短距離無線通信---讀書筆記

1、短距離無線通信技術(shù)綜述短距離無線通信技術(shù)綜述隨著網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對無線通信的需求越來越大，也出現(xiàn)了許多的無線通信協(xié)議。文章對目前使用較廣泛的藍(lán)牙、802.11(WiFi)和IrDA無線協(xié)議分別進(jìn)行了闡述，比較了他們技術(shù)上的異同點，討論了在選擇、使用這些技術(shù)時應(yīng)注意的問題，對較具發(fā)展?jié)摿Φ男聼o線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)UWB，ZigBee也進(jìn)行了闡述。對他們的未來應(yīng)用進(jìn)行了展望。隨著Inter的飛速發(fā)展，從WAN到MAN，再到LAN，PAN

2、，這些技術(shù)已逐漸成熟。目前，各類網(wǎng)絡(luò)中最具增長潛力的是無線網(wǎng)絡(luò)，許多機(jī)構(gòu)會選擇采用無線局域網(wǎng)（WLAN）來拓展他們的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，獲得在機(jī)構(gòu)區(qū)域內(nèi)部移動接入網(wǎng)絡(luò)的能力。怎樣不通過電纜，擺脫物理連接上的限制，使設(shè)備互聯(lián)起來呢？為了找到這個問題的答案，十多年來，人們不斷探索，形成了當(dāng)今令人眼花繚亂的無線通信協(xié)議和產(chǎn)品。其中，最流行的關(guān)于短距離無線數(shù)據(jù)通信的3個標(biāo)準(zhǔn)是藍(lán)牙(Bluetooth)802.11(WiFi)和IrDA。1藍(lán)牙11藍(lán)牙簡介

3、愛立信在1994年開始研究一種能使手機(jī)與其附件（如耳機(jī)）之間互相通信的無線模塊，4年后，愛立信、諾基亞、IBM等公司共同推出了藍(lán)牙技術(shù)，主要用于通信和信息設(shè)備的無線連接。藍(lán)牙工作頻率為24GHz，有效范圍大約在10m半徑內(nèi)。在此范圍內(nèi)，采用藍(lán)牙技術(shù)的多臺設(shè)備，如手機(jī)、微機(jī)、激光打印機(jī)等能夠無線互聯(lián)，以約1Mb／s的速率相互傳遞數(shù)據(jù)，并能方便地接入互聯(lián)網(wǎng)。隨著藍(lán)牙芯片價格和耗電量的不斷降低，藍(lán)牙已成為許多高端PDA和手機(jī)的必備功能。12藍(lán)

4、牙技術(shù)的應(yīng)用及市場展望作為一種電纜替代技術(shù)，藍(lán)牙具有低成本高速率的特點，他可把內(nèi)嵌有藍(lán)牙芯片的計算機(jī)、手機(jī)和多種便攜通信終端互聯(lián)起來，為其提供語音和數(shù)字接入服務(wù)，實現(xiàn)信息的自動交換和處理，并且藍(lán)牙的使用和維護(hù)成本據(jù)稱要低于其他任何一種無線技術(shù)。目前藍(lán)牙技術(shù)開發(fā)重點是多點連接，即一臺設(shè)備同時與多臺（最多7臺）其他設(shè)備互聯(lián)。今后，市場上不同廠商的藍(lán)牙產(chǎn)品將能夠相互聯(lián)通。藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用主要有以下3類：（1）語音／數(shù)據(jù)接入是指將一臺計算機(jī)通過安

5、全的無線鏈路連接到通信設(shè)備上，完成與廣域網(wǎng)的聯(lián)接。（2）外圍設(shè)備互連是指將各種設(shè)備通過藍(lán)牙鏈路連接到主機(jī)上。（3）個人局域網(wǎng)（PAN）如圖1所示，主要用于個人網(wǎng)絡(luò)與信息的共享與交換。藍(lán)牙產(chǎn)品涉及PC、筆記本電腦、移動電話等信息設(shè)備和A／V設(shè)備、汽車電子、家用電器和工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域。藍(lán)牙的支持者們預(yù)言說，一旦支持藍(lán)牙的芯片變得非常便宜，藍(lán)牙將置身于幾乎所有產(chǎn)品之中，從微波爐一直到衣服上的紐扣。藍(lán)牙在個人局域網(wǎng)中獲得了很大的成功，應(yīng)用包括無繩電

