無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是對(duì)一類(lèi)用無(wú)線(xiàn)電技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的總稱(chēng)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍不同、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)合不同和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不同等，可以將無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的類(lèi)別。下面將從以上三個(gè)角度來(lái)具體闡述無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)情況。 [2] 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的不同，可以將無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)劃分為無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)(WWAN：Wireless Wide Area Network)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN：Wireless Local Area Network)、無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)(WMAN：Wireless Metropolitan Area Network)和無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN：Wireless Personal Area Network)。

無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)是基于移動(dòng)通信基礎(chǔ)設(shè)施，由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商，例如中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、Softbank等運(yùn)營(yíng)商所經(jīng)營(yíng)，其負(fù)責(zé)一個(gè)城市所有區(qū)域甚至一個(gè)國(guó)家所有區(qū)域的通信服務(wù)。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)則是一個(gè)負(fù)責(zé)在短距離范圍之內(nèi)無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)并不是完全互相獨(dú)立，它們可以結(jié)合起來(lái)并提供更加強(qiáng)大的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)可以讓接入用戶(hù)共享到局域之內(nèi)的信息，而通過(guò)無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng)就可以讓接入用戶(hù)共享到局域之外的信息。無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)則是可以讓接入用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)到固定場(chǎng)所的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，其將一個(gè)城市或者地區(qū)的多個(gè)固定場(chǎng)所進(jìn)行連接起來(lái)。無(wú)線(xiàn)個(gè)人局域網(wǎng)則是用戶(hù)個(gè)人將所擁有的便攜式設(shè)備通過(guò)通信設(shè)備進(jìn)行短距離無(wú)線(xiàn)連接的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。 [2] 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，可以將無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)劃分為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN.Wireless Sensor Network)、無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)，也稱(chēng)為多跳網(wǎng)絡(luò)(Multi—hopNetwork)、可穿戴式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)體域網(wǎng)絡(luò)(WBAN：Wireless Body AreaNetwork)等。

根據(jù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)又可以劃分為不同的類(lèi)型。眾所周知，在有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中，有五大網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分別是總線(xiàn)(Bus)、令牌環(huán)(Ring)、星型(Star)、樹(shù)型(Tree)和網(wǎng)狀(Mesh)。但是，不同于有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，在無(wú)線(xiàn)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(tái)中心計(jì)算機(jī)來(lái)負(fù)責(zé)各客戶(hù)機(jī)之間的通信，每?jī)蓚€(gè)客戶(hù)機(jī)之間通信都要經(jīng)過(guò)這臺(tái)中心計(jì)算機(jī)。網(wǎng)狀拓?fù)浼軜?gòu)不同于星型架構(gòu)，其沒(méi)有負(fù)責(zé)各客戶(hù)機(jī)之間通信的中心計(jì)算機(jī)，而是每個(gè)客戶(hù)機(jī)與其通信范圍內(nèi)的客戶(hù)機(jī)進(jìn)行直接通信。

無(wú)線(xiàn)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(lái)迎合外界環(huán)境發(fā)生的轉(zhuǎn)變。 通過(guò)充分借鑒無(wú)線(xiàn)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)技術(shù)， 既能解決頻譜日漸增長(zhǎng)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(wèn)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(xiàng)讓用戶(hù)最大化提升對(duì)頻譜的應(yīng)用概率。 頻譜可從不同層面進(jìn)行分類(lèi)，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(hù)的信息， 分布式由認(rèn)知終端計(jì)算來(lái)明確其空閑的頻譜。 通過(guò)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(guò)程中采取填充式的共享方法，在頻譜空閑的同時(shí)可促使主用戶(hù)形成的干擾最大化降低。

2、頻譜感知在無(wú)線(xiàn)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(guò)頻譜空洞、時(shí)域、發(fā)現(xiàn)頻域?yàn)閺V大用戶(hù)供應(yīng)有價(jià)值的頻譜。 實(shí)質(zhì)上，可自主檢測(cè)主用戶(hù)的信號(hào)方法包含三大種類(lèi)，即檢測(cè)循環(huán)平穩(wěn)特征、檢測(cè)匹配濾波器、檢測(cè)能量。 其中對(duì)能量的檢測(cè)既具有良好地性能，并且操作簡(jiǎn)易，但極易遭受客觀因素的制約，使得主信號(hào)很難辨識(shí)。 檢測(cè)匹配濾波器在明確用戶(hù)信息的基礎(chǔ)上，可有效且快速的檢測(cè)用戶(hù)的信息，但在此過(guò)程中，需諸多條件的確保，如專(zhuān)用接收器、頻率、同步定時(shí)。檢測(cè)循環(huán)平穩(wěn)特征能夠?qū)υ肼暷芰窟M(jìn)行辨識(shí)， 對(duì)主信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，但計(jì)算流程較為復(fù)雜。

3、動(dòng)態(tài)接入在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中， 動(dòng)態(tài)頻譜接入技術(shù)既能換分成開(kāi)放式共享形式、多層接入形式、動(dòng)態(tài)專(zhuān)項(xiàng)應(yīng)用的模式。 其中專(zhuān)用動(dòng)態(tài)模式中主用戶(hù)能夠完全支配頻譜， 同時(shí)還能隨意選擇技術(shù)與服務(wù)方式。 開(kāi)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(hù)發(fā)射功率遭受的影響徹底擺脫， 既能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用范圍的有效拓展， 還能實(shí)現(xiàn)信息容量與吞吐量的進(jìn)一步提升。