對于無線通信模塊可能從字面上來理解大家就會認為是在網絡構架中的通信相關作用的模塊，但是本文介紹的無線通信模塊是在傳感器網絡中的，包括各個層面的應用和協議。

無線通信模塊應用于傳感器網絡的數據通信協議包括物理層、鏈路層、網絡層和應用層。鑒于傳感器網絡節點的資源和運算能力，一般不定義傳輸層。確實需要的話，可以在應用層中做適當的補充。目前各層次協議還沒有標準化。

事實上，傳感器網絡與應用的聯系非常緊密，不同的應用往往對通信指標有不同的要求，所以即使要對各個層次的協議進行標準化，也不太可能為所有的應用統一使用相同的協議。一種比較合適的做法是，針對各種應用定義一組可行的通信協議。

1．物理層協議物理層需要考慮編碼調制技術、通信速率和通信頻段等問題。

編碼調制技術影響占用頻率帶寬、通信速率、收發功率等一系列技術參數。比較常見的編碼調制技術包括開關鍵控、幅移鍵控、頻移鍵控、相移鍵控和各種擴頻技術，如跳頻、直接序列擴頻等。不同的無線應用技術往往會選擇幾種作為其基本文持的調制方法，在后面的技術介紹中會有簡單的例子。

一般傳感器網絡定義為低功耗、低數據量傳輸、長期工作的無線網絡，所以本身對于數據傳輸速率的要求并不高。不過提高速率可以減少數據收發的時間，對于節能有一定好處，只是需要同時考慮提高網絡速度對收發功率的影響。一般用單個字節的收發能耗來定義數據傳輸對能量的效率，單字節能耗越小越好。

無線通信特有的空間獨占性決定在實際應用中必須要符合一定的規范。各個國家對無線電子類產品都有指定部門進行監督和管理。任何無線電產品在應用之前都要經過管理機構審批。

無線頻譜是一種不可再生的資源。為了有效利用無線頻譜資源，各個國家和地區都對無線電設備使用的頻段、特定應用環境下的發射功率等作了嚴格的規定。所以在傳感器網絡使用頻段的選擇上，也需要慎重考慮。

2．4GH2頻段在大多數國家都無需申請許可證，應該是傳感器網絡優先選擇的傳輸頻段。另外，無線通信模塊消耗的能量在傳感器節點中占主要部分，所以考慮無線通信模塊的工作模式和收發能耗很關鍵。與手機、PDA等使用電池方式工作的設備一樣，無線傳感器節點的無線通信模塊必須是能量可控的，并且收發數據的功耗要非常低，對于支持低功耗待機監聽模式的技術要優先考慮。

2．鏈路層協議傳感器網絡的鏈路層和其他網絡的鏈路層一樣，需要提供流量可控、傳輸可靠的點到點通信服務。在某些特殊應用中往往還需要提供必要的安全機制，如秘密信息的加密傳輸和關鍵信息的認證機制。
與其他網絡不同，傳感器網絡本身對數據傳輸速率要求并不高，而對能否長期穩定工作要求很高。在這種情況下，節點在大部分的時間里是休眠的，所以要求鏈路層協議能夠解決通信同步問題，即通信節點雙方需要在通信時同時喚醒。另外，與無線集中交換式網絡不同，傳感器網絡是一個分布式網絡，所有節點在通信上地位都是對等的，也就是說沒有優先級可言。所以要讓整個網絡能夠工作在有效狀態，往往需要做到全網或者一定范圍內所有節點的同步，而不是通信雙方的簡單同步。

目前廣泛應用的無線通信技術非常多，GSM(G10balSystem for Mobile CommMnication)和CDMA(Code DMsion MultiPle Access)等技術更適合移動性很強的集中交換式的網絡(節點和基站之間只有一跳)。在傳感器網絡中，這些技術主要用于匯聚節點與Intemet之間的互通。