6、話，PDA與計算機(jī)的互聯(lián)，筆記本電腦與手機(jī)的互聯(lián)，以及無線RS232，RS485接口等。采用藍(lán)牙技術(shù)的設(shè)備使用方便，可自由移動。與無線局域網(wǎng)相比，藍(lán)牙無線系統(tǒng)更小、更輕薄，成本及功耗更低，信號的抗干擾能力強。IBM、索尼和東芝等公司已經(jīng)推出同時支持藍(lán)牙和80211b的筆記本電腦。微軟也表示，一旦支持藍(lán)牙的外圍設(shè)備開始問世，出現(xiàn)了足夠多的設(shè)備驅(qū)動程序，他將在WindowsXP中增加對藍(lán)牙的支持。韓國和臺灣的許多公司也利用其在手機(jī)、電腦開發(fā)

7、制造上的優(yōu)勢，積極介入藍(lán)牙技術(shù)的研發(fā)，并不斷有產(chǎn)品推出?？梢灶A(yù)料，藍(lán)牙技術(shù)將和PC、移動電話、數(shù)碼相機(jī)一樣迅速流行。速率又達(dá)到16Mb／s。IrDA是一種利用紅外線進(jìn)行點對點通信的技術(shù)，他也許是第一個實現(xiàn)無線個人局域網(wǎng)（PersonalAreawk，PAN）的技術(shù)。目前他的軟硬件技術(shù)都很成熟，在小型移動設(shè)備，如PDA、手機(jī)上廣泛使用。事實上，當(dāng)今每一個出廠的PDA及許多手機(jī)、筆記本電腦、打印機(jī)等產(chǎn)品都支持IrDA。IrDA的主要優(yōu)點是無

8、需申請頻率的使用權(quán)，因而紅外通信成本低廉。他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。由于數(shù)據(jù)傳輸率較高，適于傳輸大容量的文件和多媒體數(shù)據(jù)。此外，紅外線發(fā)射角度較小，傳輸上安全性高。IrDA的不足在于他是一種視距傳輸，2個相互通信的設(shè)備之間必須對準(zhǔn)，中間不能被其他物體阻隔，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(lán)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

9、。表1列出了以上3種短距離無線通信協(xié)議特性的比較。4UWB超寬帶技術(shù)UWB（UltraWideb）是另一個新發(fā)展起來的無線通信技術(shù)。UWB通過基帶脈沖作用于天線的方式發(fā)送數(shù)據(jù)。窄脈沖（小于1ns）產(chǎn)生極大帶寬的信號。脈沖采用脈位調(diào)制（PulsePositionModulation，PPM）或二進(jìn)制移相鍵控（BPSK）調(diào)制。UWB被允許在31～106GHz的波段內(nèi)工作。他主要應(yīng)用在小范圍、高分辨率、能夠穿透墻壁、地面和身體的雷達(dá)和圖像系統(tǒng)

10、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。軍事部門已對UWB進(jìn)行了多年研究，開發(fā)出了分辨率極高的雷達(dá)。直到2002年2月14日，美國FCC（聯(lián)邦通信委員會）才準(zhǔn)許該技術(shù)進(jìn)入民用領(lǐng)域。所以對于商業(yè)和消費領(lǐng)域，UWB還是新鮮事物。但據(jù)報道，一些公司已開發(fā)出UWB收發(fā)器，用于制造能夠看穿墻壁、地面的雷達(dá)和圖像裝置，這種裝置可以用來檢查道路、橋梁及其他混凝土和瀝青結(jié)構(gòu)建筑中的缺陷，可用于地下管線、

11、電纜和建筑結(jié)構(gòu)的定位。另外，在消防、救援、治安防范及醫(yī)療、醫(yī)學(xué)圖像處理中都大有用武之地。UWB的一個非常有前途的應(yīng)用是汽車防撞系統(tǒng)。戴姆勒克萊斯勒公司已經(jīng)試制出用于自動剎車系統(tǒng)的雷達(dá)。在不久的將來，這種防撞雷達(dá)將成為高級汽車的一個選件。UWB最具特色的應(yīng)用將是視頻消費娛樂方面的無線個人局域網(wǎng)（PANs）。考察現(xiàn)有的無線通信方式，80211b和藍(lán)牙的速率太慢，不適合傳輸視頻數(shù)據(jù)；54Mb／s速率的80211a標(biāo)準(zhǔn)可以處理視頻數(shù)據(jù)，但費用昂