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短距離無線通信技術的發展特征與應用

來源:互聯網  2008-05-31 06:10:45  評論

短距離無線通信技術的範圍很廣,在一般意義上,只要通信收發雙方通過無線電波傳輸信息,並且傳輸距離限制在較短的範圍內,通常是幾十米以內,就可以稱爲短距離無線通信。

短距離無線通信技術的特征

低成本、低功耗和對等通信,是短距離無線通信技術的三個重要特征和優勢。

首先,低成本是短距離無線通信的客觀要求,因爲各種通信終端的産銷量都很大,要提供終端間的直通能力,沒有足夠低的成本是很難推廣的。

其次,低功耗是相對其它無線通信技術而言的一個特點,這與其通信距離短這個先天特點密切相關,由于傳播距離近,碰到障礙物的幾率也小,發射功率普遍都很低,通常在1毫瓦量級。

最後,對等通信是短距離無線通信的重要特征,有別于基于網絡基礎設施的無線通信技術。終端之間對等通信,無須網絡設備進行中轉,因此空中接口設計和高層協議都相對比較簡單,無線資源的治理通常采用競爭的方式如載波偵聽。

主流的短距離無線通信技術

目前幾種主流的短距離無線通信技術包括:高速WPAN技術;UWB高速無線通信技術,包括MB-OFDM、DS-UWB;WirelessUSB技術,WirelessUSB是一個全新無線傳輸標准,可提供簡單、可靠的低成本無線解決方案,幫助用戶實現無線功能。此外,還有低速WPAN技術和IEEE802.15.4\Zigbee,Zigbee是一種低速短距離無線通信技術。它的出發點是希望發展一種拓展性強、易建的低成本無線網絡,強調低耗電、雙向傳輸和感應功能等特色。ZigbeePHY和MAC層由IEEE802.15.4標准定義。IEEE802.15.4a是作爲IEEE802.15.4的一個補充,其物理層的標准可能采用低速UWB技術。藍牙底層PHY層和MAC層協議的標准版本爲IEEE802.15.1,大多數標准的制訂工作還是由藍牙小組SIG負責。RFID是一種非接觸的自動識別技術,其基本原理是利用射頻信號和空間耦合電感或電磁耦合傳輸特性實現對被識別物體的自動識別。RFID技術的發展得益于多項技術的綜合發展,包括芯片技術、天線技術、無線技術、電磁傳播技術、數據交換與編碼技術等。一套典型的RFID系統由電子標簽、讀寫器和信息處理系統組成。電子標簽與讀寫器配合完成對被識別對象的信息采集功能;信息處理系統則根據需求承擔相應的信息控制和處理工作。

短距離無線通信的應用發展情況

高速WPAN,目前主要應用于連接下一代便攜式消費電器和通信設備。它支持各種高速率的多媒體應用、高質量聲像配送、多兆字節音樂和圖像文檔傳送等。

低速WPAN,主要用于家庭、工廠與倉庫的自動化控制,安全監視、保健監視、環境監視,軍事行動、消防隊員操作指揮,貨單自動更新、庫存實時跟蹤以及遊戲和互動式玩具等方面的低速應用。

根據工作頻率的不同,RFID系統大體分爲中低頻段和高頻段兩類,典型的工作頻率爲135kHz以下、13.56MHz、433MHz、860MHz~960MHz、2.45GHz和5.8GHz等。不同頻率RFID系統的工作距離不同,應用的領域也有差異。低頻段的RFID技術主要應用于動物識別、工廠數據自動采集系統等領域;13.56MHz的RFID技術已相對成熟,並且大部分以IC卡的形式廣泛應用于智能交通、門禁、防僞等多個領域,工作距離小于1m.較高頻段的433MHzRFID技術則被美國國防部用于物流托盤追蹤治理;而在RFID技術中,當前研究和推廣的重點是高頻段的860MHz~960MHz的遠距離電子標簽,有效工作距離達到3~6m,適用于對物流、供給鏈的環節進行治理;2.45GHz和5.8GHzRFID技術以有源電子標簽的形式應用在集裝箱治理、公路收費等領域。

