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通信与电子工程学院无线通信学 号：2013132059专 业：通信工程学生姓名：华成文任课教师：赵 岩 （讲师）2015年11月无线通信摘 要（黑体 小五）：智能家居涉及的无线传输技术，智能家居的无线传输技术最关键要解决哪些问题？关于2.4gwifi和蓝牙的干扰问题解决方法。无线通信技术的发展趋势及先进技术。关键词（黑体 小五）：智能家居；频谱资源；技术无线通信的相关应用-智能家居智能家居与传统家居最大的区别在于，前者通过有线或者无线的方式组成一个完整的内部网络。在这个网络中不仅包含了家居设备，还包括人们日常使用的各类通信、娱乐终端。人与家居可以直接交互，也可以通过这些终端通过网络进行交互，同时所有的设备也通过网络进行信息共享，以及配合完成某项家居功能。智能家居涉及的无线传输技术目前智能家居领域无线技术共有wifi、zigbee、zwave及蓝牙四种，各有优劣，久争不下。智能家居联网标准争议由来已久，基本达成一致的观点是：无线技术比有线技术更具潜力，但无线技术不止一种，哪种最好尚无定论。业界扶持wifi上位的呼声很高，zigbee良好的先天条件让人欲罢不能，小小的蓝牙也不乏应用场景。目前来看，对任一种技术盲目乐观或悲观均为时过早。如wifi在安全性方面有所欠缺，但其基础设备及网络覆盖面积普及最广，这点是zigbee可望不可及的。cmic认为，随着物联网及智能家居产业的成熟，多样化的市场需求将逐渐显现，届时各种技术都能在市场上找到自己的位置，尺有所短寸有所长，无论以何种形式出现，最终融合才是大方向。wifi、zigbee、zwave及蓝牙对比分析wifi技术基于wifi技术的智能家居产品最为常见，其优势在于传输速率快，且产品成本低，生活中也最为普及，对用户来说，基于wifi的智能家居组合最为省事，购买设备直接组网即可。凡事都存在两面性，wifi虽然传输快、普及广，但也存在着自身的技术劣势：其最大的问题要属安全性非常低，无线稳定性弱；功耗大也是其弱点之一，将导致其在家居领域的应用受限，例如智能门锁、红外转发控制器、各种传感器等不适宜使用；此外，wifi的组网能力也相对较低，目前wifi网络的实际规模一般不超过16个设备，而实际家居环境中，仅开关、照明、家电的数量就已远远多于16个，显然发展空间受到了一定的限制。相较于普及较广的wifi技术，下面要说的zigbee技术，其研发和应用的门槛相对要高，并不是随便什么人都能驾驭，像施耐德、西门子、索尼、通用电气、松下等一些全球500强企业，都已加入到zigbee的阵营当中，而华为、物联传感等国内企业也在zigbee阵营之中。zigbee技术首先，zigbee技术的安全性很高，至今全球尚未出现一起破解先例。其安全性源于其系统性的设计：采用aes加密（高级加密系统），严密程度相当于银行卡加密技术的12倍；其次，zigbee采用蜂巢结构组网，每个设备均能通过多个方向与网关通信，网络稳定性高；另外，其网络容量理论节点为65300个，足够满足家庭网络覆盖需求，即便是智能小区、智能楼宇等仍能全面覆盖；最后，zigbee具备双向通讯的能力，不仅能发送命令到设备，同时设备也会把执行状态反馈回来，这对终端使用体验至关重要，尤其是安防设备，倘若你点击了关门，却不知道门是否真的已经锁上，将会带来多大的安全隐患；此外，zigbee采用了极低功耗设计，可以全电池供电，理论上一节电池能使用10年以上，节能环保。zwave技术zwave的数据传输速率为9.6kbps，信号的有效覆盖在室内30米（室外大于100米），适于窄带宽应用场合，且具备一定的安全性和稳定性，不过目前只应用于家庭自动化方面。