無線通信-無線接入技術（現代通信技術課件）

無線個域網WPAN

無線個域網WPANWPAN是一種與無線廣域網(WWAN)、無線城域網(WWAN)、無線局域網(WWAN)并列但覆蓋范圍相對較小的無線網絡。在網絡構成上，WPAN位于整個網絡鏈的末端，用于實現同一地點終端與終端間的連接，如連接手機和藍牙耳機等。WPAN所覆蓋的范圍一般在10m半徑以內，必須運行于許可的無線頻段。WPAN設備具有價格便宜、體積小、易操作和功耗低等優(yōu)點。WPAN（IEEE802.15）主要技術有：1.藍牙Bluetooth（IEEE802.15.1）2.超寬帶UWB（IEEE802.15.3a）3.Zigbee（基于IEEE802.15.4）

4.射頻識別技術RFID

無線個域網WPAN1.藍牙Bluetooth藍牙標準是在1998年由愛立信、諾基亞、IBM等公司共同推出的，即后來的IEEE802.15.1標準,可以提供1Mb/s的數據傳輸速率和10~100m的傳輸距離。2.超寬帶UWBUWB是一種無載波通信技術。它在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號，能在10m左右的范圍內實現每秒數百兆比特的數據傳輸率，具有抗干擾性能強、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能小、保密性好、發(fā)送功率小等諸多優(yōu)勢。早在1960年就開始開發(fā)，但僅限于軍事應用，美國FCC于2002年2月準許該技術進入民用領域。

無線個域網WPAN3.ZigbeeZigbee是基于IEEE802.15.4無線標準研制開發(fā)的關于組網、安全和應用軟件等方面的技術標準，由Zigbee聯(lián)盟與IEEE802.15.4工作組共同制定。Zigbee工作在2.4GHz頻段，共有27個無線信道，數據傳輸速率為20kb~250kb/s，傳輸距離為10~75m。4.RFIDRFID俗稱電子標簽是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID可被廣泛應用于物流業(yè)、交通運輸、醫(yī)藥、食品等各個領域。

無線個域網WPAN藍牙的傳說公元10世紀，北歐諸侯爭霸，丹麥國王HaroldBlatand挺身而出，在他的不懈努力下，血腥的戰(zhàn)爭被制止了，各方都坐到了談判桌前。通過溝通，諸侯們冰釋前嫌，成為朋友，現在的挪威，瑞典和丹麥實現了統(tǒng)一。由于丹麥國王酷愛吃藍梅，以至于牙齒都被染成了藍色，人稱藍牙國王。Blatand口齒伶俐,善于交際,就如同這項即將面世的技術，技術將被定義為允許不同工業(yè)領域之間的協(xié)調工作，保持著個各系統(tǒng)領域之間的良好交流，例如計算，手機和汽車行業(yè)之間的工作。藍牙標志的來歷1.藍牙技術藍牙（IEEE802.15.1標準）技術實質上是一種在便攜或固定電子設備上使用的替代電纜或連線的短距離（10－100米）無線連接技術。藍牙的特點：低功耗：<100mW短距離，無方向性，無空間阻礙物體積小，便于攜帶藍牙設備通過藍牙芯片進行無線連接，參數為：使用免申請的ISM（2.402～2.480GHz）頻段；采用高斯移頻鍵控GFSK調制采用跳頻技術：79頻點/Hz，1600次/s使用TDD方式通信距離10m左右數據速率為1Mbps支持語音傳輸最大輸出功率為100mW1.藍牙技術藍牙系統(tǒng)組成:（1）天線單元（2）鏈路控制(硬件)單元（3）鏈路管理(軟件)單元（4）應用軟件(協(xié)議棧)單元1.藍牙技術藍牙系統(tǒng)組成:（1）天線單元藍牙的天線體積十分小巧，重量輕，屬于微帶天線。（2）鏈路控制(硬件)單元目前藍牙產品的鏈路控制(硬件)單元包括3個集成芯片：連接控制器、基帶處理器以及射頻傳輸／接收器，此外還使用了3～5個單獨調諧元件。（3）鏈路管理(軟件)單元鏈路管理(LM)單元攜帶了鏈路的數據設置、鑒權、鏈路硬件配置和其他一些協(xié)議。（4）應用軟件(協(xié)議棧)單元1.藍牙技術1.藍牙技術2.RFID技術無線射頻識別技術（RadioFrequencyIdentification，RFID），簡稱射頻識別技術RFID技術是20世紀90年代興起的一項非接觸式自動識別技術。RFID利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID技術不受空間限制，可快速地進行物品追蹤和數據交換。RFID基本結構：RFID技術的優(yōu)點（1）數據存儲量大（2）讀寫速度快（3）數據安全性高（4）物理性能優(yōu)越（5）讀寫方便（6）防沖突（7）共享性2.RFID技術RFID的應用：車號自動識別高速公路自動收費系統(tǒng)電話卡、校園卡、公交卡等非接觸識別卡自動生產線動物跟蹤與管理貨物跟蹤與監(jiān)視無線局域網WLAN哪些場合需要無線網絡？體育場辦公樓專家樓公寓廣場會議廳圖書館實驗室什么是WLAN？無線局域網WLAN幾十～幾十公里組網方式對等網絡以AP為中心的基礎網絡結構筆記本電腦的普及仍然存在沒有布線的區(qū)域－－快速部署部分區(qū)域部署有線網絡成本較高可移動式的訪問將提高信息化水平無線局域網基礎知識什么是無線LAN？優(yōu)點：安裝快捷、使用靈活、經濟節(jié)約和易于擴展。無線局域網（WLAN）是指采用無線傳輸介質的局域網。微波、激光紅外線ISM頻段5.8M(2400-2483.5MHz)(5725-5850MHz)FreeLicense2.4GHz信道劃分工作頻段為：2400-2483.5MHz。工作頻率帶寬為83.5MHz，劃分為14個頻道(北美11個，歐洲、中國13個,日本14個)，每個頻道帶寬為22MHz，其中1、6、11這三個信道之間的干擾是最小的，我們稱之為“非重疊信道”。在多個頻道同時工作的情況下，為保證頻道之間不相互干擾，要求兩個頻道的中心頻率間隔不能低于25MHz。因而，在一個蜂窩區(qū)內直序擴頻技術最多可以提供3個不重疊的頻道同時工作，提供高達33Mbps的吞吐量。中國802.11a的工作頻段在5.8GHz(5.725GHz-5.850GHz)，其可用帶寬為125MHz，劃分為5個互不干擾的信道，每個信道帶寬為20MHz提供6/9/12/18/24/36/48/54Mbps數據傳輸速率;

