各短距离无线通信技术 点击:122 | 回复:0



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发表于:2019-01-17 17:20:23
楼主

随着通信和信息技术的不断发展,短距离无线通信技术的应用也越来越迅速和成熟。一般来说,只要发送端和接收端通过无线电波发送信息,并且传输距离限制在相对较短的范围内(几十米),就可以称为短距离无线通信。经过十多年的不断探索,形成了令人眼花缭乱的无线通信协议和产品。

IrDA、Bluetooth和Wi-Fi已成历史?

IrDA(Infrared Data Association)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。其传输具备小角度(30度锥角以内),短距离,直线数据传输,保密性强,传输速率较高的特点,适于传输大容量的文件和多媒体数据。并且无需申请频率的使用权,成本低廉。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。

IrDA的不足在于它是一种视距传输,2个相互通信的设备之间必须对准,中间不能被其他物体阻隔,因而只适用于2台(非多台)设备之间的连接。

而诸如Bluetooth就不受此限制。1998年5月,东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚共同提出该技术标准。它能够在10米的半径范围内实现单点对多点的无线数据和声音传输,数据传输带宽可达1Mbps。Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段,使用跳频频谱扩展技术,通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。一台Bluetooth设备可同时与七台Bluetooth设备建立连接,在有效范围内可越过障碍物进行连接,没有特别的通信视角和方向要求。此外,Bluetooth还具备功耗低、通信安全性好、支持语音传输、组网简单等特点。

Bluetooth同时存在植入成本高、通信对象少、通信速率较低和技术不够成熟的问题,它的发展与普及尚需经过市场的磨炼,其自身的技术也有待于不断完善和提高。

Wi-Fi(Wireless Fidelity)即无线保真技术是另一种目前流行的技术。它使用的是2.4GHz附近的频段。

不仅传输的有效距离很长,而且速率还高达上百兆,与各种802.11DSSS设备兼容。目前最新的交换机能把Wi-Fi无线网络从接近100米的通信距离扩大到约6.5公里。另外,使用Wi-Fi的门槛较低。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”,并通过高速线路即可接入因特网。

后起之秀:RFID和UWB

随着科技飞速发展,最近,两种新兴的短距离无线传输技术凭借其独有的特点进入了我们的视线。

RFID(Radio Frequency Identification),即射频识别,俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签(Tag)、解读器(Reader)和天线(Antenna)三个基本要素组成。其基本工作原理并不复杂,标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(PassiveTag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(ActiveTag,有源标签或主动标签)。解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

RFID可被广泛应用于安全防伪、工商业自动化、财产保护、物流业、车辆跟踪、停车场和高速公路的不停车收费系统等。从行业上讲,RFID将渗透到包括汽车、医药、食品、交通运输、能源、军工、动物管理以及人事管理等各个领域。然而,由于成本、标准等问题的局限,RFID技术和应用环境还很不成熟。主要表现在:制造技术较为复杂,智能标签的生产成本相对过高;标准尚未统一,最大的市场尚无法启动;应用环境和解决方案还不够成熟,安全性将接受很大考验。

UWB(Ultra Wideband)即超宽带技术。UWB起源于20世纪50年代末,此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展,人们对高速无线通信提出了更高的要求,超宽带技术又被重新提出,并备受关注。

UWB可提供高速率的无线通信,保密性很强,发射功率谱密度非常低,被检测到的概率也很低,在军事通信上有很大的应用前景。此外UWB通信采用调时序列,能够抗多径衰落,因此特别适合高速移动环境下使用。更重要的是,UWB通信又被称为是无载波的基带通信,几乎是全数字通信系统,所需要的射频和微波器件很少,因此可以减小系统的复杂性,降低成本。

与当前流行的短距离无线通信技术相比,UWB具有巨大的数据传输速率优势,在无线通信方面的创新性和利益性已引起了全球业界的关注。可以说,低成本、低功耗、高速率、简单有效的UWB通信正是人类所期望的梦幻般的无线通信方式。

当然,UWB技术也存在自身的弱点。主要是占用的带宽过大,可能会干扰其他无线通信系统,因此其频率许可问题一直在争论之中。

通过对上述五种短程无线传输技术的分析,我们可以看出UWB与其他技术有很大的不同。它为无线局域网(LAN)和个人局域网(PAN)的接入带来了低功耗、高带宽和相对简单的解决方案,也解决了传统无线电技术多年来一直困扰的关键问题,如信道衰落、高速率时系统复杂性、高成本和高功耗。那么,我们能否得出结论,新兴的超宽带将成为短程无线通信技术之王?答案是否定的。

虽然UWB所需的带宽相当大,从500MHzGHz不等。但实际上,没有这样宽的空闲频带。无论采用何种方法,UWB和现有无线通信中使用的带宽都不可避免地会重叠。UWB将与现有的短程无线技术共存和发展。更多信息可查看云酷科技



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