《電子技術(shù)應(yīng)用》
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各具所長!短距離無線通信技術(shù)全面解析
it168網(wǎng)站
張柏松
摘要: 隨著通信和信息技術(shù)的不斷發(fā)展,短距離無線通信技術(shù)的應(yīng)用步伐不斷加快,正日益走向成熟。一般意義上,只要通信收發(fā)雙方通過無線電波傳輸信息且傳輸距離限制在較短范圍(幾十米)以內(nèi),就可稱為短距離無線通信。目前我們所看到的短距離無線技術(shù)都有其立足的特點,或基于傳輸速度、距離、耗電量的特殊要求;或著眼于功能的擴充性;或符合某些單一應(yīng)用的特別要求;或建立競爭技術(shù)的差異化等,但是沒有一種技術(shù)可以完美到足以滿足所有的需求,下面就然我們回顧一下目前的短距離無線技術(shù)都有哪些:藍牙技術(shù)bluetooth技術(shù)是廣受業(yè)界關(guān)注的近距無線連接技術(shù)。它是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球
Abstract:
Key words :

        隨著通信和信息技術(shù)的不斷發(fā)展,短距離無線通信技術(shù)的應(yīng)用步伐不斷加快,正日益走向成熟。一般意義上,只要通信收發(fā)雙方通過無線電波傳輸信息且傳輸距離限制在較短范圍(幾十米)以內(nèi),就可稱為短距離無線通信。目前我們所看到的短距離無線技術(shù)都有其立足的特點,或基于傳輸速度、距離、耗電量的特殊要求;或著眼于功能的擴充性;或符合某些單一應(yīng)用的特別要求;或建立競爭技術(shù)的差異化等,但是沒有一種技術(shù)可以完美到足以滿足所有的需求,下面就然我們回顧一下目前的短距離無線技術(shù)都有哪些:


        藍牙技術(shù)
        bluetooth技術(shù)是廣受業(yè)界關(guān)注的近距無線連接技術(shù)。它是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范,它以低成本的短距離無線連接為基礎(chǔ),可為固定的或移動的終端設(shè)備提供廉價的接入服務(wù)。藍牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范,其實質(zhì)內(nèi)容是為固定設(shè)備或移動設(shè)備之間的通信環(huán)境建立通用的近距無線接口,將通信技術(shù)與計算機技術(shù)進一步結(jié)合起來,使各種設(shè)備在沒有電線或電纜相互連接的情況下,能在近距離范圍內(nèi)實現(xiàn)相互通信或操作。其傳輸頻段為全球公眾通用的2.4GHzISM頻段,提供1Mbps的傳輸速率和10m的傳輸距離。
        但藍牙技術(shù)遭遇了最大的障礙是過于昂貴。突出表現(xiàn)在芯片大小和價格難以下調(diào)、抗干擾能力不強、傳輸距離太短、信息安全問題等等。這就使得許多用戶不愿意花大價錢來購買這種無線設(shè)備。因此,業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,藍牙的市場前景取決于藍牙價格和基于藍牙的應(yīng)用是否能達到一定的規(guī)模。


        Wi-Fi技術(shù)
        Wi-Fi是以太網(wǎng)的一種無線擴展,理論上只要用戶位于一個接入點四周的一定區(qū)域內(nèi)。但實際上,如果有多個用戶同時通過一個點接入,帶寬被多個用戶分享,Wi-Fi的連接速度一般將只有幾百kb/s的信號不受墻壁阻隔,但在建筑物內(nèi)的有效傳輸距離小于戶外。
        WLAN未來最具潛力的應(yīng)用將主要在SOHO、家庭無線網(wǎng)絡(luò)以及不便安裝電纜的建筑物或場所。目前這一技術(shù)的用戶主要來自機場、酒店、商場等公共熱點場所。Wi-Fi技術(shù)可將Wi-Fi與基于XML或Java的Web服務(wù)融合起來,可以大幅度減少企業(yè)的成本。例如企業(yè)選擇在每一層樓或每一個部門配備802.11b的接入點,而不是采用電纜線把整幢建筑物連接起來。這樣一來,可以節(jié)省大量鋪設(shè)電纜所需花費的資金。


        IrDA技術(shù)
        IrDA是一種利用紅外線進行點對點通信的技術(shù),是第一個實現(xiàn)無線個人局域網(wǎng)(PAN)的技術(shù)。目前它的軟硬件技術(shù)都很成熟,在小型移動設(shè)備,如PDA、手機上廣泛使用。事實上,當(dāng)今每一個出廠的PDA及許多手機、筆記本電腦、打印機等產(chǎn)品都支持IrDA。         IrDA的主要優(yōu)點是無需申請頻率的使用權(quán),因而紅外通信成本低廉。并且還具有移動通信所需的體積小、功耗低、連接方便、簡單易用的特點。此外,紅外線發(fā)射角度較小,傳輸上安全性高。IrDA的不足在于它是一種視距傳輸,兩個相互通信的設(shè)備之間必須對準(zhǔn),中間不能被其它物體阻隔,因而該技術(shù)只能用于2臺(非多臺)設(shè)備之間的連接。而藍牙就沒有此限制,且不受墻壁的阻隔。IrDA目前的研究方向是如何解決視距傳輸問題及提高數(shù)據(jù)傳輸率。


