4g通信协议有哪几种(4G通信协议)

4g信道编码技术有Turbo码、级联码和LDPC等。4G技术的主要技术指标如下：数据速率从3G的2Mb/s提高到100Mb/s，移动速率从步行到车速，甚至更快。在覆盖范围、通信质量、系统造价上满足3G所不能达到的支持高速率数据和高分辨率多媒体的服务的需要。广带局域网应能与宽带综合业务数据和异步传输模式兼容。4G移动通信技术具有的优势有很多，主要体现在以下几方面，首先4G移动通信技术的数据传输速率较快，可以达到100Mbit/s，与3G通信技术相比，是其20倍。其次，4G通信技术具有较强的抗干扰能力，可以利用正交分频多任务技术，进行多种增值服务，防止信号对其造成的干扰。4G移动通信技术背景下的各种通信工具显然更灵活，通信方式种类更多，比如它就已经不再局限于传统语音通信模式，而是拥有全新的视频通信模式。为了体现通信方式的灵活性，这种高智能化的通信模式随时随地都可以展开，不受时间、空间等环境的限制。

本文主要是给大家梳理一下目前市面上常用的一些无线通讯协议标准，帮助大家了解一下不同的无线网络技术由来和各自特点。 首先说一下IEEE 802.15.4，IEEE 802.15.4是一种技术标准，目前常用的无线通讯协议大多数是在802.15.4标准规定的底层协议基础上，开发的上层协议而演变出来的，它规定了低速率无线个域网 （LR-WPAN）的 物理层 和 媒体访问控制 ，并由 IEEE 802.15 工作组维护，该工作组在2003年定义了该标准。它是 Zigbee 的基础，另外像诸如 ISA100.11a ， WirelessHART ，WIA-PA ，6LoWPAN 和 SNAP 规范，每个标准规范都是通过开发IEEE 802.15.4中未定义的上层进一步扩展了标准。类似于以上几种协议标准，Lora是基于IEEE802.15.4g标准进行了上层标准的扩展定义，而IEEE802.15.4g是在IEEE802.15.4基础上对物理层和MAC层做了调整。除此之外wifi是基于IEEE802.11b标准创建的一种无线局域网技术，通常使用2.4G UHF或者5G SHF ISM射频频段。IEEE 802.15.1是由 IEEE 制定的一种蓝牙无线通信规范标准，应用于无线个人区域网（WPAN）。可以说原版IEEE802.15.1来源于蓝牙规范并与蓝牙1.1完全兼容使用。接下来我们详细说一下目前在工业物联网和消费电子领域应用比较广泛的几种无线技术，有ZigBee、WirelessHart、WIA-PA、Lora、WiFi、蓝牙bluetooth、NB-IOT、BeeLPW-T。ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。在工业领域的典型应用是中国油气田生产物联网自动化采集控制设备规范中明确物理层、链路层、网络层采用ZigBee通讯协议，应用层通讯采用A11-GRM通讯协议。WirelessHART是第一个专门为过程工业而设计的开放的可互操作的无线通讯标准，满足了工业工厂对于可靠、强劲、安全的无线通讯方式的迫切需求。作为HART7技术规范的一部分，除了保持现有HART设备、命令和工具的能力，它增加了HART协议的无线能力。国际电工委员会于2010年4月批准发布了完全国际化的WirelessHART标准IEC 62591（Ed.1.0），是第一个过程自动化领域的无线 传感器 网络国际标准。该网络同样使用运行在2.4GHz频段上的无线电IEEE802.15.4标准，采用直接序列扩频（DSSS）、通信安全与可靠的信道跳频、时分多址同步、网络上设备间延控通信等技术，WirelessHART标准协议主要应用于工厂自动化领域和过程自动化领域，弥补了高可靠、低功耗及低成本的工业无线通信市场的空缺。典型应用以Emerson为例，从2010年就已经开始供应WirelessHART兼容产品，从压力、流量、液位、温度、振动、pH测量等各类仪表变送器到网关节点等，逐渐有了品类齐全的无线类工业仪表产品系列。WIA-PA标准是具有我国自主知识产权、符合我国工业应用国情的一种无线标准体系，2008年10月，该规范获得了国际电工委员会（IEC）全体成员国96%的投票，成为与Wireless HART被同时承认的两个国际标准化文件之一。WIA-PA同样基于IEEE802.15.4标准，通讯速率250kbps，频段2.4GHz，工业室内通讯距离200m，室外环境可达800m，数据可靠性大于99%，自适应跳频技术，避免干扰，冗余路由技术，自组织修复网络。同时支持HART命令，兼容WirelessHART标准。