究其缺点主要三：一是节点较少，理论值为256个，实际值可能只有150个左右，算是其能容纳设备数量的上限，实际上很多厂商能做到容纳20、30个设备就不错了；二是树状组网结构，一旦树枝上端断掉，下端的所有设备将无法与网关通信；三是没有加密方式，安全性差，易受到攻击。（zwave所用频段在我国是非民用的，国内并不常见zwave智能家居，更多的还是应用在国外。）蓝牙技术大家对蓝牙技术的熟知，恐怕要属手机上的蓝牙功能了。其功耗以及成本都介于wifi与zigbee两者之间，但传输距离最短，属于一种点对点、短距离的通讯方式，因在移动设备或较短距离间传输，故蓝牙产品会提供一些较为私人化的使用体验，例如蓝牙耳机、蓝牙音箱、智能秤等，由于其传输距离较短，所以并不适合组建庞大的家庭网络。业界扶持wifi上位的呼声很高，zigbee良好的先天条件让人欲罢不能，小小的蓝牙也不乏应用场景。目前来看，对任一种技术盲目乐观或悲观均为时过早。如wifi在安全性方面有所欠缺，但其基础设备及网络覆盖面积普及最广，这点是zigbee可望不可及的。cmic认为，随着物联网及智能家居产业的成熟，多样化的市场需求将逐渐显现，届时各种技术都能在市场上找到自己的位置，尺有所短寸有所长，无论以何种形式出现，最终融合才是大方向。智能家居的无线传输技术最关键要解决哪些问题？1) 能不能兼容，是发展出路智能家居逐渐成为大众消费品，市场需求量稳步提升。但由于市场管理存在漏洞，缺乏完善的行业规范和标准，智能家居商不得不面临如何能够更好地将不同品牌的产品相互连接，实现不同品牌之间相互兼容的问题。说到兼容问题，智能家居采用什么样的无线传输技术是不可避免的话题。就目前而言，智能家居采用的无线传输技术主要为蓝牙、wifi、rfid、z-wave、zigbee、smartroom等。其中zigbee是目前国际上最流行的物联网技术，具有低成本、低功耗、低复杂度、高安全、双向通讯、自动组网等特点，最大优势在开自动组网、调试迅速，可以随时随地添加智能单品，以升级系统。但是它更像是一个开源代码库，供开发商修改和使用，因此所成型的产品也有所区别。而南京物联传感推出的smartroom技术，融合了蓝牙、wifi、zigbee等无线技术优点，兼容性强大，而物联传感采用smartroom技术的产品也可与华为、施奈德、飞利浦等所有符合zigbee ha协议的终端传感器相兼容，可以为消费者提供最佳的智能家居体验。 2)够不够稳定，是实际问题优质的智能家居产品能够为用户带来便捷、舒适和最佳体验，相反，则不仅不能为用户提供方便，反而是徒增烦恼，带来的是麻烦。试想，想通过手机或平面远程看到住宅中的实时画面，而此时无线网关突然“歇菜”，并且一歇不起，又或者无线网关禁不起干扰，导致智能家居窜网，看不到自家画面，是不是很窝心？随着技术的进一步发展，智能家居产品需要更强大的稳定性，而这种稳定不只在于单个产品自身质量硬，还在于产品相互联动或传控过程中，能够更加快速、准确地达到智能效果而尽量不出问题。事实上，智能家居市场上的鱼龙混杂，并不能使不稳定问题完全杜绝。而物联传感所研发的具有知识产权的新锐智能家居品牌smartroom，每个无线网关拥有全球唯一的id和密码，具有极强的抗干扰性和更强大的稳定性，很好地克服了无线智能家居相互干扰和窜网的实际问题。 3)安不安全，是重中之重生活水平的提高，使人们对安全的需求越来越强烈，个人安全意识不断加强，安防产品也开始从以往的专业化向民用化过渡，智能安防在智能家居中的地位也越来越突出。智能安防主要包括紧急报警系统、视频监控系统、门禁系统、火警探测哭器、可燃气体泄漏探器等等，重在及时对住宅中的突发状况进行传报，使用户能第一时间发现安全隐患，并采取相应措施，防患于未然，从而保障用户住宅和家庭安全。智能安防产品的性能好坏对信息的传报有重要影响，高稳定性、灵敏度和低错报率，能及时快速地向用户传递安全信息，将受到越来越多的追捧。除了智能安防系统对安全的重要性外，无线网关本身的安全性也不容忽视，无线网关存在安全隐患，意味着包括智能安防在内的整个系统也将一无所用，而目前很多智能家居采用的无线技术存在密码被破解的可能。