采用OFDM調制方式;目前該頻段應用不多，干擾和信號爭用情況較少;憑借更高的速率和更好的通信質量，可能取代802.11b技術.美國(FCC):5.15GHz～5.35GHz;5.725GHz～5.825GHz歐洲(ETSI):5.47GHz～5.725GHz5.8GHz信道劃分IEEE802的標準體系IEEE802.15PANBluetoothIEEE802.11LANWi-FiIEEE802.16MANWiMAXWANIEEE802.20IEEE802.21WirelessLANWirelessMANPAN→LAN→MAN→WAN二、WLAN的標準體系802.11802.11b802.11a802.11g802.11n發(fā)布時間1997年1999年1999年2003年2009年工作頻段2.4GHz2.4GHz5.8GHz2.4GHz5.8GHz2.4GHz5.8GHz非重疊信道數332433最大數據率2Mbps11Mbps54Mbps54Mbps500Mbps

WLAN標準主要包括802.11b、802.11a、802.11g、802.11n等。目前，WLAN的推廣和認證工作主要由產業(yè)標準組織Wi-Fi（WirelessFidelity，無線保真）聯(lián)盟完成，所以WLAN技術常常被稱之為Wi-Fi。WirelessLAN（無線局域網）802.11b采用2.4GHz的頻段，可支持11Mbps的共享接入速率，覆蓋范圍100米；802.11a采用5.8GHz的頻段，其速率高達54Mbps，采用OFDM（正交頻分復用）技術，但無障礙的接入距離降到30~50米。802.11g其實是一種混合標準，既能適應802.11b標準，又符合802.11a標準，其速率高達54Mbps，它比802.11b速率快5倍，并和802.11b兼容。

802.11n標準的傳輸速率由54Mbit/s提高到108Mbit/s，甚至高達500Mbit/s以上的數據傳輸速率，采用智能天線、MIMOOFDM等技術。

802.11802.11b802.11a802.11g802.11n協(xié)議批準時間1997.71999.91999.92003.62009可用頻寬83.5MHz83.5MHz300MHz83.5MHz83.5MHz工作頻段2.4~2.4835GHz2.4~2.4835GHz5.8GHz2.4GHz和5.8GHz2.4GHz和5.8GHz非重疊信道數332433擴頻調制技術FHSSDSSSDSSSCCKOFDMQPSKOFDMQPSKMIMOOFDM最大傳輸速率2Mbps11Mbps54Mbps54Mbps300Mbps業(yè)務數據語音,數據,圖像語音,數據,圖像語音,數據,圖像語音,數據,圖像WirelessLAN（無線局域網）WI-FI技術優(yōu)勢WI-FI是由AP（AccessPoint）和無線網卡組成的無線局域網絡。組網簡單，可以不受布線條件的限制，因此非常適合移動辦公用戶的需要。應用靈活：能靈活勝任只有幾個用戶的小型網絡到上千用戶的大型網絡。豐富的終端支持，經濟節(jié)約，廠商進入該領域的門檻比較低。WI-FI組網的成本低廉。提供漫游服務：能提供有線網絡無法提供的漫游特性，方便用戶使用。三、無線局域網的組網設備無線局域網的組網設備有：網卡無線路由器無線接入點——無線交換機無線局域網的硬件設備無線網卡：無線網絡的接口，實現電腦與無線網絡的連接。種類有適用于筆記本PCMCIA接口、臺式PCI接口和USB無線網卡

無線訪問接入點（AP）：進行數據發(fā)送和接收的集中設備，相當于有線網絡中的集線器?？梢詳U展網絡覆蓋直徑通常，一個AP能夠在幾十至上百米的范圍內連接多個（80臺）無線用戶。

AP擁有一個或多個RJ-45接口，將分散各處的AP通過雙絞線連接，實現無線漫游。室外型AP（108Mbps）無線局域網的硬件設備--無線路由器：無線AP與寬帶路由器的結合體，可以實現無線網絡中Internet連接共享，擁有一個或多個RJ-45接口，實現無線和有線的連接。--無線天線（增益天線）：