物联网领域四大无线技术 哪个更适合

物联网无线通信技术不止四种啊，有很多，主要分为两类：一类是Zigbee、WiFi、蓝牙、Z-wave等短距离通信技术；另一类是LPWAN（low-power Wide-Area Network，低功耗广域网），即广域网通信技术。
LPWA又可分为两类：一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术；另一类是工作于授权频谱下，3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术，比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。
1、WIFI，WIFI是目前应用最广泛的无线通信技术，传输距离在100-300M，速率可达300Mbps，功耗10-50mA。
2、Zigbee，传输距离50-300M，速率250kbps，功耗5mA，最大特点是可自组网，网络节点数最大可达65000个。
3、电力载波，传输距离可达500M，速率可达500Mbps，最大优点是可基于电力线传输，无需布线。
4、蓝牙，传输距离2-30M，速率1Mbps，功耗介于zigbee和WIFI之间。UWB(Ultra Wideband)，是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。
5、Z-wave:Z-Wave是由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格，Z-wave联盟(Z-wave Alliance)虽然没有ZigBee联盟强大，但是Z-wave联盟的成员均是已经在智能家居领域有现行产品的厂商，该联盟已经具有160多家国际知名公司，范围基本覆盖全球各个国家和地区。
6、RF：无线射频的20世纪90年代兴起的一种非接触式的自动识别技术。射频技术相对于传统的磁卡及IC卡技术具有非接触式、阅读速度快、无磨损等特点。无线射频技术在阅读器和设哦卡之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。与传统的条形码、磁卡及IC卡相比，射频卡具有防冲突功能，能同时处理多张卡片，基于以上特点，平常用的大多数刷卡门禁用的都是射频技术，另外无线射频也被一些厂家应用在智能家居中。
7，NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

摘　要：MANET因具有自组性、机动性及抗毁性而受到人们的高度关注。在阐述MANET的起源与发展及其工作原理的基础上，较全面详细地分析了MANET的关键技术；介绍了MANET在法军、美军通信中的应用。
关键词：MANET　关键技术　军事通信
中图分类号：TN911文献标识码：A　文章编号：1007-3973（2012）007-089-03
1 引言
MANET（Mobile Ad-hoc Network，MANET）起源于1971年美国夏威夷大学设计实现的第一个分组无线网络——ALOHA系统，在军事通信中具有广阔的应用前景。美国DARPA（Defense Advanced Research Project Agency）在1972年、1993年和1994年分别启动于分组无线网（PRNET,Packet Radio NETwork）、高残存性自适应网络SURAN和全球移动信息系统GloMo三个项目，取得丰硕的理论和应用成果，并一直持续深入研究PRNET技术。1991年成立的IEEE80211标准委员会使用术语“Ad Hoc网络”来描述这种特殊的自组织对等式多跳无线移动通信网络。1997年成立IETF MANET工作组，致力于MANET协议的标准化，加速推动了商用MANET的研发。