物联传感所研发的smartroom、物联之家和云家等智能家居品牌产品，基于smartroom高级无线技术，采用128k aes高级加密技术，加密强度远超银行加密算法，更加安全可靠，具有很强的竞争力，颇受大众喜爱。关于2.4gwifi和蓝牙的干扰问题解决方法两个无线协议都工作在 2.4ghz 2.48 ghz ism（工业、科技与医疗）射频频段。wifi 是在 22 mhz 带宽中 的12 个重叠信道中选用一个，而蓝牙则在频段内平均间隔的 79 个 1 mhz 信道之间跳频。因此，无论 wifi 在使用哪个信道，两者间都存在互相干扰的风险，因而降低了两者的数据流量。为说明这种干扰的影响，德州仪器公司在 2000 年进行了一系列测试，在存在互相干扰的条件下测量 wifi 与蓝牙链路的流量。结果表明，干扰的发射方与受影响的接收方之间的距离左右着这一影响的程度。对 wifi来说，蓝牙在相隔 10m 的距离上对短程 wifi 的使用影响最小，随着距离的增加，影响则越来越大。但如果两者间距只有 2cm ，产生干扰的发射器处于笔记本电脑中相邻的 pcmcia 卡插槽之中时，那么形成的影响则要大得多。在这种情况下，蓝牙可以把除短程应用以外的 wifi 信号完全切断。wifi对蓝牙的影响则不相同。当相隔10m 时，不管范围大小，wifi 对蓝牙的影响最小。但在相距 2cm 时，即使是短程应用， wifi 也会极大降低蓝牙的数据流量，并随范围的扩大而很快切断蓝牙信号。为缓解这种影响，蓝牙社团开发了 afh（自适应跳频）技术，可以自动避免这类干扰。afh 可以使蓝牙链接利用跳频次序有选择地避开那些存在干扰的信道（图 2）。于是，蓝牙可以自动改变自己的频率，以躲开一个使用中的 wifi 信道。但是，为实现这种方法，蓝牙社团说服 fcc（联邦通信委员会）改变规定。最终 fcc 批准了这些改变，因而蓝牙 1.2 版方案现在就可以使用 afh 了。但遗憾的是，afh 并没有为使 wifi 与蓝牙和谐共处而提供一套完整解决方案。sige 半导体公司无线数据产品主管 andre parolin 认为：“afh 只解决了部分问题。它只是躲避干扰，而不是共存。”由上述数据表明2.4gwifi起始频率为2.4022.483gh而蓝牙也是工作在在此频段内，只是传输协议不同而已，干扰是必然的，但，目前我们很多人的路由器都是使用150m，300m，其中的带宽设置大部分均为40m或者20m/40g共存，而路由器大部分运行带宽也均为40m，很少会自动在干扰大的情况下自动转为20m带宽避开干扰。随着越来越多的公司生产使用2.4ghz频段的产品，设计人员必须处理来自其他信源的更多信号。管理免许可频段的规定表明，您的设备必须考虑干扰问题。设计人员如何使处于这种苛刻条件下的2.4ghz解决方案获得最大性能呢？产品往往在受控的实验室环境下工作得很好，但在现场却会由于受到其它2.4ghz解决方案的影响而使性能显著下降。目前2.4ghz频段下存在wi-fi、蓝牙和zigbee等不同标准，绝大多数产品是以标准制定者所提供的方法来实现，不过，通过控制协议，设计人员能通过一定的措施将其他信号源的干扰问题降至最低。我们将探讨2.4ghz无线系统中的各种干扰控制技术，并介绍如何运用低级工具实现2.4ghz设计方案中的频率稳定性。wi-fi跳频扩频 (fhss)和直接序列扩频 (dsss)是两种免许可2.4ghzism频段中射频调制的方法。蓝牙使用fhss，而wirelessusb、802.11b/g/a(也就是常说的wi-fi)和802.15.4(与上层网络层相结合时称作zigbee)则使用dsss。所有这些技术都工作于全球通用的ism频段(即2.4002.483ghz)：工作在2.4ghz频段中无线系统的信号比较。