在物联网产业发展的过程中，关于泛在无线网路技术的研究进展已经在业界引起了广泛的关注，所涉及的关键无线技术主要包括：末梢感知层的关键技术、网路融合层的关键技术、无线资源管理的关键技术以及对数据进行综合处理的信息处理等关键技术。

末梢感知层的关键技术主要涉及数据的感知、採集和传输技术，其中无线技术主要集中在数据传输部分。物联网的末梢网路主要是以无线感测器为代表的大规模自组织网路结构。感测器网路内部署了海量的多种类型感测器，每个感测器都是一个信息源，不同类别的感测器对不

同的环境和信息进行感知并捕获数据。感测器按一定周期採集不同类型的数据，所採集的信息内容和信息格式也不同。数据採集需要採用短距离低功率的无线通信技术，之后要将数据传输到控制中心或者处理平台，经过处理后，由套用平台控制实现不同的系统套用。因为本文主要探讨物联网与无线技术，因此，以下着重说明短距离无线通信技术和无线感测器网路。

鑒于物联网的无线连通方式有部署灵活、移动性、渗透性强等特点，近年来，世界众多站在技术前沿的国家和企业在制订标準、研究新技术和套用解决方案方面纷纷予以关注，以期掌握市场主动。国家近期也通过一系列措施支持和鼓励中短距离无线通信、与无线感测技术相关技术的研发和产业化。

短距离无线通信尤其适合物联网的感知延伸层的组网和套用，尤其以无线个域网(WPAN) 为主的无线通信网路为主要内容。目前，主流的微功率短距离的无线通信技术如WLAN、UWB、RFID、Bluetooth、Zigbee、60 GHz 毫米波的WPAN 等，其中大部分技术的工作频率都集中在了2.3～2.4 GHz 频段上。2.4 GHz 频段无线系统主要有Bluetooth、Wi-Fi、Wireless USB、Zigbee 以及无绳电话和微波炉等系统与设备。如此密集的系统分布，必然造成该频段的资源紧缺，频谱日益拥挤，电磁兼容问题日益凸现。

蓝牙(Bluetooth) 技术是一种适用于短距离无线数据与语音通信的开放性全球规範。目前，蓝牙技术已经经历了艰难的酝酿阶段，进入了全面起飞阶段。蓝牙越来越多地嵌入到中高档产品中，如PDA、行动电话、无绳电话、台式计算机、笔记本计算机、MP3 播放机、数字相机和携带型上网设备等，并从移动信息电器逐步拓展到汽车、工业控制、医疗设备等新的领域。

Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备( 如PDA、手机) 等终端以无线方式互相连线的技术。其技术标準採用IEEE 802.11b 标準。

Wi-Fi 可以帮助用户访问电子邮件、Web 和流式媒体。它为用户提供了无线的宽频网际网路访问。同时，它也是在家里、办公室或在旅途中上网的快速、便捷的途径。在物联网套用中，Wi-Fi 将作为无线和有线相连线、短距离与长距离通信相衔接的桥樑，发挥更大的作用。

Zigbee使用IEEE 802.15.4 标準作为媒体访问控制(MAC) 和物理(PHY) 层规範，并在此基础上定义了套用层(APL)、网路层以及用户套用框架。

Zigbee 之所以能在自动控制领域得到广泛套用，是由于它自身具备的多种优点，包括低功耗、低成本、低速率、近距离、短时延、高容量、高安全、免执照频段。

总之，除了底层的感测器技术、海量的IPv4/IPv6 地址资源、自动控制、智慧型嵌入等配套技术之外，实现真正的无所不在的、大规模的物与物联网，更为重要的是在传输层实现统一协作的通信协定基础，而这其中，各种无线电通信技术，将起到特别关键作用。

WPAN、WLAN、NGBWA 等无线通信技术，以及基于这些无线技术相结合的融合套用将是物联网产业链中，最为重要的组成部分。

无线感测器网路将以其网路规模大、自组织性强、网路拓扑动态变化强、以数据为中心等优势成为物联网不可或缺的主要部分。

ITU 架构中泛在感测器网路、基础骨干网路和泛在感测器接入网路是物联网网路架构中可能採用无线传输技术的部分，也是物联网频谱需求的主要来源。

感测器网路基础骨干网路以传统的公共移动通信网路和数字集群网路为代表，泛在感测器接入网路则以短距离无线传输技术为代表。

物联网在各个行业( 如智慧型家居、智慧型安全、动物溯源、智慧型医院、智慧型交通、智慧型物流等)领域套用中，末端设备和设施，包括具备“内在智慧型”的( 如感测器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智慧型设施、视频监控系统等) 和“外在使能”的( 如贴上RFID 的各种资产、携带无线终端的个人与车辆甚至“智慧型尘埃”等)物理界实体，都需要通过各种感测器设备、无线、有线的通信网路实现互联互通，以实现其“智慧型化物件或动物”

