近距离无线通信是要围绕个人环境，在不同设备之间建立无线连接，构建无线个域网（Wireless Personal Network，WPAN），使得个人工作更便捷、更有效。一般来讲，近距离无线通信技术可分为高速近距离无线通信技术和低速近距离无线通信技术。低速近距离无线通信的典型技术包括Zigbee、低速UWB等。将近距离无线通信技术构建的网络与电信网络相连接，可以利用电信网络对该近距离无线通信网络及其提供的业务进行监控、管理，以及完成业务的承载与合作实施。本文主要介绍低速近距离无线通信与电信网络相结合的业务和应场景。
1 业务种类
由于受到数据速率的限制，低速近距离无线通信不太可能支持高速率高质量的视频业务，其主要可支持的业务形式包括以下三种：音频、文本和数据。
（1） 音频
u 用于移动电话的无线耳机装置：装备无线通信模块的无线耳机和移动电话建立一个P2P连接，用于传输语音和低码率的音乐。
u 少量的音频信息发送：在公共信息服务系统中，通过低速近距离无线网络发送少量的音频信息，如紧急通知、报警信息。
u 少量的对讲业务：在门禁控制系统中，通过低速近距离无线网络传送少量的实时语音，类似对讲的功能。
（2） 文本
u 纯文本信息：未经编码压缩或者其他处理的纯文本信息（如ASCII码、GB汉字码等），通过低速近距离无线网络进行传输，通常是不太重要的信息，如天气状况、交通信息等。
（3） 数据
u 经处理后的数据信息：如文本、图片、语音片断等经过一定的压缩或者加密的数据包。
u 特定格式的控制命令：在无线监控应用中对特定设备的控制命令，比如设备开/关、参数调整等。
u 电子商务的交易信息：通过低速近距离无线网络实现的电子商务交易过程中的信息交互。
2 应用场景
低速近距离无线通信与电信网络相结合的应用场景主要包括信息服务、移动支付、远程监控（包含家庭自动化、建筑物和工业自动化等）、以及某些P2P应用等等。这些应用场景在网络结构上会有一定的不同，体现了近距离无线技术的复杂多样性。特别是低速WPAN具有很强的适应性，可以在很多场合下应用。
（1）信息服务应用场景
信息服务场景如图1所示，在该场景下，电信网络作为信息服务的骨干传输网络，远程服务器的业务平台可以通过电信网络发布特定的公共信息，比如天气、交通、市政等服务信息，客户端可以通过电信网络对业务平台进行操作管理及配置。
用户端为集成了低速近距离通信功能模块的终端设备，用户可以通过服务节点和网关设备获取业务平台的相关配置信息。信息服务平台负责发布下行信息，利用信息服务节点收集终端的特定信息，比如位置、速度、用户需求等，并实现某些上行的信息收集功能。
低速WPAN由一个网关设备和若干个信息服务节点组成基础设施，它作为信息服务的接入网络可以支持多种拓扑结构，如星形、树形、MESH等。终端用户设备支持有限的移动性。在该场景中网关设备通过电信运营商提供的接入服务连接到骨干网络，支持固定的接入模式和移动的接入模式。远程服务器除了提供业务平台外，通常还可以实现和具体的应用业务相关的认证、安全、计费等功能。
（2）移动支付应用场景
移动支付场景如图2所示。在此应用场景中，销售点（POS）和用户设备（UE）间利用低速WPAN技术提供的近距离无线连接进行商品交易的选择和确认。
如果销售点直接连接到电信网络，可以借助电信网络传递帐单及用户身份信息，用户身份信息由用户设备通过WPAN传送到销售点，这种方式参考图中WPAN1，销售点充当网关设备的角色。
如果将用户设备作为网关设备，销售点也可以通过WPAN方式将交易信息传到用户设备，再由用户设备通过移动网络完成交易，这种方式参考图中WPAN2。
用于移动支付场景的WPAN网络拓扑比较简单，一般是销售点和用户设备间的P2P连接，如果销售点同时向多个用户服务，则组成星形结构。