采用wi-fi的主要推动因素是数据吞吐量。wi-fi通常用于计算机和本地局域网 (lan)的连接 (并通过lan间接连接到因特网上)。目前大多数wi-fi设备为可每天充电的笔记本电脑或用市电供电的接入点，因此对供电问题并不敏感。wi-fi使用dsss技术，每个通道的带宽为22mhz，故允许同时采用三个均匀分布的通道而不会互相重叠。每个wi-fi接入点使用的通道均需手动配置； wi-fi客户会搜索所有通道中的可用接入点。802.11采用一种称为巴克 (barker)码的11位伪随机噪声 (pn)码来对每一原始数据速率为1及2mbps的信息位进行编码。为实现更高的数据速率， 802.11b通过补码键控技术(cck)将6个信息位编码为一个8码片符号cck算法中有64个可以使用的符号，要求每个802.11b无线电设备均包括64个单独的相关器 (即用于将符号转化为信息位的器件)，这虽然会增加无线电设备的复杂性与成本，但能将数据速率提高至11mbps。蓝牙蓝牙技术则侧重于蜂窝手机、耳机与pda之间自适应组网的互操作性。大多数蓝牙设备都需要定期充电。蓝牙采用fhss并将2.4ghzism频段划分成79个1mhz的通道。蓝牙设备以伪随机码方式在这79个通道间每秒钟跳1,600次。所连接蓝牙设备被分组到称为微网 (piconet)的网络中；每个微网均包括一个主设备和多达7个有效从设备。每个微网的通道跳频顺序源于主设备的时钟，所有从设备都必须保持与此时钟同步。通过将数据包报头中的每个位发送三次，可对所有数据包报头执行前向纠错(fec)。亦可将汉明(hamming)码用于某类数据包数据有效载荷的前向纠错。汉明码虽会对每一个数据包带来50%的额外开销，但能纠正每个15位码字(每个15位码字包含10个信息位)中所有一位错误并检测两位错误.wirelessusb设计旨在取代计算机输入设备(鼠标、键盘等)的有线连接，且其目标还瞄准无线传感器市场。wirelessusb设备无需定期充电，用碱性电池能工作数月。wirelessusb采用无线电信号技术，类似于蓝牙标准，但其采用dsss而不是fhss技术进行调制。每个wirelessusb通道宽度1mhz，允许wirelessusb像蓝牙那样将2.4ghzism频段分为79个1mhz通道。wirelessusb设备具有频率捷变性，换言之，它们虽然采用“固定”通道，但在最初通道的链接质量不佳时又能动态改变通道。wirelessusb使用伪随机噪声(pn)码对每个信息位进行编码。大多数wirelessusb系统均使用两个32码片pn码，以便在每个32码片符号中可编码两个信息位。这种方案可纠正多达3个码片错误(每符号)，并能检测到多达10个码片错误(每符号)。尽管使用32码片(有时甚至是64码片)pn码会将wirelessusb的数据速率限制在62.5kbps上，但其数据完整性则远高于蓝牙，尤其在噪声环境下更是如此。zigbee设计旨在作为传感和控制网络的标准化解决方案，大多数zigbee设备都对用电非常敏感(如自动调温器、安全感应器等)，其电池寿命可以年来计算。zigbee可采用868mhz频段(欧洲)、915mhz频段(北美)及2.4ghzism频段(全球)中的dsss无线电信号在2.4ghzism频段中定义了16个通道，每通道宽3mhz，通道中心间隔为5mhz，使相邻信道间留有2mhz的频率间隔。zigbee使用11码片pn码，每4个信号位编码为一个符号，最大数据速率为128kbps。物理层和mac层由ieee802.15.4工作组定义，与ieee802.11b标准共享相同的设计特点。2.4ghz无绳电话在北美日益流行，其不使用标准网络技术。有的无绳电话使用dsss，但大多数使用fhss。使用dsss和其他固定通道算法的无绳电话通常在电话上有一个通道”按钮，使用户能手动改变通道。