短距離無線通信技術的範圍很廣,在一般意義上,只要通信收發雙方通過無線電波傳輸信息,並且傳輸距離限制在較短的範圍內,通常是幾十米以內,就可以稱爲短距離無線通信。 短距離無線通信技術的特征 低成本、低功耗和對等通信,是短距離無線通信技術的三個重要特征和優勢。 首先,低成本是短距離無線通信的客觀要求,因爲各種通信終端的産銷量都很大,要提供終端間的直通能力,沒有足夠低的成本是很難推廣的。 其次,低功耗是相對其它無線通信技術而言的一個特點,這與其通信距離短這個先天特點密切相關,由于傳播距離近,碰到障礙物的幾率也小,發射功率普遍都很低,通常在1毫瓦量級。 最後,對等通信是短距離無線通信的重要特征,有別于基于網絡基礎設施的無線通信技術。終端之間對等通信,無須網絡設備進行中轉,因此空中接口設計和高層協議都相對比較簡單,無線資源的治理通常采用競爭的方式如載波偵聽。 主流的短距離無線通信技術 目前幾種主流的短距離無線通信技術包括:高速WPAN技術;UWB高速無線通信技術,包括MB-OFDM、DS-UWB;WirelessUSB技術,WirelessUSB是一個全新無線傳輸標准,可提供簡單、可靠的低成本無線解決方案,幫助用戶實現無線功能。此外,還有低速WPAN技術和IEEE802.15.4\Zigbee,Zigbee是一種低速短距離無線通信技術。它的出發點是希望發展一種拓展性強、易建的低成本無線網絡,強調低耗電、雙向傳輸和感應功能等特色。ZigbeePHY和MAC層由IEEE802.15.4標准定義。IEEE802.15.4a是作爲IEEE802.15.4的一個補充,其物理層的標准可能采用低速UWB技術。藍牙底層PHY層和MAC層協議的標准版本爲IEEE802.15.1,大多數標准的制訂工作還是由藍牙小組SIG負責。RFID是一種非接觸的自動識別技術,其基本原理是利用射頻信號和空間耦合電感或電磁耦合傳輸特性實現對被識別物體的自動識別。RFID技術的發展得益于多項技術的綜合發展,包括芯片技術、天線技術、無線技術、電磁傳播技術、數據交換與編碼技術等。一套典型的RFID系統由電子標簽、讀寫器和信息處理系統組成。電子標簽與讀寫器配合完成對被識別對象的信息采集功能;信息處理系統則根據需求承擔相應的信息控制和處理工作。 短距離無線通信的應用發展情況 高速WPAN,目前主要應用于連接下一代便攜式消費電器和通信設備。它支持各種高速率的多媒體應用、高質量聲像配送、多兆字節音樂和圖像文檔傳送等。 低速WPAN,主要用于家庭、工廠與倉庫的自動化控制,安全監視、保健監視、環境監視,軍事行動、消防隊員操作指揮,貨單自動更新、庫存實時跟蹤以及遊戲和互動式玩具等方面的低速應用。 根據工作頻率的不同,RFID系統大體分爲中低頻段和高頻段兩類,典型的工作頻率爲135kHz以下、13.56MHz、433MHz、860MHz~960MHz、2.45GHz和5.8GHz等。不同頻率RFID系統的工作距離不同,應用的領域也有差異。低頻段的RFID技術主要應用于動物識別、工廠數據自動采集系統等領域;13.56MHz的RFID技術已相對成熟,並且大部分以IC卡的形式廣泛應用于智能交通、門禁、防僞等多個領域,工作距離小于1m.較高頻段的433MHzRFID技術則被美國國防部用于物流托盤追蹤治理;而在RFID技術中,當前研究和推廣的重點是高頻段的860MHz~960MHz的遠距離電子標簽,有效工作距離達到3~6m,適用于對物流、供給鏈的環節進行治理;2.45GHz和5.8GHzRFID技術以有源電子標簽的形式應用在集裝箱治理、公路收費等領域。
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