淺談無線網絡通信技術與應用

1、    淺談無線網絡通信技術與應用    李家東馮麗【摘 要】隨著我國網絡技術的飛速發(fā)展，計算機及通信技術已經陸續(xù)走進人們的生活中并成為不可缺少的一部分。人們對無線通信的需求越來越大、要求越來越高。文中針對對應用廣泛的藍牙、zig bee等無線協議進行了闡述，并詳細介紹了各自的技術特點及其應用?！娟P鍵詞】無線通信；藍牙；zigbee0.引言隨著通信技術的飛速發(fā)展，無線通信技術已經是當前最熱門的技術之一。各種網絡終端的出現、工業(yè)控制的自動化和家庭的智能化等都迫切需要一種具備低成本、近距離、低功耗、組網能力強等優(yōu)點的無線互聯標準。一些大公司為開拓市場和應用領

2、域，也在積極研究和制定一些新的無線組網通信技術標準。當今最流行的當前流行的無線技術有bluetooth（藍牙）、cdma2000、gsm、infrared（ir）、ism、rfid、umts/3gppw/hsdpa、uwb、wimax wi-fi和zigbee等。1.bluetooth（藍牙）信息時代最大的特點便是更加方便快速的信息傳播，正是基于這一點技術人員也在努力開發(fā)更加出色的信息數據傳輸方式。藍牙，對于手機乃至整個it業(yè)而言已經不僅僅是一項簡單的技術，而是一種概念。藍牙技術是一種無線數據與語音通信的開放性全球規(guī)范，它以低成本的近距離無線連接為基礎，為固定與移動設備通信環(huán)境建立一個特別連接

3、。利用“藍牙”技術，能夠有效地簡化掌上電腦、筆記本電腦和移動電話手機等移動通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化以上這些設備與因特網internet之間的通信，從而使這些現代通信設備與因特網之間的數據傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路?！八{牙”技術屬于一種短距離、低成本的無線連接技術，是一種能夠實現語音和數據無線傳輸的開放性方案。藍牙技術產品是采用低能耗無線電通信技術來實現語音、數據和視頻傳輸的，其傳輸速率最高為每秒1mb/s，以時分方式進行全雙工通信，通信距離為10米左右，配置功率放大器可以使通信距離進一步增加。藍牙產品采用的是跳頻技術，能夠抗信號衰落；采用快跳頻和短分組技術，能夠有

4、效地減少同頻干擾，提高通信的安全性；采用前向糾錯編碼技術，以便在遠距離通信時減少隨機噪聲的干擾；采用2.4ghz的ism （即工業(yè)、科學、醫(yī)學）頻段，以省去申請專用許可證的麻煩；采用fm調制方式，使設備變得更為簡單可靠；“藍牙”技術產品一個跳頻頻率發(fā)送一個同步分組，每組一個分組占用一個時隙，也可以增至5個時隙；“藍牙”技術支持一個異步數據通道，或者3個并發(fā)的同步語音通道，或者一個同時傳送異步數據和同步語音的通道。“藍牙”的每一個話音通道支持64kbps的同步話音，異步通道支持的最大速率為721kbps、反向應答速率為57.6kbps的非對稱連接，或者432.6kbps的對稱連接。藍牙技術產品與

5、因特網internet之間的通信，使得家庭和辦公室的設備不需要電纜也能夠實現互通互聯，大大提高辦公和通信效率。在藍牙技術的使用過程中，人們發(fā)現藍牙技術盡管有許多優(yōu)點，但仍存在許多缺陷。對工業(yè)，家庭自動化控制和工業(yè)遙測遙控領域而言，藍牙技術顯得太復雜，功耗大，距離近，組網規(guī)模太小等，而工業(yè)自動化，對無線數據通信的需求越來越強烈，而且，對于工業(yè)現場，這種無線數據傳輸必須是高可靠的，并能抵抗工業(yè)現場的各種電磁干擾。因此，經過人們長期努力，zigbee協議在2003年正式問世。另外，zigbee使用了在它之前所研究過的面向家庭網絡的通信協議home rf lite。2.zigbee主要技術特點zigb

6、ee是ieee 802.15.4協議的代名詞。根據這個協議規(guī)定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網絡。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，zigbee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。zigbee是以一個個獨立的工作節(jié)點為依托，通過無線通信組成星狀、片狀或網狀網絡，因此、每個節(jié)點的功能并非都相同。為降低成本，系統中大部

7、分的節(jié)點為子節(jié)點，從組網通信上，它只是其功能的一個子集，稱為精簡功能設備；而另外還有一些節(jié)點，負責與所控制的子節(jié)點通信、匯集數據和發(fā)布控制，或起到通信路由的作用，稱之為全功能設備。3.其他幾種無線通信技術目前，市場上近距離無線通信技術主要有無線局域網wifi、uwb和一些專用標準（如ad-hoc網等）的產品。一些大公司為開拓市場和應用領域，也在積極研究和制定一些新的無線組網通信技術標準。wifi在intel的大力支持下，借迅馳處理器迅速占領市場；采用ieee802.11b標準，使用2.4ghz直接序列擴頻，最大數據傳輸速率為11mbps，并可根據信號強弱把傳輸率調整為5.5mbps、2mbps

8、和1mbps帶寬；采用最新的802.11g時，速率可達54mbps，是目前應用最廣的無線網絡傳輸協議。借助usb在pc上的廣泛應用，無線usb也受intel、hp、微軟等幾家pc領域大公司的力推，已于近期制定了無線usb規(guī)范。使用wimedia聯盟的mb-ofdm超寬帶mac和phy層，通信距離在310m，最高速率在480mbps，有望短期內在pc周邊設備的無線連接上得到大量應用。uwb是一種未來短距離寬帶無線傳輸技術。由于未采用通常無線收發(fā)中的載波調制技術，因此它不需要混頻、過濾和射頻/中頻轉換模塊，實現了低成本、低功耗和高帶寬性能。目前有兩大技術陣營競爭技術標準，預期的通信距離510m，速

9、率甚至可高達1gbps，非常適合于家用消費電子產品之間的大容量數據傳輸。wimax是一項基于ieee802.16標準的寬帶無線接入城域網技術（broadbandwirelessaccessmetropolitanareanetwork），），該標準僅僅制訂了物理層（phy）和媒質接入層（mac）的規(guī)范，是針對微波頻段提出的一種新的空中接口標準。 該技術以ieee802.16的系列寬頻無線標準為基礎。一如當年對提升802.11使用率有功的wi-fi聯盟，wimax也成立了論壇，將提高大眾對寬頻潛力的認識，并力促供應商解決設備兼容問題，借此加速wimax技術的使用率，讓wimax技術成為業(yè)界使用ieee802.16系列寬頻無線設備的標準。4.總結文中簡要敘述了幾種無線通信技術及應用，它們各有各的特點，對于一些企業(yè)來說，如果能繞過主要的無線通信運營商可以節(jié)約可觀的成本，隨著短距離無線通信技術的發(fā)展，用戶一定可以找到最合