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1、短距离无线通信技术 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望l随着因特网、多媒体和无线通信技术的发展，人们与信息网络已经密不可分。当今无线通信在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品尤其是便携产品的强烈追求，作为无线通信技术一个重要分支的短距离无线通信技术正逐渐引起越来越广泛的关注。l短距离无线通信：l泛指在较小的区域内（数十米）提供无线通信的技术。一般意义上，只要通信收发双方通过无线电波传输信息，并且传输距离限制在较短的
2、范围内，通常是几十米或者数百米以内，就可以称为短距离无线通信。l短距离无线通信系统主要工作在高频段，使用全向天线和线路板天线。一个典型的短距离无线通信系统基本包括一个无线发射器和一个无线接收器。l短距离无线通信自由地连接各种个人便携式电子设备、计算机外部设备和各种家用电气设备，实现信息共享和多业务的无线传输。应用场景众多，特别是频率资源稀缺情况。l短距离无线通信相对于长距离无线通信有很多的区别，主要如下特点：l（1）短距离通信l（2）低功耗l（3）低成本l（4）无中心，自组网，对等通信l（5）无需申请无线频道l近年来，由于数据通信需求的推动，加上半导体、计算机等相关电子技术领域的快速发展，短距
3、离无线通信技术的应用步伐不断加快，经历了一个快速发展的阶段，蓝牙技术、WIFI技术、IrDA技术、UWB技术、以及紫蜂(ZigBee)技术等取得了令人瞩目的成就。蓝牙蓝牙l在1998年，由爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司五家厂商提出。蓝牙是一种开放性的短距无线通信技术标准，它主要应用于移动设备间的小范围连接,可把内嵌有蓝牙芯片的计算机、手机和多种便携通信终端互联起来，为其提供语音和数字接入服务，实现信息的自动交换和处理。蓝牙蓝牙l蓝牙使用2.4G频段，采用快跳频技术进行通信，因而具有较高的抗干扰能力和安全性能。蓝牙技术可以支持数据和语音传输，最高速率为1Mbps，其作用范围视微波发射功
4、率而定：0dbm的功率的作用距离为10米，20dbm的功率作用距离为100米。l蓝牙具有低成本高速率的特点，并且蓝牙的使用和维护成本要低于其他任何一种无线技术。目前蓝牙技术开发重点是多点连接，即一台设备同时与多台（最多7台）其他设备互联。WIFIlWi-Fi，是由一个名为“无线以太网相容联盟”（WirelessEthernetCompatibilityAlliance,WECA）的组织所发布的业界术语，中文译为“无线相容认证”。它是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号，主要用于解决办公室无线局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入。WIFIlWIFI是由AP(A
5、ccessPoint)和无线网卡组成的无线网络，无线电波的覆盖范围广，半径可达100米，厂商进入该领域的门槛比较低，只要在机场、车站、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所，由于热点所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方，用户只要将支持WLAN的笔记本电脑或智能手机拿到该区域内，即可高速接入因特网。lWIFI传输质量有待改进，但传输速度非常快，其中IEEE802.11b最高为11Mbps（部分厂商在设备配套的情况下可以达到22Mbps），IEEE802.11a为54Mbps，IEEE802.11g也是54Mbps。IrDAlIrDA是红外线数
6、据协会IrDA(InfraredDataAssociation)提出的红外连接技术，是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0到1米之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳米左右的近红外线。IrDA已被全球范围内的众多厂商采用，目前主流的软硬件平台均提供对它的支持，它的软硬件技术都很成熟，在小型移动设备，如PDA、手机上广泛使用。IrDAlIrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，是第一个实现无线个人局域网(PAN)的技术，具有移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用的特点，传输距离距离短，速率较高，直线数据传输，适于传输大容量的文件和多媒体数据。此外，红外线发射角
7、度较小(30度锥角以内)，传输上安全性高。lIrDA的不足在于它是一种视距传输，中间不能被其他物体阻隔，该技术只能用于2台(非多台)设备之间的连接。UWBlUWB（UltraWideband）是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。UWB具有抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势，主要应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。UWBlUWB技术特点：l（1）高速的数据传输，空间容量
8、大，以非常宽的频率带宽来换取高速的数据传输，一般要求UWB信号的传输范围为10m以内，其传输速率可达500Mbit/s。l（2）UWB发射器直接用脉冲小型激励天线，系统结构的实现比较简单，工程造价便宜。l（3）UWB系统的可辐射功率非常有限，3.1GHz10.6GHz频段总辐射功率仅0.55mW，功率小，适合短距离传输。l（4）UWB信号采用持续时间极短的窄脉冲，其时间、空间分辨能力都很强，UWB信号的多径分辨率极高，且高精度的测距、定位能力。ZigbeelZigbee（紫蜂）是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议,是一种短距离、低功耗的双向无线通信技术。Zigbee技术主要用于
9、距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用，适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。ZigbeelZigbee技术特点：l（1）低功耗，发射功率仅为1mW，在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作624个月，甚至更长。l（2）时延短，响应速度快，但传输速率低，ZigBee工作在20250kbps的较低速率,分别提供250kbps(2.4GHz)、40kbps(915MHz)和20kbps(868MHz)的原始数据吞吐率。l（3）近距离，传输范围一般介于10100m之间。l（4
10、）网络容量大，采用星状、片状和网状网络结构最多一个主节点可管理254个子节点。l（5）成本低，安全可靠。RFIDl射频识别即RFID（RadioFrequencyIDentification）技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据的通信技术。lRFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。lAdhocl 无线自组织网络(Ad hoc Network)是由一组带有无线通信收发装置的移动终端节点组成的
11、一个多跳临时性无中心网络，可以在任何时刻、任何地点快速构建起一个移动通信网络，并且不需要现有信息基础网络设施的支持，网络中的每个终端可以自由移动，地位相等，而且具有分组转发能力。也称为多跳无线网(Multi-hop Wireless Network)。NFCl近场通信（NearFieldCommunication，NFC），又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输（在十厘米内）交换数据。这个技术由免接触式射频识别（RFID）演变而来，并向下兼容RFID，最早由Philips、Nokia和Sony主推，主要可能用于手机等手持设备中。l在当今短距离无线通信领域，没有真正的王者，只有适合的技术。