而使用fhss的电话则没有 “通道”按钮，因为这种电话经常会改变通道。大多数2.4ghz无绳电话都使用带宽为510mhz的通道。避免冲突的技术除了解每项技术的工作原理外，了解上述技术在同构及异构环境下的相互作用也很重要。wi-fi的免冲突算法在发射前会侦听 “安静”的通道，这样多个wi-fi客户端能有效地与单一wi-fi接入点通信。如果wi-fi通道噪声很大，则wi-fi设备在再次聆听该通道前进行随机退避。如果通道噪声仍然较大，那么会重复此过程直至通道安静为止。一旦通道安静下来， wi-fi设备将开始发射。如果通道一直嘈杂，那么wi-fi设备就会寻找另条通道上的其他可用接入点。使用相同或重叠通道的wi-fi网络通过免冲突算法可以实现共存，但每个网络的吞吐量会有所下降。如果同一区域使用多个网络，那么我们最好使用非重叠的通道，比如通道1、6和11，这能提高每个网络的吞吐量，因为无需与其他网络共用带宽。由于蓝牙发射的跳频特性，故来自蓝牙的干扰最小。如果蓝牙设备在一个与wi-fi通道重叠的频率上发射，而wi-fi设备此时正在进行 “发射前侦听”，则wi-fi设备会执行随机退避，在这期间，蓝牙设备会跳转到一个非重叠的通道，以允许wi-fi设备可开始发射。即便无绳电话使用的是fhss而不是dsss，来自2.4ghz无绳电话的干扰也可完全中断wi-fi网络完全的工作，部分原因是因为与蓝牙 (1mhz)相比其占用更宽的通道 (5-10mhz)，以及无绳电话信号具有更高的功率。跳转到wi-fi通道中间的fhss无绳电话信号能够破坏wi-fi发射，这就导致wi-fi设备要重复发射。2.4ghzfhss无绳电话很可能会干扰邻近所有wi-fi设备，因此我们不建议在wi-fi网络附近使用这种电话。如果无绳电话使用dsss，那么无绳电话和wi-fi接入点使用的通道可配置成互不重叠，以消除干扰。解决蓝牙的干扰在蓝牙中，来自其他蓝牙微网的干扰最小，因为每个微网都使用它自己的伪随机跳频模式。如果两个共处的微网被激活，则发生冲突的概率为1/79。冲突的概率随共处的有效微网的数量呈线性增加。蓝牙最初采用跳频算法来处理干扰，不过人们意识到，单个活动的wi-fi网络会对四分之一的蓝牙通道造成严重干扰。由于通道重叠导致的数据包丢失必须在空闲的通道上重新发射，这就大幅降低了蓝牙设备的吞吐量。蓝牙规范1.2版通过定义自适应跳频(afh)算法来解决上述问题，这种算法使蓝牙设备能将通道标为好、坏或未知三种状态。跳频模式中的坏通道可通过查询表由好通道来取代。蓝牙主设备会定期聆听坏通道，以确定干扰是否消失；如果干扰消失，那么就将通道标记为好通道并将其从查询表中删除。蓝牙从设备应主设备请求也能向主设备发送报告，告知其对通道质量的评估。举例来说，从设备可能侦听到主设备未聆听到的wi-fi网络。联邦通讯委员会 (fcc)要求至少使用15个不同的通道。afh算法使蓝牙能避免使用wi-fi和wirelessusb等dsss系统占用的通道。2.4ghzfhss无绳电话仍可能会对蓝牙设备造成干扰，因为这两种系统都是在整个2.4ghzism频段上以跳频方式工作，不过，由于蓝牙信号的带仅为1mhz，因此fhss无绳电话与蓝牙之间的冲突频率要远小于wi-fi和fhss无绳电话之间的冲突频率。蓝牙还支持三种不同的数据包长度，在给定信道上表现为具有不同的驻留时间。蓝牙还可通过缩短数据包长度，以提高数据吞吐量可靠性。在此情况下，最好是使较小数据包以较低的速率通过，这比以正常速率会丢失较大的数据包更为可取。解决wirelessusb和zigbee的干扰问题在wirelessusb中，每个网络在选择通道前都会检查其他wirelessusb网络。因此，其他wirelessusb网络造成的干扰极小。wirelessusb至少每50ms都会检查一下通道的噪声大小。wi-fi设备造成的干扰会导致持续的高噪声，这就会使wirelessusb主设备选择新的通道。