移动通信网络和传感器网络的融合

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1、技术专题····························Featrues移动通信网络和传感器网络的融合沈嘉信息产业部电信研究院通信标准研究所高级工程师摘要：未来移动通信技术的研发，将向扩展终在IMT-Advanced技术（俗称4G）即将开始标准化的今端数量的方向发展，以移动通信手段广泛替代天，移动通信产业下一步的发展既面临机遇，也面对挑战。各种传统生产、生活方式，从而保证移动通信产业的持续快速发展。移动通信网络和无线传4G之后，5G是什么？从网络发展方面，范在网络感器网络的结合可以充分发挥两者的优势，成（Ubiquito

2、usNetwork）可能成为5G无线通信系统的主要特为无线机器间通信的一种很具吸引力的实现征，但范在网络的确切内涵尚不明朗。方式。关键词：传感器，移动通信，融合从3G开始，移动通信产业的发展思路是不断提高数据率，增强多媒体业务提供能力，吸引用户投入更高的通信Abstract:Extendthenumberofterminalsisthe费用。但令人略感失望的是，移动用户的ARPU值却呈现下developmentaspectformobilecommunicationR&D,changingtraditionalproductio

3、nandlife降的趋势。普通用户出于对通信费用在家庭支出中的比例style.Combinationmobilecommunicationand限制，并不一定愿意为更高数据率的业务付出更多金钱。再sensornetworkcouldgivefullplaytothe加上运营商之间的价格竞争，“以高带宽换取高话费”的商advantagesfrombothmobilecommunicationandsensornetwork,andM2Mwillbeanattractive业模式不一定会顺利实现。因此，若想保持移动通信产业的impl

4、ementmode.快速发展，必须在向“更高、更快、更强”目标推进的同时，向KeyWords:sensor,mobilecommunication,convergence“更广”发展，即扩展通信的应用范围，向社会生活各个领域渗透，增加移动终端数量。传统手机用户渗透率已渐趋饱和，移动通信产业发展不可能长期依赖移动通信用户数量的高增长率扩大产业规模。因此，移动通信产业应致力于增加“非人”终端的数量，大力发展机器间（M2M）通信。M2M通信就是通信的一端或两端是设备，而不是人。各种设备，如传感器、计算机外设、测试仪表等都可以构成M2M

5、通信终端，传感器网络是M2M通信最典型的范例。潜在需要无线互联的机器的数量至少比人口数量大一个数量级，如果相当一部分机器可以成为移动通信终端，即使这些M2M终端的平均ARPU值略少于人类用户终端，也将构成一个巨大的新增市场。30MSTTNovember2008····························M现代电信科技ODERNSCIENCE&TECHNOLOGYOFTELECOMMUNICATIONS簇1无线传感器网概念、架构和应用监测区域传统的无线传感器网络（WSN）是完全不依赖其他通信手段，只依靠WSN节点之间的

6、AdHoc互汇聚节点联形成的“无中心”的、“自组织”的网络，这和传感器网络初期用于军事用途（战场监控）有关。如图1所示，WSN的形成步骤如下：簇头传感节点（1）部署：WSN节点可以根据被监控的环境需图2WSN节点的汇聚和“簇”的形成要灵活放置。由于WSN节点的传输距离短、一个簇的规模（2）唤醒和自检测：WSN节点被唤醒，自动配不可能很大，而有线IP网络的覆盖又非常有限，很置。难保证在一个簇覆盖的范围内总能找到有线IP网（3）自动识别和自组网：WSN节点互相自动识络的接口。因此为了形成较大的WSN，就必须在多别，通过学习相互的位置

7、关系，自动组成WSN。个簇头之间再进行AdHoc组网，这样就形成了分层（4）建立路由和开始通信：基于自动形成WSN的WSN，如图3所示。上层的簇头互联后，信息汇聚网络拓扑和周边信道条件，自动建立路由和数据流到更高一层的簇头向上传递，以此类推，直至某一个向，并开始向外传送信息。簇头进入了有线IP网络的覆盖范围，这个簇头就可以成为1个“WSN网关”（可称为“Sink”），将该WSN收集的所有信息回传到IP网络。通过这种分层部署唤醒/自配置WSN结构，从理论上讲就可以无限扩展WSN的规模，构成“无所不在”的泛在网络。自动识别/自组网建

8、立路由/开始通信图1传统的无线传感器网络形成过程高级低级但是，需要说明的是，这种最传统的WSN，是针对最原始、最恶劣的部署环境和特殊的用途设计的。也就是说，在部署的区域既无其他通信网络可以依靠，也无法人为的进行网络规划，假设WSN完全处于“孤立无援”陌生环境中，