁波作为信息载体地数据传输方式，而非使用双绞线、同轴电缆、光纤等连接线.“移动是指消息地发送方和接收方地位置关系随时能够改变，进而网络节点互联地拓扑构造随时能够改变.固然“无线和“移动两个概
6、念经常联络到一起，但是二者含义不同.“无线所描绘地传输介质地属性.“移动所描绘地则是网络拓扑构造地变化.表2-1详细讲明了这两个概念地区别与联络.表2-1举例讲明无线与移动地关系与固定构造互联网相比，无线移动互联网具有众多特殊之处，其主要特点有：移动性、无线性、能量和资源地有限性、动态鲁棒性、多路干扰性等.基于无线移动互联网地特点及其与移动电话系统之间地差异，在无线移动互联网地设计经过中需要考虑地主要因素主要包括下面几点：总是在线支持突发流量提供无缝地移动性支持服务质量控制提供安全保障提供灵敏地组网方式3移动自组织网络20世纪80年代，美国国防部国防高级研究计划署研制了分组无线网络(Packe
7、tRadioNetwork,PRNET)，该网络利用ALOHA和CSMA技术进行链路控制，采用距离向量路由算法.20世纪90年代早期，随着带有无线网卡地计算机及各种便携式通信设备地广泛使用，学者在PRNET地基础上，提出了移动自组织网络.20世纪90年代末期，移动自组织网络地相关技术日臻成熟，微电子和传感器技术也得到快速发展，学者将移动自组织网络技术与传感器技术结合起来，提出无线传感器网络.21世纪之初，为了进一步提高无线移动互联网地性能，学者结合自组织网络地高速无线通信技术与互联网地固定拓扑构造，提出了无线Mesh网络.3中无线互联网技术地演进关系如图3-1所示.图3-1移动自组织网络(Mo
8、bileAdHocNetwork,MANET),是不依靠于任何固定基础设施地移动节点地联合体，是一种自组织、无线、多跳、对等式、动态地移动网络.一个移动自组织网络是由一组移动节点组成，不需要借助基站等已建立好地基础设施进行集中控制.各个移动节点处于移动状态.移动节点通过无线传输技术与一跳邻居节点直接进行数据通信，再由该邻居节点决定怎样将数据传送到下一跳，直至目地节点.也就是讲，在移动自组织网络中，每个移动节点同时承当了主机和路由器地功能，在作为主机收发上层应用业务数据地同时，也作为路由器为其他主机进行数据转发.在移动自组织网络中，每个移动节点需要同时拥有通信装置和计算装置，能够介入移动自组织网
9、络地信息传输和计算，如带有无线网卡地计算机、手机、PDA等.在移动自组织网络地数据传送中，源节点是指数据传送地起始节点，也就是构成数据地节点.目地节点是数据传送地结束节点，通常也就是数据传送地最终目的.中间节点是位于源节点和目地节点之间并介入数据传送地节点.移动自组织网络地特点包括：移动性，无线性，多道路，多跳性，节点对等性，分布性，自组织行，高动态性，能量和资源地有限性.同时移动自组织网络使用简化地OSI参考模型作为体系构造，该体系构造包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层5层.由于移动自组织网络具有节点对等性，因而各个节点都具有一样地体系构造.由于移动自组织网络地上述特点，其数据链
10、路层，网络层，传输层存在很多问题需要研究，主要包括链路控制、信道接入、路由选择算法、无线环境下地TCP技术、服务质量保证机制以及安全保障机制6个方面.图3-2给出了移动自组织网络关键技术地主要研究内容.图3-2移动自组织网络所具有地特点使其在很多特定场合通信应用中具有独特地优势.美国国防部一直是移动自组织网络地主要开发者，移动自组织网络在军事领域具有较为广泛地应用.随着技术地发展，移动自组织网络逐步走向商业领域.短短十几年地时间，移动自组织网络地应用研究已经获得了长足地进步.人们对于普适计算和物联网等新型网络地需求越来越高，希望能够随时随地进行移动计算和通信，移动自组织网络正式能够知足这种需求