以局域网技术、数据分组交换技术为基础，MANET由一组带有无线收发装置的移动分组无线单元(Packet Radio Unit，PRU)组成，是一种多跳临时性移动通信网络。PRU由无线电台、天线和数字控制器组成。在MANET网络中传送的信息以分组为基本单元，每个分组包括包头和正文两部分。包头通常包括该分组在分组无线网中的源地址、目的地址和相关路由信息；正文部分则是需要传送的消息，正文部分可包含IP数据或其他数据。MANET不设中心站、采用分布式网络结构，每个节点均可作为源节点、目的节点或中继节点，且利用分组包头中的控制信息分包为每个分组选择传输合适的路由。
和依赖于固定基础设施的通信网络相比，MANET具有自身的特点和优点，近年来受到人们的广泛关注。
2 MANET的关键技术
不依赖于固定的基础设施、节点可能随时进入/离开网络、整个网络采用分布式结构运行，MANET有很多技术难点，其关键技术主要有：MAC协议、QoS保障、路由协议、功率控制、安全问题、网络互联和网络资源管理等。
21 MANET的MAC协议
链路层解决的主要问题包括介质接入控制以及数据的传送、同步、纠错和流量控制等，分为媒介访问控制层（MAC）和逻辑链路控制层（LLC）。MAC协议决定节点什么时候允许发送其分组，且通常控制对物理层的所有访问。
在MANET中存在隐藏终端和暴露终端问题，要在MAC层解决这两个固有问题，因而不能直接应用载波侦听多址访问（CSMA）协议（WLAN中使用最多的异步随机访问协议）。MANET的MAC协议有竞争协议、分配协议和混合协议三类。竞争协议使用直接竞争来决定信道访问权并通过随机重传来解决碰撞问题，在传输载荷轻的时候碰撞次数少、信道利用率高、分组传输时延小；但在传输载荷增大时，协议性能下降很快甚至致使网络崩溃。改进的竞争协议代表有：多址访问与碰撞回避（MACA）协议、信道获取多址访问（FAMA）协议、IEEE80211 MAC等。分配协议使用同步通信模式，时隙与节点的映射决定一个节点在其特定时隙内允许访问的信道。分配协议往往在中等到繁重传输载荷条件下运行良好，但信道时隙化导致在轻传输载荷条件下的时延相对于竞争协议是非常大的。分配协议有：五步预留协议（FPRP）、跳频预留多址访问协议（HRMA）等。混合协议能够保持所组合的各个协议的优点又能避免其缺陷，在传输载荷轻的时候表现为竞争协议的性能，而在传输载荷重的时候近似表现为分配协议的性能。典型的混合协议有：TDMA/CSMA混合协议、Meta-协议等。
22 路由协议
MANET设计中的一个关键问题是开发能够在两个节点之间提供高质量高效率通信的路由协议。Internet路由协议不能适应MANET网络节点的移动性和网络拓扑结构不断变化，专门的适用于MANET的路由协议应能够满足功能：能感知网络拓扑的变化、维护网络拓扑的连接、高度自适应的路由。IETF MANET已经完成的标准化路由协议主要有：主动式路由协议有最优化链路状态路由协议（OLSR）和基于反向路径转发的拓扑分发协议（TBRPF）；按需路由协议有按需距离矢量路由协议（AODV）和基于节点间相互关系的路由协议（ABR）；综合主动式路由思想和按需路由思想的路由协议称为混合型路由协议，有域路由协议（ZRP）和抢先式路由协议等。
分组无线网应用环境复杂多样，不同的应用环境追求不同的性能，这导致很难寻找MANET的最优路由协议。如：在军事应用中更关注系统的抗毁性、隐蔽性和保密性；而在无线会议系统中则更注重端到端的时延和吞吐量。不同类型的路由协议具有自身的优缺点，适应于不同的网络环境。不可能用一种路由算法作为标准的路由协议去比较好地解决所有MANET路由问题，路由算法的最优化石针对具体网络环境的工程化问题。混合型路由协议因其固有的灵活性，而具有很好的应用前景。
MANET的用户通常是具有协同工作关系的群体，而群组通信必须由多播路由协议提供通信支持。但有线网络环境中使用的多播路由协议(如：多播开放最短路径优先协议MOSPF等)在移动分组无线网中不再适用，因为动态的网络拓扑结构会导致分发树的破坏，而不得不因连接变化而调整。原达等提出了适用于移动分组无线网的多播路由协议。在移动分组无线网环境中，多播路由协议起着非常重要的作用。在协议中采用按需路由发现策略，动态建立路由信息及维持多播组成员关系。控制开销小、实现简单，能够适应较低带宽的大规模动态网络环境，具有稳定的分组转发成功率和良好的伸缩性，获得了较好的多播数据传输质量。

