作者：彭木根; 姜涌 ;王文博
摘要：數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)是通信領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，近年來發(fā)展非常迅速 。
基于電信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)在中國(guó)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，但就接入方式而言，只是定義了可以使用無線方式，如何組建無線數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)是未來研究的重點(diǎn) 。文章提出了無線數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)泛在接入概念，給出了無線泛在接入網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，并就其中的要害技術(shù)進(jìn)行了探討，包括感知無線電、無線網(wǎng)狀網(wǎng)(Mesh)網(wǎng)絡(luò)理論、通用接入點(diǎn)鏈路轉(zhuǎn)換機(jī)制、業(yè)務(wù)的QoS保障機(jī)制以及電磁兼容和異構(gòu)系統(tǒng)共存機(jī)制等 。
隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，人類社會(huì)已經(jīng)從工業(yè)社會(huì)進(jìn)入信息社會(huì)，信息社會(huì)對(duì)人們的生活產(chǎn)生了巨大的影響，它改變著我們的行為、思維方式，20世紀(jì)80年代初美國(guó)學(xué)者托夫勒在其著作《第三次浪潮》中就預(yù)言信息社會(huì)中人們的生活中心將從工業(yè)社會(huì)的以社會(huì)為核心回歸以家庭和個(gè)人為核心[1]，從通信領(lǐng)域來看，數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)將成為熱點(diǎn)，在信息社會(huì)中具有重要的地位 。
數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)是為了滿足用戶的某些需求而組建的，為用戶提供一定業(yè)務(wù)與應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò) 。用戶的需求可以是有限范圍內(nèi)多個(gè)設(shè)備之間的信息流通，也可以是有限范圍內(nèi)的多個(gè)設(shè)備與公共網(wǎng)絡(luò)之間的信息流通，甚至可以是有限范圍內(nèi)的所有設(shè)備之間以及這些設(shè)備與公共網(wǎng)絡(luò)之間的信息流通 。數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)可以基于無線也可以基于有線架構(gòu)，需要注重的是，寬帶無線接入在全球不斷升溫，近幾年來中國(guó)的寬帶無線用戶數(shù)增長(zhǎng)勢(shì)頭也十分強(qiáng)勁 。作為寬帶無線接入的研究重點(diǎn)，無線數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)擁有廣闊的市場(chǎng)空間 。據(jù)In-Stat/MDR公司猜測(cè)，家庭網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)將于2007年增長(zhǎng)至53億美元，在
這個(gè)市場(chǎng)內(nèi)，家庭多媒體無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將占據(jù)大約49%的份額，即26億美元[2] 。
數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)采用無線接入方式有著廣泛的應(yīng)用前景 。隨著家用電氣、移動(dòng)設(shè)備和電腦設(shè)備技術(shù)不斷更新和提高，三者之間的無縫交互，消費(fèi)者在家電、移動(dòng)設(shè)備和電腦設(shè)備上獲取、查看和治理越來越多的數(shù)字媒體內(nèi)容，在家中不同的地方通過不同的設(shè)備輕松便捷地欣賞媒體內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)無線數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)化已成為發(fā)展的趨勢(shì) 。無線數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)具有短程特性，更關(guān)注最后10m的接入，它將以超寬帶(UWB)作為高速短程無線通信技術(shù)的核心，這樣能夠保證家庭環(huán)境下的消費(fèi)電子、辦公設(shè)備、計(jì)算機(jī)周邊設(shè)備和移動(dòng)通信終端等通信速度 。但是，只是具有鏈路間的高速傳輸速度，無法保證能夠組建一個(gè)高速的無線數(shù)據(jù)家庭網(wǎng)絡(luò)，必須定義其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和媒體介入層的相關(guān)協(xié)議 。
1; 無線數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)研究和標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀
從無線空中接口來看，無線數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)屬于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的接入子網(wǎng)，從其無線通信的距離來看，屬于短程無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)的技術(shù)范疇 。對(duì)于短程無線個(gè)域網(wǎng)來說，目前主要側(cè)重使用超寬帶(UWB)技術(shù)來提供短程的高速信息傳輸，也可以用來提供測(cè)距和定位等功能 。超寬帶技術(shù)相對(duì)于擴(kuò)頻通信等傳統(tǒng)窄帶和寬帶通信方式而言是一種全新的通信方式，從信號(hào)的產(chǎn)生角度看，超寬帶技術(shù)可以不采用正弦波將基帶信號(hào)調(diào)制到信道上，而采用基帶信號(hào)直接激勵(lì)天線發(fā)射超短時(shí)寬的沖激脈沖，以時(shí)域窄脈沖作為信息載體 。目前，UWB主要有兩種通信技術(shù)，一種為基于窄脈沖的超寬帶技術(shù)，主要由Motorola等公司倡導(dǎo)；另一種為類似于正交頻分技術(shù)的脈沖化多波超寬帶技術(shù)，主要由Intel公司倡導(dǎo) 。但這兩種超寬帶通信技術(shù)中國(guó)并不具有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而且其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用還沒有成熟，相反，沖激脈沖型的UWB技術(shù)中國(guó)具有一定的知識(shí)產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢(shì)，并且就沖激脈沖型UWB技術(shù)本身而言，具有數(shù)據(jù)傳輸率高，定位精確等特點(diǎn)，能支撐更多的業(yè)務(wù)類型 。超寬帶的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要在IEEE802.15工作組進(jìn)行 。該標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，一個(gè)是極短程、極高數(shù)據(jù)率的802.15.3a協(xié)議，另一個(gè)是較長(zhǎng)距離、低數(shù)據(jù)率的802.15.4a協(xié)議 。
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