        NFC技術(shù)
        NFC是由Philips、NOKIA和Sony主推的一種類似于RFID(非接觸式射頻識別)的短距離無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。和RFID不同,NFC采用了雙向的識別和連接。在20cm距離內(nèi)工作于13.56MHz頻率范圍。NFC最初僅僅是遙控識別和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合并,但現(xiàn)在已發(fā)展成無線連接技術(shù)。它能快速自動地建立無線網(wǎng)絡(luò),為蜂窩設(shè)備、藍牙設(shè)備、Wi-Fi設(shè)備提供一個“虛擬連接”,使電子設(shè)備可以在短距離范圍進行通訊。NFC的短距離交互大大簡化了整個認(rèn)證識別過程,使電子設(shè)備間互相訪問更直接、更安全和更清楚,不用再聽到各種電子雜音。
        NFC通過在單一設(shè)備上組合所有的身份識別應(yīng)用和服務(wù),幫助解決記憶多個密碼的麻煩,同時也保證了數(shù)據(jù)的安全保護。有了NFC,多個設(shè)備如數(shù)碼相機、PDA、機頂盒、電腦、手機等之間的無線互連,彼此交換數(shù)據(jù)或服務(wù)都將有可能實現(xiàn)。同樣,構(gòu)建Wi-Fi家族無線網(wǎng)絡(luò)需要多臺具有無線網(wǎng)卡的電腦、打印機和其它設(shè)備。除此之外,還得有一定技術(shù)的專業(yè)人員才能勝任這一工作。而NFC被置入接入點之后,只要將其中兩個靠近就可以實現(xiàn)交流,比配置Wi-Fi連結(jié)容易得多。


        ZigBee技術(shù)
        ZigBee主要應(yīng)用在短距離范圍之內(nèi)并且數(shù)據(jù)傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間。ZigBee名字來源于蜂群使用的賴以生存和發(fā)展的通信方式,蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈來分享新發(fā)現(xiàn)的食物源的位置、距離和方向等信息。
        ZigBee可以說是藍牙的同族兄弟,它使用2.4GHz波段,采用跳頻技術(shù)。與藍牙相比,ZigBee更簡單、速率更慢、功率及費用也更低。它的基本速率是250kb/s,當(dāng)降低到28kb/s時,傳輸范圍可擴大到134m,并獲得更高的可靠性。另外,它可與254個節(jié)點聯(lián)網(wǎng)??梢员人{牙更好地支持游戲、消費電子、儀器和家庭自動化應(yīng)用。人們期望能在工業(yè)監(jiān)控、傳感器網(wǎng)絡(luò)、家庭監(jiān)控、安全系統(tǒng)和玩具等領(lǐng)域拓展ZigBee的應(yīng)用。

        UWB技術(shù)
        超寬帶技術(shù)UWB是一種無線載波通信技術(shù),它不采用正弦載波,而是利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù),因此其所占的頻譜范圍很寬。UWB可在非常寬的帶寬上傳輸信號,美國FCC對UWB的規(guī)定為:在3.1~10.6GHz頻段中占用500MHz以上的帶寬。由于UWB可以利用低功耗、低復(fù)雜度發(fā)射/接收機實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸,在近年來得到了迅速發(fā)展。它在非常寬的頻譜范圍內(nèi)采用低功率脈沖傳送數(shù)據(jù)而不會對常規(guī)窄帶無線通信系統(tǒng)造成大的干擾,并可充分利用頻譜資源。基于UWB技術(shù)而構(gòu)建的高速率數(shù)據(jù)收發(fā)機有著廣泛的用途。
        UWB技術(shù)具有系統(tǒng)復(fù)雜度低,發(fā)射信號功率譜密度低,對信道衰落不敏感,低截獲能力,定位精度高等優(yōu)點,尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場所的高速無線接入,非常適于建立一個高效的無線局域網(wǎng)或無線個域網(wǎng)(WPAN)。UWB主要應(yīng)用在小范圍、高分辨率、能夠穿透墻壁、地面和身體的雷達和圖像系統(tǒng)中。除此之外,這種新技術(shù)適用于對速率要求非常高(大于100Mb/s)的LANs或PANs。
        具有一定相容性和高速、低成本、低功耗的優(yōu)點使得UWB較適合家庭無線消費市場的需求:UWB尤其適合近距離內(nèi)高速傳送大量多媒體數(shù)據(jù)以及可以穿透障礙物的突出優(yōu)點,讓很多商業(yè)公司將其看作是一種很有前途的無線通信技術(shù),應(yīng)用于諸如將視頻信號從機頂盒無線傳送到數(shù)字電視等家庭場合。當(dāng)然,UWB未來的前途還要取決于各種無線方案的技術(shù)發(fā)展、成本、用戶使用習(xí)慣和市場成熟度等多方面的因素。
       

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