11、地重要技术.4无线传感器网络无线传感器网络是在移动自组织网络地基础上发展起来地一种新兴地无线多跳网络，其目地是为了在某一区域获取用户感兴趣地信息.无线传感器网络作为当今信息领域新地研究热门，涉及多学科地穿插领域，有着宏大地应用价值.在无线传感器网络中，能耗是非常突出地问题.从节点角度考虑，通信单元是能耗最大地一个部分，所以无线传感器网络硬件方面地挑战仍然是怎样设计高可靠性，低功耗，低成本地传感器网络节点.在物理层设计方面，如今已经提出了M-ray、ACMP、UWB等技术，但其性能仍无法知足无线传感器网络地要求.无线传感器网络MAC层研究地主要目的是设计一种低能耗地分布式分享信道访问协议.现有协
12、议主要分为竞争型、分配型和混合型3类.竞争性MAC协议实在SMAC地基本思路上发展起来地，其主要改良是设计一种合理地睡眠-工作调度方法使得节点仅在需要收发时才开启通信设备.分配型MAC协议基本上实在TDMA地基础上进行改良地，其发展方向是设计一种高效合理地时隙分配方法，是节能地基础上提高全网吞吐量.混合型MAC协议将两种MAC协议地优势结合起来，是高性能、低能耗MAC发展地趋势之一.无线传感器网络中地路由协议在加强考虑能耗问题和面向应用地同时，能够进一步细分为两大类，即平面路由协议和分层路由协议.平面路由协议中，为了节约能量，需限制路由信息洪泛地范围，通常只需在会聚节点和感悟到信息地源节点见构
13、成传输途径即可.分层路由协议能够更好地节约能量，由于普通节点只需通过一个重要研究方向.由于无线传感器网络地应用极其广泛，在详细场合中对路由器协议都会提出不同地要求，需要根据实际情况对路由器协议进行优化.节点定位和时间同步是无线传感器网络面临地两项重要支撑技术.节点定位技术能够分为基于测距地机制和非测距地机制.前者通过测量未知节点和锚节点之间地距离或角度来计算节点位置，固然定位精度高，但需要在节点上增加一些设备；后者通过计算多边形质心或估算未知节点与锚节点距离，进而计算节点位置，对节点硬件要求较低.时间同步技术有多种实现机制，对发送者和接受者有着不同地要求，能到达不同地同步粒度和精度，在能耗、可
14、扩展性等方面也不尽一样.总地来讲，选择何种技术与详细地应用场景和需求有着密切地关系.5无线Mesh网络无线mesh网络，由meshrouters路由器和meshclients客户端组成，其中meshrouters构成骨干网络，并和有线地internet网相连接，负责为meshclients提供多跳地无线internet连接.无线Mesh网络无线网状网络也称为“多跳multi-hop网络，它是一种与传统无线网络完全不同地新型无线网络技术.传统地无线接入技术中，主要采用点到点或者点到多点地拓扑构造.这种拓扑构造一般都存在一个中心节点，例如移动通信系统中地基站、802.11WLAN中地AP等.中心节
15、点一方面与各个无线终端通过单跳无线链路相连，控制各无线终端对无线网络地访问；另一方面，中心节点又通过有线链路与有线骨干网相连，提供到骨干网地连接.而在无线Mesh网络中，采用网状Mesh拓扑构造，可以以讲是一种多点到多点地网络拓扑构造.在这种无线Mesh网络构造中，各网络节点通过相邻地其它网络节点以无线多跳方式相连.目前，普遍以为无线Mesh网络包含两类网络节点：Mesh路由器和Mesh客户端.Mesh路由器除了具有传统地无线路由器地网关/中继功能外，还支持Mesh网络互联地路由功能.Mesh路由器通常具有多个无线接口，这些无线接口能够基于一样地无线接入技术构建，可以以基于不同地无线接入技术.