（3）远程监控应用场景
远程监控应用场景如图3所示，主要用于各种环境下的监视和控制（如家庭自动化、楼宇自动化、自动抄表、工业控制等）。在此应用中，远程控制中心通过电信网络对监控节点进行数据采集、命令控制及管理，这些监控节点通常是固定不变，可以通过星形、树形和MESH等灵活组网，并且终端成本极低，可以大规模布网。
（4） P2P应用场景
P2P应用场景如图4所示，包括移动电话的无线耳机、点对点的数据传输等业务，其特征在于业务由双方参与，无需第三者中转。电信网络在这种应用场景下提供认证安全的服务，并不参与实际的数据传递。
在终端设备建立P2P连接时，可以通过电信接入网络将通信请求发给认证管理服务器，该服务器通过设备标识认证确保该连接建立的合法性。这相比现有的设备间直接通过WPAN网络进行安全确认更为可靠，并且为用户管理多个属于自己的设备提供了方便。比如用户可以安全地把手机中的通话记录或者信息传到个人电脑中或者其他电子设备，只要这些设备都可以连接到电信网络的认证管理服务器进行安全认证。
3 网络架构
3.1网络参考模型
近距离无线通信与电信网络相结合的网络架构
该网络模型由两大部分组成：WPAN侧和电信网络侧。
WPAN侧的功能实体包括：WPAN网关、网络功能协调设备、终端设备、本地应用服务器。
u WPAN网关：负责接入到电信网络，主要完成协议转换、地址映射和数据转发等功能；
u 网络功能协调设备：负责WPAN的建立、配置和安全管理等功能；
u 终端设备：一般是用户直接使用的设备，它具有电信网络可识别的身份标识（如USIM）。
u 本地应用服务器：负责实施管理由WPAN网络本身提供的服务（如传感器应用等）。
电信网络侧的功能实体包括：AAA服务器、计费系统、HLR/HSS（归属位置寄存器/归属用户服务器）、应用服务器。
u AAA服务器：负责对WPAN终端设备进行认证、授权和计费；
u 计费系统：完成与近距离无线通信相结合的业务计费功能；
u HLR/HSS：保存用户身份信息以及认证、授权的相关信息；
u 应用服务器：负责配置、提供和管理与近距离无线通信网络相结合的业务。
3.2 网络接口与协议
低速WPAN与电信网络相结合的网络架构具有的接口有：
u 网络功能协调设备与WPAN网关间接口
网络功能协调设备与WPAN网关间可以通过近距离无线通信技术或有线方式连接，二者还有可能集成在同一个物理设备上。该接口符合IEEE802.15规定的物理层及MAC层规范。该接口支持EAP协议框架，当由电信网络管理WPAN时优选支持SNMP等应用协议，可选支持IP协议。
u WPAN网关与AAA服务器间接口
该接口用于AAA服务器对WPAN终端设备进行认证、授权及计费过程中协议报文的传递，需要支持相关的AAA协议（如Diameter或RADIUS）；该接口支持IP协议及电信网络采用的信令协议、安全协议等。
u WPAN网关与应用服务器间接口
该接口用于WPAN对应用服务器的服务请求及获取。该接口支持IP协议及采用的信令协议、安全协议等。
u AAA服务器与HLR/HSS间接口
该接口用于在认证和授权过程中传递相关信息，包括WPAN终端设备的身份信息、签约信息等，以及身份信息和签约信息的更新信息。该接口需要支持相关的AAA协议（如Diameter等）。
该接口还用于在计费过程中传递相关信息，包括用户帐户信息、签约信息等。
4 小结
随着通信技术的飞速发展，无线通信在人们的生活中扮演越来越重要的角色，将近距离无线通信技术与电信网络进行结合，将会开发出更多的业务和应用场景以满足用户不同的需求，为人们提供生活工作中更多的方便。
沪ICP备12002291号