无线个人网

无线个人网(WPAN)是在小範围内相互连线数个装置所形成的无线网路，通常是设备可及的範围内。无线个人网是利用蓝牙的开放性、短距离无线通信技术。

基本 介绍

中文名：无线个人网外文名：Wireless personal area network 简称：WPAN相关协定：IEEE 802.15.1协定等覆盖範围：10m左右学科：计算机科学

简述

无线个人网(Wireless Personal Area Net，WPAN)是一种短距离无线通信技术，它的基本思想是用无线电或红外线代替传统的有线电缆，实现个人信息终端的智慧型化互联，组建个人化的信息网路。在网路构成上，WPAN位于整个网路链的末端，用于解决同一地点终端与终端间的连线，如连线手机和蓝牙耳机等。WPAN是基于计算机通信的专用网，是在个人操作环境下需要相互通信的装置构成的一个网路，无需任何中央管理装置。对于单个设备而言，要求既能提供主控功能又具有从属功能的能力。除此之外，还要求设备能够很容易地接入或离开现有网路。系统要适合运行图像、MP3和视频剪辑等多种类型的档案。

这是一种小範围的无线通信系统，覆盖半径仅10m左右，可用来代替电脑、手机、PDA、数位相机等智慧型设备的通信电缆，或者构成无线感测器网路和智慧型家庭网路等。WPAN并不是一种与无线区域网路(WLAN)竞争的技术，WLAN可替代有线区域网路，而WPAN无须基础网路连线的支持，只能提供少量小型设备之间的低速率连线。

分类

WPAN分为低速无线个人网和高速无线个人网。

1．低速无线个人网

IEEE 802.15.4(Low Rate Wireless Personal Area Network)网路设备分为两类：第一类完整功能设备(Full Functional Device，FFD)支持所有的网路功能，是网路的核心部分：第二类是部分功能设备(Reduced Functional Device，RFD)只支持最少的必要的网路功能，网路中一般大部分是此类设备。

无线个人网一般有两种组网形式：星型网路，以一个完整功能设备为网路中心；簇型网路，在若干星型网路基础上，中心的完整功能设备再互相连线起来，组成一个树型网路。物理层主要特性为：868 MHz，915 MHz，2.4GHz ISM频段上的共27个信道。其中，信道0，868～868.6 MHz中心频率868.3 Hz，BPSK调製，提供20Kb/s的数据通路；信道1～10中心频率为906+2x(信道号-1)MHz，BPSK调製，每信道提供40Kb/s的数据通路；信道11～26中心频率=2405+5x(信道号-11)MHz，O-QPSK调製，每信道提供250Kb/s的数据通路。媒体接入控制层主要特性为CSMA/CA接入，以及可选的超级帧(Supefframe)分时机制。

2．高速无线个人网

高速无线个人网(WPAN)工作在不需许可证的2.4GHz频段，最高速率可达55 Mb/s。

(1)高速率无线个人网的分类：高速率WPAN的套用可以分为两大类，第一类涉及大宗(多兆位元组)数据文档传送；第二类涉及实时视像和高质量声音。

(2)高速率无线个人网的套用：在第一类套用中是以数字格式存储多兆位元组照片文档及视像流的数位照相机和摄像机方面的套用。对消费者心理的研究表明，通常当传送时间超过7～15s时用户就不满意了。利用蓝牙技术，把一个含有3MB图像或视像流的数据文档从一架照相机传到一台PC机大约需要1min。如果需要传送多个这样的文档，蓝牙技术提供的1Mb/s数据速率显然是不够的，至少要高一个数量级。另一种套用跟MP3或CD格式的音乐文档的配送相关，我们希望可以在PC机和MP3播放机或CD机之间传送这些文档。但是一个只含一首歌的MP3文档的信息量往往大于3MB，如果想在7～15S内传送完毕，就要求物理层数据速率必须超过1Mb/s。

标準

IEEE 802.15.1是IEEE提出的第一个取代有线连线的WPAN技术标準，以蓝牙技术为基础，传输的有效数据速率为500～700Kb/s，可以支持语音和数据服务，提供多级安全机制。蓝牙系统的基本单元是一个微微网(piconet)，微微网包含一个主节点以及10米距离内最多7个活动的从节点。而多个微微网可以通过桥接点连线起来，形成一个分散网(scattemet)。由于工作于ISM频段，为了提高信道的抗干扰能力，蓝牙採用了快跳频、短分组的通信技术。蓝牙还通过前向纠错编码(FEC)和快速自动重传请求(ARQ)实现链路差错控制。蓝牙协定的层结构并不遵守OSI模型或TCP/IP模型。

IEEE 802.15.2标準在2003年8月推出，旨在解决WPAN与WLAN之间的共存问题，从而推动IEEE 802.15无线个人网的套用。所谓共存，是指它可以与其他工作在开放频率波段的无线设备(如IEEE 802.11设备)在共同空间同时工作，相互间不产生干扰。而且该标準为其他802.15标準提出修改意见以提高这种共存性能。

在2003年8月通过的IEEE 802.15.3标準，目标在于得到更高的数据传输率，同时还能与蓝牙兼容，它的数据传输速率可高达55 Mb/s。高速WPAN可支持110～480Mb/s的数据率，适合于大量的多媒体档案、短时间内视频和MP3等音频档案的传送。

在2003年10月公布的IEEE 802.15.4标準定义了一种低功耗低速率的无线连线技术，旨在延迟电池寿命，降低器件成本，其速率可低至9.6Kb/s，但不支持语音服务。

特点

无线个人区域网路大部分都工作在2.4GHz频段上(HiperLAN2，UWB，IrDA不工作在2.4GHz频段上)，这些技术都具有以下优势：

1)支持移动联网，用户可以像使用行动电话那样灵活地移动计算设备的位置，保持持续的网路连线。

2)不需要使用物理线路，安装非常简便。因为无线网路所使用的高频率无线电波可以穿透墙壁或玻璃窗，所以网路设备可以在有效範围内任意放置。

3)多层安全防护措旆可以充分确保用户隐私。

4)改动网路结构或布局时，不需要对网路进行重新设定。

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