16、与传统地无线路由器相比，无线Mesh路由器能够通过无线多跳通信，以更低地发射功率获得同样地无线覆盖范围.Mesh终端也具有一定地Mesh网络互联和分组转发功能，但是一般不具有网关桥接功能.通常，Mesh终端只具有一个无线接口，实现复杂度远小于Mesh路由器.根据各个节点功能地不同，无线Mesh网络构造分为3类：骨干网Mesh构造分级构造、客户端Mesh构造平面构造、混合构造.无线Mesh网络构造示意如图5-1所示.图5-1无线Mesh网是下一代无线网络地关键技术，能将不同地无线网结合起来，大大扩大了无线网应用范围，其应用环境特别广泛.相信在不久地将来，无线Mesh网络将得到广泛地应用.6无线互
17、联网综合应用在近期几年里，移动通信和互联网成为当今世界发展最快、市场潜力最大、前景最诱人地两大业务.它们地增长速度都是任何预测家未曾意料到地.迄今，全球移动用户已超过15亿，互联网用户也已逾7亿.中国移动通信誉户总数超过3.6亿，互联网用户总数则超过1亿.这一历史上从来没有过地高速增长现象反映了随着时代与技术地进步，人类对移动性和信息地需求急剧上升.越来越多地人希望在移动地经过中高速地接入互联网，获取急需地信息，完成想做地事情.所以，如今出现地移动与互联网相结合地趋势是历史地必然.目前，移动互联网正逐步浸透到人们生活、工作地各个领域，短信、铃图下载、移动音乐、手机游戏、视频应用、手机支付、位置
18、服务等丰富多彩地移动互联网应用迅猛发展，正在深入改变信息时代地社会生活，移动互联网经过几年地曲折前行，终于迎来了新地发展高潮.举下面几个典型例子讲明.带有地理位置地天气预报根据用户所处地位置，这种信息能够为用户提供最新地信息，例如天气预报、多普勒雷达地图或者隐性卫星图片.把这些信息和警报结合起来，就是通知公众关羽大暴雨、龙卷风、飓风、暴风雪地强有力工具.这些信息能够根据人们地生活方式个性化，以便为人么在划船、去海滩、滑雪及打高尔夫时提供天气预报.用户有了获取任何时间和地点天气预报地能力，就能够对日常生活做出更好地决定.无线音乐无线音乐专区是中国移动提供全网客户无线音乐体验地专区，是综合彩铃下载
19、，新歌抢听，歌迷俱乐部地专业音乐专区，这里有全国最新最炫地彩铃，最IN地音乐资讯，最宽广地音乐沟通空间，为客户打造个性化地回铃音.无线音乐业务以无线音乐俱乐部为核心业务，详细包括现有地彩铃、振铃、无线音乐俱乐部、无线首发、无线音乐搜索等业务.在无线互联网发展成熟地日本，手机音乐是最为亮丽地一道风景线，通过手机上网下载音乐是电脑地50倍.3G时代，只要在手机上安装一款手机音乐软件，就能通过手机网络，随时随地让手机变身音乐魔盒，轻松收纳无数首歌曲，下载速度更快，消耗流量几乎能够忽略不计.此外，作为新催生地手机媒体，手机电子书、杂志、报纸也越来越遭到年青一代地青睐.电子购物及服务移动电子商务允许用户
20、买卖货物，允许用户使用无线设备获得服务.例如：预定飞机票、预定电影和戏剧票、送花服务以及从自动售货机上购物等.由于信息具有个性化特征，用户地个人档次和爱好给予智能地建议，进而使用户感到更快速更满意.用户付账能够通过将款额计入借方账目付账，可以以通过银行账户或信誉卡付账，还能够通过电话进行付账.电话付账在欧洲和日本非常流行，由于那里地用户在月末会得到特订地收费单.这个收费单不仅列出本月电话地费用，而且还有购物地费用及使用移动因特网服务地费用.参考文献：NaughtonJohn.ABriefHistoryoftheFutureM.OverlookPress,2000.AndrewSTanenbau
21、m.计算机网络M.4版.潘爱民,译.北京:清华大学出版社,2004:1-2.AndrewSTanenbaum.计算机网络M.4版.潘爱民,译.北京:清华大学出版社,2004:63-64.JFreebersyser,BLeiner.ADoDPerspectiveonMobileAdHocNetworksJ.AdHocNetworking.Addison-Wesley,2001:29-51.RamRamantahan,JasonRedi.AbriefOverviewofAdHocNetworks:ChallengesandDirectionsJ.IEEECommunicationsMagazine
22、,2002(40).6李晓维,徐勇军,任丰原.无线传感器网络技术M.北京：北京理工大学出版社,2007.王殊,阎毓杰,胡富品,屈晓旭.无线传感器网络地理论及应用M.北京:北京航空航天大学出版社,2007.8崔勇,张鹏.无线移动互联网原理/技术及应用M.机械工业出版社,2021.参考网站:1百度百科及文库2硅谷动力3其他IT及新闻网站版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有Thisarticleincludessomeparts,includingtext,pictures,anddesign.Copyrightispersonalownership.AVk
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