典型应用是中科院沈阳自动化研究所提供技术支持参与合作的在国内辽河油田、吉林油田、大庆油田、新疆油田等现场的远程油井监测控制系统。LoRa是semtech公司创建的低功耗局域网无线协议，基于IEEE 802.15.4g标准，它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。Lora的工作频率在ISM 频段，包括433、868、915 MHz。WiFi俗称无线宽带，又叫802.11b标准，工作在2.4GHz或者5GHz频段，最高传输速率能达到11Mbps，网络覆盖范围最高可达300m，适合办公室和楼内区域使用。由于WiFi技术在结构上与以太网完全一致，所以能够将WLAN集成到已有的宽带网络中，也能够将已有的宽带业务集成到WLAN中，这样，就可以利用已有的宽带有线接入资源，迅速地部署WLAN网络，形成无缝覆盖。蓝牙是一种短距离无线通信的技术规范，它最初的目标是取代现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线线缆连接。在制定蓝牙规范之初，就建立了统一全球的目标，向全球公开发布工作频段为全球统一开放的2.4GHz工业、科学和医学（ISM）频段。从目前的应用看，蓝牙体积小、功率低，其应用早已不局限于计算机外设，可以集成到任何数字设备中，尤其是对数据传输速率要求不高的移动设备。蓝牙有几大特点，一是全球范围适用，无需申请许可证，二是同时可传输语音和数据，三是可以建立临时性对等连接，四是具有很好的抗干扰能力。窄带物联网（NB-IOT）是国际移动通信标准化组织为了应对日渐强烈的物联网需求，制订的一个新的蜂窝物联网的标准（CIOT），这个新标准要实现超强覆盖、超低功耗、超低成本、超大连接。NB-IOT是一个空中接口标准，主要是用在终端与基站之间的约定，包括物理层和数据链路层的一些设计规定。NB-IoT构建于 蜂窝网络 ，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。BeeLPW-T是必创科技聚焦工业场景应用，基于IEEE802.15.4标准自主开发的一种无线通信协议，具有同步精度高、功耗低、网络自恢复等优点。大容量的同步网络节点数量和多跳能力，可为工业现场的网络覆盖及节点架设提供强大的网络协议支撑。该协议具有的天然物联网基因，能以更优的功耗将传感器的感知层数据传输至云端，较往代产品效率提高近四倍。1、更高速灵敏的反馈基于高精度的网络同步性能，所有设备可以工作在最优的功耗状态下，保持全网秒级的响应速度，可以满足绝大多数尤其是具有边缘计算能力低功耗设备的需求。2、更丰富的应用方式同步网络下的节点，真正实现协同工作，赋予数据在无线应用中时间的属性，无论星型，树状等网络模式，均可满足各种设备密度、覆盖距离的应用要求。3、更低的维护成本协议可以随意切换周期采样及大数据采集状态 ，针对不同工况及应用需要，兼容有线状态分析系统的采集需求；时间同步及低功耗设计，在确保网络运行精准的同时，降低了设备的无效工作时间，使得设备整体更加简练、高效。更低的功耗，可改善设备的维护周期，降低维护难度和平均维护成本，为客户提供一个安心可靠并几近无感的防护体验。最后附表总结一下几种典型无线技术标准的特点区别：NB-IOTLoRaZigbeeWIFIbluetoothBeeLPW-TWIAPA组网方式基于现有蜂窝组网基于LoRa网关基于Zigbee网关基于无线路由器基于蓝牙Mesh网关基于BeeLPW-T网关基于WIA-PA网关网络部署方式节点节点+网关受现场遮挡影响节点+网关节点+路由器节点-节点节点+中继+网关节点+中继+网关传输距离远距离，基站覆盖10公里以上远距离，可达十几公里短距离10-100m短距离50米10米不含中继200m不含中继200m单网接入节点容量约20万理论约6万，实际500-5000理论6万，一般200-500个约50个理论6万理论5000通道理论6万，一般200-500个电池续航理论10年/AA电池理论10年/AA电池理论约2年/AA电池数小时数天理论约2年/AA电池理论约2年/AA电池成本30-70元30-40元5-15元模块约7-8s小于10元频段License频段运营商频段unLicense频段Sub-GHZ（433/868/915MHz）unLicense频段2.4GHz2.4G和5G2.4GunLicense频段2.4GHzunLicense频段2.4GHz传输速度理论160kbps-250kbps实际小于100kbps0.3-50kbps理论250kbps，实际小于100kbps2.4G：1-11Mbps5G：1-500Mbps1M理论250kbps理论250kbps网络时延6-10sTBD＜1s＜1s＜1s＜1s＜1s适合领域户外户外，工厂工厂，室内办公室，工厂移动设备工厂，车间工厂，车间 联网所需时间3 30ms3s10s3s3s

