無線個人網

無線個人網(Wireless Personal Area Net，WPAN)是一種短距離無線通信技術，它的基本思想是用無線電或紅外線代替傳統的有線電纜，實現個人信息終端的智能化互聯，組建個人化的信息網絡。在網絡構成上，WPAN位於整個網絡鏈的末端，用於解決同一地點終端與終端間的連接，如連接手機和藍牙耳機等。WPAN是基於計算機通信的專用網，是在個人操作環境下需要相互通信的裝置構成的一個網絡，無需任何中央管理裝置。對於單個設備而言，要求既能提供主控功能又具有從屬功能的能力。除此之外，還要求設備能夠很容易地接入或離開現有網絡。系統要適合運行圖像、MP3和視頻剪輯等多種類型的文件。

這是一種小範圍的無線通信系統，覆蓋半徑僅10m左右，可用來代替電腦、手機、PDA、數碼相機等智能設備的通信電纜，或者構成無線傳感器網絡和智能家庭網絡等。WPAN並不是一種與無線局域網(WLAN)競爭的技術，WLAN可替代有線局域網，而WPAN無須基礎網絡連接的支持，只能提供少量小型設備之間的低速率連接。

WPAN分為低速無線個人網和高速無線個人網。

1．低速無線個人網

IEEE 802.15.4(Low Rate Wireless Personal Area Network)網絡設備分為兩類：第一類完整功能設備(Full Functional Device，FFD)支持所有的網絡功能，是網絡的核心部分：第二類是部分功能設備(Reduced Functional Device，RFD)只支持最少的必要的網絡功能，網絡中一般大部分是此類設備。

無線個人網一般有兩種組網形式：星型網絡，以一個完整功能設備為網絡中心；簇型網絡，在若干星型網絡基礎上，中心的完整功能設備再互相連接起來，組成一個樹型網絡。物理層主要特性為：868 MHz，915 MHz，2.4GHz ISM頻段上的共27個信道。其中，信道0，868～868.6 MHz中心頻率868.3 Hz，BPSK調製，提供20Kb/s的數據通路；信道1～10中心頻率為906+2x(信道號-1)MHz，BPSK調製，每信道提供40Kb/s的數據通路；信道11～26中心頻率=2405+5x(信道號-11)MHz，O-QPSK調製，每信道提供250Kb/s的數據通路。媒體接入控制層主要特性為CSMA/CA接入，以及可選的超級幀(Supefframe)分時機制。

2．高速無線個人網

高速無線個人網(WPAN)工作在不需許可證的2.4GHz頻段，最高速率可達55 Mb/s。

(1)高速率無線個人網的分類：高速率WPAN的應用可以分為兩大類，第一類涉及大宗(多兆字節)數據文檔傳送；第二類涉及實時視像和高質量聲音。

(2)高速率無線個人網的應用：在第一類應用中是以數字格式存儲多兆字節照片文檔及視像流的數字照相機和攝像機方面的應用。對消費者心理的研究表明，通常當傳送時間超過7～15s時用户就不滿意了。利用藍牙技術，把一個含有3MB圖像或視像流的數據文檔從一架照相機傳到一台PC機大約需要1min。如果需要傳送多個這樣的文檔，藍牙技術提供的1Mb/s數據速率顯然是不夠的，至少要高一個數量級。另一種應用跟MP3或CD格式的音樂文檔的配送相關，我們希望可以在PC機和MP3播放機或CD機之間傳送這些文檔。但是一個只含一首歌的MP3文檔的信息量往往大於3MB，如果想在7～15S內傳送完畢，就要求物理層數據速率必須超過1Mb/s。 ^[1] 

IEEE 802.15.1是IEEE提出的第一個取代有線連接的WPAN技術標準，以藍牙技術為基礎，傳輸的有效數據速率為500～700Kb/s，可以支持語音和數據服務，提供多級安全機制。藍牙系統的基本單元是一個微微網(piconet)，微微網包含一個主節點以及10米距離內最多7個活動的從節點。而多個微微網可以通過橋接點連接起來，形成一個分散網(scattemet)。由於工作於ISM頻段，為了提高信道的抗干擾能力，藍牙採用了快跳頻、短分組的通信技術。藍牙還通過前向糾錯編碼(FEC)和快速自動重傳請求(ARQ)實現鏈路差錯控制。藍牙協議的層結構並不遵守OSI模型或TCP/IP模型。

IEEE 802.15.2標準在2003年8月推出，旨在解決WPAN與WLAN之間的共存問題，從而推動IEEE 802.15無線個人網的應用。所謂共存，是指它可以與其他工作在開放頻率波段的無線設備(如IEEE 802.11設備)在共同空間同時工作，相互間不產生干擾。而且該標準為其他802.15標準提出修改意見以提高這種共存性能。

在2003年8月通過的IEEE 802.15.3標準，目標在於得到更高的數據傳輸率，同時還能與藍牙兼容，它的數據傳輸速率可高達55 Mb/s。高速WPAN可支持110～480Mb/s的數據率，適合於大量的多媒體文件、短時間內視頻和MP3等音頻文件的傳送。

在2003年10月公佈的IEEE 802.15.4標準定義了一種低功耗低速率的無線連接技術，旨在延遲電池壽命，降低器件成本，其速率可低至9.6Kb/s，但不支持語音服務。 ^[2] 

無線個人局域網大部分都工作在2.4GHz頻段上(HiperLAN2，UWB，IrDA不工作在2.4GHz頻段上)，這些技術都具有以下優勢：

1)支持移動聯網，用户可以像使用移動電話那樣靈活地移動計算設備的位置，保持持續的網絡連接。

2)不需要使用物理線路，安裝非常簡便。因為無線網絡所使用的高頻率無線電波可以穿透牆壁或玻璃窗，所以網絡設備可以在有效範圍內任意放置。

3)多層安全防護措旆可以充分確保用户隱私。

4)改動網絡結構或佈局時，不需要對網絡進行重新設置。 ^[1]