wirelessusb能与多个wi-fi网络和平共处，因为wirelessusb能发现wi-fi网络之间的安静通道 wirelessusb设计方案的频率捷变性方框图。蓝牙的干扰可能会引起wirelessusb数据包的重发射。由于蓝牙的跳频特性，wirelessusb数据包的重发射不会与下一次蓝牙传输发生冲突，因为蓝牙设备会跳到另一个通道。蓝牙络不会造成足够连续高的噪声电平来迫使无线usb主设备改变信道。zigbee规定了一种类似于802.11b的免冲突算法；每个设备在发射数据之前都会侦听通道，从而使zigbee设备之间冲突频率达到最小。zigbee在干扰严重的情况下不会改变通道，而是通过低占空比以及免冲突算法来尽可能减少冲突造成的数据丢损失。如果zigbee使用的通道与一个频繁使用的wi-fi通道相重叠，则现场实验结果显示，由于数据包冲突的缘故，有五分之一的zigbee数据包都需要重发射。我们能采取什么措施？在开发蓝牙、wi-fi或zigbee解决方案时，设计人员必须使用规范中所提供的方法。在开发一种基于802.15.4、wirelessusb或其他2.4ghz无线电的专用系统时，设计人员可使用较低级的工具即可获得频率捷变性。由于存在与其他dsss系统相重叠的风险，dsss系统最可能发生工作失败的情况。不过dsss系统也能通过一定方式实现与fhss系统类似的频率捷变性，方法之一就是通过网络监视如果dsss系统使用轮询协议(所期望数据包以规定间隔出现)，那么主设备可在多次传输尝试失败或连续接收到损坏数据包情况下改变通道。还有一种办法就是在无线电设备支持的情况下读取空中传输信号的功率等级。我们可用接收信号强度指示器(rssi)来预先测量空中传输通道的功率，如果功率等级在一定时期内过高，则会切换到另一个无干扰的通道。之所以考虑这一段时间是为了在fhss系统通过的情况下不改变信道。网络监视和rssi读取都假设无线电均为可发射也可接收数据包的收发器。在一个一端为发射器而另一端为接收器dsss系统中，我们可通过多重发射技术来实现频率捷变性。发射器使用多种频率发送同一个数据包，而接收器则以较低速度在接收通道中循环接收。当接收器连接到电源上并且电池供电发射器使用不频繁时，这种系统是可行的。无线遥控器就可以使用这种方法。总结每种标准的2.4ghz网络技术都需要在设计过程中对不同因素加以折中取舍，从而降低干扰的影响，或彻底避免干扰问题。设计人员可通过现行标准所提供的方法，或根据本文介绍的有关方法设计自己的协议并配合使用rssi等无线电特性，便可实现系统的频率捷变性。尽管我们不可能完全杜绝2.4ghz系统的干扰问题，但设计人员可提高系统的频率捷变性，提高产品在目前非常拥挤的2.4ghzism频带环境中抗干扰的生存能力。未来无线通信的频谱资源发展趋势由于6ghz以下频段已经过于拥挤，频谱规划非常困难，所以研究者已经开始将目光投向更高的频段6-15ghz。从目前的分配状况上看，这段频谱大部分可用于移动通信，与低频段相比资源非常丰富。由于电波衰减特性的限制，目前6ghz以上频段通常用于固定无线通信，但近年来的研究表明，采用先进的分布式天线技术，可以解决此频段上无线通信的覆盖与组网问题。目前，关于高频段的无线覆盖还有众多技术难点有待于攻破，在中国863信息技术领域中，高频段无线通信技术的研究已经成为重点项目。可以预见高频段无线通信系统的研究将成为拓展未来移动通信的重要发展方向，对解决频谱紧缺这个瓶颈问题也将起到至关重要的作用。高频段较低频段的差别无线通讯系统中，频率较高的信号比频率较低的信号容易穿透建筑物，而频率越低，波长越长，绕射能力越强，穿透能力越差，信号损失衰减越小，传输距离越远。频率预告波长越短，饶射能力越弱，穿透能力越强，信号损失越大，传输距离越近，高频信号确实衰耗大，频率越高在传播过程的损耗越大。