4g信道编码技术有Turbo码、级联码和LDPC等。4G技术的主要技术指标如下：数据速率从3G的2Mb/s提高到100Mb/s，移动速率从步行到车速，甚至更快。在覆盖范围、通信质量、系统造价上满足3G所不能达到的支持高速率数据和高分辨率多媒体的服务的需要。广带局域网应能与宽带综合业务数据和异步传输模式兼容。4G移动通信技术具有的优势有很多，主要体现在以下几方面，首先4G移动通信技术的数据传输速率较快，可以达到100Mbit/s，与3G通信技术相比，是其20倍。其次，4G通信技术具有较强的抗干扰能力，可以利用正交分频多任务技术，进行多种增值服务，防止信号对其造成的干扰。4G移动通信技术背景下的各种通信工具显然更灵活，通信方式种类更多，比如它就已经不再局限于传统语音通信模式，而是拥有全新的视频通信模式。为了体现通信方式的灵活性，这种高智能化的通信模式随时随地都可以展开，不受时间、空间等环境的限制。

4G技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式，三者并不是并列关系，而是从属关系。也就是说，LTE分为FDD-LTE和TD-LTE两种制式，这两种制式是分别用于不同频谱的。LTE是基于OFDMA技术、由3GPP组织制定的全球通用标准，包括FDD和TD两种模式用于成对频谱和非成对频谱。扩展资料LTE的特点LTE系统网络架构更加扁平化简单化，减少了网络节点和系统复杂度，从而减小了系统时延，也降低了网络部署和维护成本。LTE系统支持与其他3GPP系统互操作。根据双工方式不同LTE系统分为FDD-LTE（Frequency Division Duplexing）和TDD-LTE(Time Division Duplexing)，二者技术的主要区别在于空口的物理层上（像帧结构、时分设计、同步等）。FDD系统空口上下行采用成对的频段接收和发送数据，而TDD系统上下行则使用相同的频段在不同的时隙上传输，较FDD双工方式，TDD有着较高的频谱利用率。
1、LTE是long term evolution的缩写，即长期演进计划，是3GPP组织推出的移动通信3G技术向4G过渡的中间标准，并不是真正意义上的4G通信。2、FDD是移动通信系统中使用的全双工通信技术的一种，与TDD相对应。FDD采用两个独立的信道分别进行向下传送和向上传送信息的技术。为了防止邻近的发射机和接收机之间产生相互干扰，在两个信道之间存在一个保护频段。3、TDD是移动通信系统中使用的全双工通信技术的一种，与FDD相对应，是在帧周期的下行线路操作中及时区分无线信道以及继续上行线路操作的一种技术。扩展资料：FDD和TDD主要区别就在于采用不同的双工方式，为频分双工(FDD) 和时分双工(TDD) 是两种不同的双工方式。 FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，用保护频段来分离接收和发送信道。FDD的缺点就是必须采用成对的频率，依靠频率来区分上下行链路，其单方向的资源在时间上是连续的。FDD虽然在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在支持非对称业务时，频谱利用率将大大降低。参考资料：4G百度百科
目前4G网络共有2种网络格式，分别是LTE-TDD和LTE-FDD。其中TD-LTE是我国自主研发的4G标准，是由TD-SCDMA（3G网络）发展而来的，而LTE FDD是现在国际上主流的，使用最广泛的4G网络。TD-LTE和FDD-LTE都是分时长期演进技术，但是TD-LTE是TDD版本的长期演进技术，被称为时分双工技术，而FDD-LTE也是长期演进技术，不同的是，FDD-LTE采用的是分频模式。类似网络课程中的时分复用技术和频分复用技术。在速度方面，TD-LTE的下行速率和上行速率分别为100Mbps和50Mbps，而FDD-LTE的下行速率和上行速率分别为150Mbps和40Mbps，在速度上两者相差不大。LTE是未来世界的主流4G网络技术，包括FDD和TDD模式，在中国，这两种模式称为FDD-LTE和TD-LTE。由于各种因素的影响，TD-LTE发展领先于TDD-LTE，FDD-LTE已成为当今世界上广泛使用的一种4G标准。