的特质，这其中无线感测器网路的套用需求最为强烈。

目前，我们在无线感测器网路方面研发的技术包括：

·无线感测网接入技术，内容包括基于无线感测器网路的多网路融合系统结构和多种无线感测器网路接入技术的比较。

·无线感测网路由技术，内容包括无线感测器网路路由协定设计。

·无线感测网拓扑控制技术，内容包括无线感测器网路功率控制技术和典型的拓扑控制方法。

·无线感测网中数据聚合与管理，内容包括无线感测网数据聚合技术，无线感测网数据管理技术以及无线感测网安全技术。

我们对物联网套用过程中对无线资源特别是无线频谱资源的需求做了分析。

在末梢网路中，以无线感测器网路的频谱需求为例，无线感测器网路所能提供的无线通信频宽是十分有限的，特别是在2.4 GHz 的通信频段上，聚集了蓝牙、Wi-Fi、ZigBee 等无线网路，使得该频段的信道变得十分拥挤。

从全局的观点考虑，根据ITU-RM.2078 等国际报告，4G 还需要352～1 152 MHz 的频率，这些频谱都是按照4G 的用户流量模型为人与人的通信而设计的，并不包括物联网的频谱需求，因此解决物联网的频谱需求的难度远远大于4G。

无线频谱资源紧张可能成为物联网套用的“瓶颈”问题。同时，我们发现，可以通过有效的资源管理机制实现频谱的合理和高效再利用，从而解决频谱资源紧张问题，使资源的供需达到平衡。

无线资源管理可以从国家政策和规划角度得到很好的再配置，我们也对该方面提出了相关的建议。例如对物联网频谱的合理规划与管理、物联网频率划分调整及频率保护政策、参照国际惯例对物联网频谱进行规划、建立物联网的流量模型及常见套用模型、为典型的物联网套用制订频谱标準、借鉴频谱拍卖机制适当实施频谱开放计画等等。

目前，我们主要从技术方面提出了适合于物联网无线资源管理的各种措施，包括：从空时频能复用角度，开发频谱池、频谱聚合、智慧型天线、软体无线电、多点协作等技术；在授权频段开发D2D 直通技术，在非授权频段，开发多种短距离通信技术共存技术等；从系统级角度开发频谱分析、频谱决策、频谱监视、频谱搬移和频谱共享等频谱管理技术；从频谱二次利用角度开发可见光通信、太赫兹通信、白色空间通信以及开发2.5 GHz、3.3～3.4 GHz、3.5 GHz、5 GHz、5.15～5.725 GHz 等新频段业务；此外，在无线资源管理方面，着重开发无线技术的电磁兼容和电磁干扰技术，为无线资源的有效复用、多种技术和系统的高效共存提供保障。

网路的异构性主要体现在以下几个方面：

·不同的无线频段特性导致的频谱资源使用的异构性。

·不同的组网接入技术所使用的空中接口设计及相关协定在实现方式上的差异性和不可兼容性。

·业务的多样化。

·终端的多样化。

不同运营商针对异构网路所实施的相应的运营管理策略不同。

以上几个方面交叉联繫，相互影响构成了无线网路的异构性。这种异构性对网路的稳定性、可靠性和高效性带来了挑战，同时给移动性管理、联合无线资源管理、服务质量保证等带来了很大的问题。

网路融合的主要策略可以理解为各种异构网路之间，在基础性网路构建的公共通信平台之上，实现共性的融合与个性的协同。

所谓“融合”是在技术创新和概念创新的基础上对不同系统间共性的整合，具体是指各种异构网路与作为公共通信平台的移动通信网或者下一代网路的融合，从而构成一张无所不在的大网。

所谓“协同”则是在技术创新和概念创新的基础上对不同系统间个性的整合，具体是指大网中的各个接入子网通过彼此之间的协同，实现共存、竞争与协作的关係以满足用于的业务和套用需求。

不同通信网路的融合是为了更好地服务于异构通信网路的协同。

协同技术是实现多网互通及无线服务的泛在化、高速化和便捷化的必然选择，也是未来的物联网频谱资源共享亟待解决的问题。

具体来说，异构网路融合的实现分为两个阶段：一是连通阶段，二是融合阶段。

连通阶段指各种网路如感测器网路、RFID 网路、区域网路、广域网等都能互联互通，感知信息和业务信息传送到网路另一端的套用伺服器进行处理以支持套用服务。

融合阶段是指在网路连通层面的网路平台上，分散式部署若干信息处理的功能单元，根据套用需求而在网路中对传递的信息进行收集、融合和处理，从而使基于感知的智慧型服务实现得更为精确。从该阶段开始，网路将从提供信息互动功能扩展到提供智慧型信息处理功能乃至支撑服务，并且传统的套用伺服器网路架构向可管、可控、可信的集中智慧参与的网路架构演进。因此，异构网路融合不是对现有网路的革命与颠覆，而是对现有网路分阶段的演进、有效地规划异构网路融合的研究与套用。

在物联网中，从末梢网路採集了大量的数据，这些数据需要进行处理才能实现各种不同的套用需求。于是，海量信息智慧型处理与云计算技术应运而生。根据泛在无线网路中数据信息的特点，可以採用诸如数据时间对準技术、集中式数据融合算法及分散式数据融合算法等技术进行数据融合，採用分类、估值、预言、相关性分组或关联规则、聚集、描述和可视化、複杂数据类型(Text、Web、图形图像、视频、音频等)挖掘等进行数据挖掘。

目前，我们针对海量信息处理和云计算方面，建立了相应的实验平台，涵盖网路信息处理等领域的套用，围绕机器翻译、语言信息处理、海量信息存储与搜寻、网路内容技术、语义计算、Web 挖掘与服务、云计算、网路通信及安全等若干领域的理论技术与套用开展研究。