但高频信号本身携带的能量很高，具有很强的穿透能力，比如当无线电波频率很高时，他会穿透电离层，不会再电离层形成反射。现在通用的1.2g或者2.4g的窝窝，它的波长狠短，所以饶射性能很差，不容易绕过障碍物，一般要求视距传输。无线通信技术的发展趋势及先进技术目前，下一代无线通信系统关键技术的研究也成为了国内外通信界关注的热点。下一代无线通信的主流是随时随地的无线通信系统和无缝的高质量无线业务，其关键技术主要包括软件无线电、智能天线与mimo技术、ofdm技术以及ipv6技术。到目前为止，第三代移动通信系统已进入商用阶段，但是第三代移动通信系统的技术规格仍将无法满足个人通信越来越高的要求。imt-2000可以支持高质量的无线话音业务，以及最高达2mb/s的数据通信，满足当前要求。但是随着移动用户数的剧增和互联网的迅速普及，人们希望能随时随地接入不同的无线网络，获得各种各样的服务，而不受时间地点的限制，且要求的数据传输速率更高。与此同时，随着社会的发展，人们对各种业务如移动web浏览、视频会议、移动商务、文件传输、email、远程教育、远程医疗、公司和数据库访问等的移动internet接入提出了更多的需求，未来高速多媒体数据传输将取代语音业务成为新一代无线通信系统的主流业务。下一代无线通信技术主要考虑的因素： （1）无缝融合。未来无线通信要形成一个以ip为中心的网络体系结构，让不同标准的通信网络成为一个融合体，形成全ip网络。它要求在不同层面上有多种需求，能够去除网络和业务提供者之间的接入障碍，所有的这些需要一种将多网的功能进行融合的技术。 （2）高性能的物理层。未来无线通信对数据速率的要求是很高的，要求能提供50-100mb/s甚至高达1gb/s的数据率，这需要以高性能的物理层作为支持。高数据率使信道成为真正的宽带，这就需要更复杂的多径技术来处理大量随机路径。当带宽和数据率增大时，正交频分复用（ofdm）类技术愈发具有吸引力。也可以采用更有效的调制和编码方案，使得信道容量更接近香农极限。 （3）灵活和自适应的接入。新的更为有效的物理层技术将需要更多的适配性。基本原则就是使可行的调制、编码方案和链路质量相匹配。为了在可变信道条件下获得更高数据率，需要在每一层对每种资源进行可能的快速适配。（4）业务和应用适配。无线通信中，对用户和业务需求的适配也是需要的。适配性在频谱利用（智能频谱）、物理层、mac （媒体接人控制）和链路层、网络层和传输层、应用和业务各层都有用武之地。1 ）软件无线电技术软件无线电（software defined radio）是以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支持的通信技术，它为满足未来个人通信需要提供了一条新的思路，是通向未来无线通信的桥梁。软件无线电突破了传统的无线电台以功能单一、可扩展性差的硬件为核心的设计局限性，强调以开放性的最简硬件为通用平台，尽可能地用可升级、可重配置不同的应用软件来实现各种无线电功能。其中心思想是：构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将各种功能，如工作频段、调制解调类型、数据格式、编码方式、加密模式、通信协议等用软件来完成，并使宽带a/d和d/a转换器尽可能靠近天线，以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。随着3g技术不断地成熟并最终进入市场进行运营，国际电信联盟（itu）已经开始研究制订第四代移动通信标准，并已达成共识：把移动通信系统同其他系统（例如无限局域网、wlan 等）结合起来，产生4g技术，在2010年使数据传输数率达到100mb/s，以提供更有效的多种业务，最终实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信的无缝衔接并相互兼容。由于各种技术的