扩展资料：LTE (Long Term Evolution，长期演进) 项目是3G的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。根据4G牌照发布的规定，国内三家运营商中国移动、中国电信和中国联通，都拿到了TD-LTE制式的4G牌照。主要特点是在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率，相对于3G网络大大的提高了小区的容量，同时将网络延迟大大降低：内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms。并且这一标准也是3GPP长期演进 (LTE) 项目，是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，其演进的历史如下：GSM-->GPRS-->EDGE-->WCDMA-->HSDPA/HSUPA-->HSDPA+/HSUPA+-->FDD-LTE长期演进GSM：9K -->GPRS:42K--> EDGE:172K -->WCDMA：364k -->HSDPA/HSUPA:14.4M -->HSDPA+/HSUPA+:42M -->FDD-LTE:300M由于WCDMA网络的升级版HSPA和HSPA+均能够演化到FDD-LTE这一状态，所以这一4G标准获得了最大的支持，也将是未来4G标准的主流。TD-LTE与TD-SCDMA实际上没有关系不能直接向TD-LTE演进。该网络提供媲美固定宽带的网速和移动网络的切换速度，网络浏览速度大大提升。参考资料：百度百科 4G
TD- LTE是我国自主研发的4G标准，是由TD-SCDMA（3G网络）发展而来。LTE FDD是现在国际上主流的，使用最广泛的4G网络。现在全球有超过200个LTE的商用网络，其中超过90%是FDD的。从技术上说，TD- LTE采用的是时分双工，而LTE FDD采用的是频分双工那什么是频分双工，什么又是时分双工呢？先来解释“双工”。移动通信系统的工作方式分为：单工、半双工和全双工单工就是信息只能向一个方向传播。例如寻呼机和收音机，只能接收信息，不能发出信息。半双工就是信息可以双向传播，但是上传信息的时候只能上传，下载的时候只能下载。例如对讲机，你说话的时候听不见别人别人说，听别人说的时候自己不能说。全双工就是信息可以同时双向传播。例如手机，可以边听边说。其中全双工又分为：时分双工TDD，与频分双工FDD。TD-LTE和FDD-LTE 是4G的两种国际标准，各有利弊。TD-LTE占用频段少，节省资源，带宽长，适合区域热点覆盖；FDD速度更快，覆盖更广，但占用资源多。适合广域覆盖。
你好，简单通俗地说就是LTE建网有两种不同的实现方式，一种叫FDD，一种叫TDD，严格来说二者是彼此不兼容的，但是由于现在设备商和芯片解决方案商有成熟的所谓融合组网方案和多模多频芯片，因此现在的运营商可以同时运营两张LTE网络，同时手机方面未来也会朝着FDD/TDD都支持的方向前进（当然，看起来是兼容了，但是从逻辑上来说应该叫多模或者是两张网络协同，而不叫兼容）。目前三大运营商都开始建设LTE-TDD网络，并且已经开始商用或者准备商用，未来一部手机如果同时支持LTE-FDD/TDD网络，并且符合相应的频段，且没有受到运营商限制的话，那么就可以任意使用任意运营商的LTE网络。 希望对你有所帮助~

4g蜂窝链路层使用的协议有局域网中的以太网协议和广域网中的PPP协议，HDLC协议。以太网协议是使用最广泛的局域网技术，PPP协议又称点对点协议为在点对点连接上传输多协议数据包提供了一个标准方法，HDLC协议是进行高级数据链路控制。4g蜂窝链路层的使用功能：1、帧同步功能使传输中发生差错后只将有错的有限数据进行重发，数据链路层将比特流组合成以帧为单位传送。每个帧除了要传送的数据外，还包括校验码，以使接收方能发现传输中的差错。2、差错控制功能一个实用的通信系统必须具备发现这种差错的能力，并采取某种措施纠正之，使差错被控制在所能允许的尽可能小的范围内，这就是差错控制过程，也是数据链路层的主要功能之一。3、流量控制功能流量控制并不是数据链路层所特有的功能，许多高层协议中也提供流时控功能，只不过流量控制的对象不同而已。4、链路管理功能链路管理功能主要用于面向连接的服务。当链路两端的节点要进行通信前，必须首 先确认对方已处于就绪状态，并交换一些必要的信息以对帧序号初始化，然后才能建立连接，在传输过程中则要能维持该连接。以上内容参考：百度百科-链路层