IEEE 802．門標準描述的無線局域網協議速率超過10Mbps，最大輸出功率為20dB，傳輸距離長和穿透力較強，而且有優先級發送機制。但其MAC協議復雜，運行功耗大，外圍電路復雜，不適合在傳感器網絡中使用。

1EEE 802．15系列標準由lEEE協會的無線個人區域網絡(W此1ess PersonalArea Net—work，WPAN)工作組主導制定。該系列標準主要應用于小范圍的無線網絡，例如應用在便攜和移動計算設備中。藍牙(1EEE 802．15．1)是為固定、便攜以及移動的設備在個人工作區范圍內或進入個人工作區建立無線連接而制定的標準，同時為各種業務類型，包括話音和數據，增加了QoS方面的支持；IEBE 802．15．2標準主要解決藍牙和wLAN共存的問題；802．15．3考慮高速的WPAN物理層和鏈路層，以支持多媒體方面的應用；802．15．4協議(即ZixBee協議)則是定義250kbps的低復雜度、超低功耗和超低價格的無線數據通信協議的物理層和MAC層，同時支持無線安全通信。藍牙協議的復雜度比zigBee協議大，芯片的價格也比較高。不過隨著各種應用的普及，支持藍牙技術的芯片的價格還有很大的下降空間。藍牙技術的傳輸速率能夠達到1Mbps，ZigBee技術目前支持的最高速率為250kbps。zigBee技術標準在設計過程中專門考慮了傳感器網絡的應用要求，在功耗方面、同步技術上以及安全問題方面都作了充分的考慮。另外，除了2．4GH2的載波頻段，zigBee還定義了700MHz和866MHz兩個頻段，同時支持多種數據通信速率的選擇。

zigBee很可能成為傳感器網絡使用的無線通信標準協議之一。超寬帶(UwB)技術最早研究短距離高速無線連接問題，旨在實現個人局域內的多媒體應用，距離在10m以內。802．15．3a工作組的任務就是設計基于UWB的高數據傳輸率的物理層協議。有兩個技術聯盟為高速UWB提供技術標準：MBOA(MultiBand oFDM A11iance)和wiMediaAlIiance。MBOA以Intel公司和德州儀器公司為代表，提出了基于正交頻分多路復用(0rthogonalFrequency—Division MMltiPlexing，oFDM)的無線技術方案；WiMedia A11iance以Freescale公司為代表，提出基于DS—CDMA的單頻帶技術方案。2003年7月，802．15．4a工作組成立，其主要工作是定義支持低速率的UwB系統的標準。這種標準主要針對速率在1kbPs—lMbps的應用系統，并且把更長的通信距離、低功耗、小于1m精度定位作為主要研究目標。2004年7月，工作組開始為這種技術征集技術基礎理論。2005年1月，在美國加州Monterey舉行的IEEE 802．15無線個人區域網絡(WPAN)中期會議中，共有26項提案被正式公開發表在802．15．4a wPAN(低速率)標準化會議上。工作組主席Pat Kinney建議眷進行融合(Merge)，3月份在美國亞特蘭大市召開802*15全體會議時，將26個提案融合成最多6個共同提案；然后進行淘汰投票。這種速率可調、有精確定位機制的為低功耗應用設計的通信協議，如果再加入必要的安全機制，一定會成為傳感器網絡最理想的通信協議之一。

如前所述，無線傳感器技術本身還是一個開放的研究領域，其無線網絡協議還沒有明確的標準，很多大學、研究機構還在不斷研究各種新的MAC協議。所以對于研究機構來說，無線通信模塊可以不包括任何MAC層協議，而只提供物理層的收發數傳功能的無線通信模塊。鏈路層和網絡層都使用白定義協議。為了研究各種網絡層協議的方便，在Mote系列節點的大部分版本中使用這樣的無線數傳模塊，如RFM公司的TRl000、ChiPcon公司的CCl000數傳模塊等。