随着区块链技术的出现，尽管我们已经朝着这个未来主义的愿景迈近了很多步，但还远远无法达到理想的目标。以下简单地列出了一些关键的局限性：
1、缺少专门为物联网设备开发的主流区块链网络（注意：截至本文撰稿时间，还没有任何区块链系统称得上是「主流的」）；
2、设备制造商尚未将加密密钥嵌入到所有硬件中，也没有把与区块链的兼容性确立为一个通用标准；
3、用于保证隐私保护算法的软件加密方法效率极低且不切实际 [1]，而硬件解决方案则需要建立在对制造商和整个制造供应链完全信任的基础上。因此止数据盗版很难被防止；
4、人工智能还不够精密，无法在设备中实现这种高度自主的决策行为；
5、为了进一步消除链上交易风险，还需要确立相应的法律手段，但是只有有限的国家和地区 [2] 才承认链上智能合约具有和链下合约同等的法律约束力。
但即使存在这些局限性，区块链依旧具有提供广泛增值应用的潜力，能够解决物联网面临的许多技术。首先，让我们更深入地了解区块链技术当前的进展，以及我们可以做些什么来改善现有技术水平。
为物联网设备开发的区块链网络
考虑到区块链和物联网之间的所有协同作用，一个能够完美适配物联网需求的区块链网络会具备哪些特征？尽管许多区块链技术在本质上都是基础性的，并不会明显侧重于特定应用，但在公共分类帐层面，有许多设计和优化选择能够反映设计者在开发过程中考虑到的应用堆栈。
物联网设备的特征及其对区块链网络设计的影响
在谈及物联网，特别是将其与现有区块链网络上运行的节点做对比时，我们需要明确一点：目前所有的区块链网络，都依赖于功能强大且始终联网的服务器来执行所有记录保存和共识任务。当下显而易见的是，我们所认为的大多数「物联网」设备，或者更小的，有时是移动的联网设备，其受限且独有的特征并不适合上述情况。
「IoT」一词基本上被用于指代任何连入互联网的设备，我们可以对这些设备的特征做一些总结性的陈述：
大规模：[3] 据一些统计显示，物联网设备的数量已经超过了世界人口，并将继续以更快的速度增长；
有限的算力：[4] 即使是与普通笔记本电脑的处理能力相比，物联网设备的算力在量级上往往也排不上号；
有限的存储空间：大多数物联网设备的初衷并不是在本地存储信息，而是单纯的信息中继（例如上传到云端），因此其存储空间非常有限；
有限的带宽和网络连接性：许多物联网设备在没有可靠网络连接的野外环境运行，联网成本高昂（例如，树林深处的卫星网络）；
能耗限制：许多物联网设备使用电池或通过能量采集机制运行，这严重限制了其能耗。
那么想要设计最适合物联网设备的区块链网络，需要满足哪些关键指标？
1、网络需具备可扩展性：考虑到可能有数十亿个设备连接到任何特定的区块链网络，该网络必须能够扩展其处理交易和请求的能力。
2、网络需支持通用资产的发现和交易：物联网设备上有许多可交易的数字资产和资源（例如数据），其中不仅仅是货币。因此还需要发现这些资产的途径。
3、网络需支持选择性存储：考虑到物联网设备的所有局限性，它们将只能参与网络的一个小的子集，并且必须仔细甄选每个设备所存储和处理的内容。
4、网络不能仅仅依靠「工作」来维持安全性：网络安全不能单纯基于解决复杂的密码难题，这会使物联网设备难以执行区块链事务。
5、网络需支持去信任的轻节点：目前的物联网设备并不足以支持全节点的 *** 作，但仍需要保持其在区块链网络上的独立性，因此在物联网设备上运行的「轻」节点不能太过天真（即盲目地信任另一个全节点），并且应该具备某种方法能够验证网络状态和状态转换。
6、网络需支持点对点交易：IoT 设备之间的许多事务都是高度本地化的，即设备彼此相邻，不可能每次都去等待全网验证造成的延时。
综上，即便目前区块链与物联网的结合还存在许多局限性，在满足上述关键指标的基础上，就能够设计出最适合物联网设备的区块链网络，从更好地赋能物联网生态。

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