淺析無線通訊技術中近距離通訊技術的發展

王占領

摘 要：無線通訊已經逐漸成為了現代通訊技術的主流，尤其是近距離通訊。文章主要對日常中所使用的幾種常見的無線通訊技術進行了簡要敘述，對其原理以及發展現狀進行了敘述，綜合性的對其進行了展望分析。

關鍵詞：無線通訊技術；近距離；發展

1 概述

現代通訊技術發展中，近距離無線通訊技術已經越來越成熟，而隨著技術發展的成熟度提高，無線通訊也變得越來越簡單、高速、可靠。各種通訊技術開始出現，并各自展現出其應有的作用。

1.1 UWB技術概述

UWB是目前無線通訊技術中所使用的一種先進的近距離通訊技術，以其高速率而聞名于世，是一種無載波的通訊技術，利用了非正弦波納秒窄脈沖進行數據的傳輸，繼而通過直接排序或者正交頻分調制將數據的脈沖信號擴展到相應的范圍，將極低功率信號在寬頻上進行傳播。經過驗證，UWB技術能夠在超低功率譜密度下進行超過480Mb/s的數據傳輸，且極其穩定可靠。同當下其他較為流行的無線通訊技術相比，該技術在傳輸數據的速率上擁有極大的優勢。據可靠數據報告顯示，UWB技術能夠可靠數據傳輸。與當前流行的近距離無線通信技術相比，UWB具有巨大的數據傳輸速率優勢，最大可以提供1000Mb/s的數據傳輸速率。UWB系統能夠在十米以內的范圍中傳輸大量的數據，因此在短距離無線數據通訊中更為實用。因此可以總結出，較之于窄帶技術，超寬帶技術擁有多重優勢。首先，數據傳輸的效率較高，并且多徑差異性較為豐富，功耗低，并能夠實現快捷多址。這些優勢便是UWB技術能夠在近距離無線通訊技術中得以發展的主要因素。

1.2 藍牙技術概述

藍牙是在上世紀末由多加電子公司共同推出的開放性無線通訊技術標準，其無線連接基礎便是近距離、低成本。藍牙技術主要采用了時分多址技術以及高速調頻技術，為移動設備同固定設備之間的連接建立了一個特別的環境。大多數的藍牙定制工作主要是由藍牙小組負責，藍牙的業務是不需要申請的2.4Hz的ISM波段，其對干擾的抗性主要通過采用1600跳點/秒額定速率高速跳頻來實現。藍牙通訊技術除了應用了跳頻外，還采用了時隙。并且藍牙應用更傾向于攜帶便捷，因此藍牙設備體積更小、功率較小，所以其有效通訊范圍僅為10m。

1.3 紅外技術概述

目前很多平臺以及眾多的硬件都會支持另一種無線通訊技術，即紅外技術。該技術通過紅外光脈沖以及數據電脈沖之間的轉換實現無線收發數據的目的，主要應用在線纜連接的取代上。紅外通訊技術標準的統一是在1993年，其數據傳輸采用的是短距離、點對點直線以及小角度的傳輸方式，保密性較強且速率較高。目前FIR應用較廣的為4M速率，VFIR速率則可以達到16M雖然已經發布，但尚未推廣使用。

1.4 ZigBee技術

ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數據傳輸以及典型的有周期性數據、間歇性數據和低反應時間數據傳輸的應用。通訊距離從標準的75m到幾百米、幾公里，并且支持無限擴展。

1.5 RFID技術

射頻識別即RFID（Radio Frequency Identification）技術，又稱無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。常用的有低頻（125k～134.2K）、高頻（13.56Mhz）、超高頻，微波等技術。RFID讀寫器也分移動式的和固定式的，目前RFID技術應用很廣，如：圖書館，門禁系統，食品安全溯源等。

2 多種無線通訊技術在競爭中互補相容得以發展

2.1 UWB技術

從技術層面上講，發展才是學術界以及產業界共同關注的問題，就目前的UWB技術，其體系還尚未得到完善，很多技術難題還尚未攻克，尚處在摸索階段。目前必須解決的問題是UWB技術如何能夠同其他通訊系統共存。由于UWB技術使用的頻譜很快，因此會同其他的技術頻譜有所交叉。這就帶來了外源干擾的問題，此外如何解決帶內干擾以及4G網絡的共存問題都是亟待解決的難題。其中針對UWB與4G的共存研究，DAA作為UWB的防干擾技術在日本和歐洲已經受到重視，為了保護未來4G移動通信系統，一些國家提出UWB必須使用DAA的限制方案。

2.2 藍牙技術

藍牙技術將會在Scatternet網絡通信、藍牙芯片的單芯片化設計、高速擴展、增加傳輸距離的“長藍牙”以及與無線局域網間的干擾等問題上做進一步研究。藍牙的發展在各種無線技術中一直令人矚目，普及速度令人吃驚。藍牙技術聯盟亞太區及日本市場總監何萬莊表示，手機顯然是帶動藍牙技術增長的最大“功臣”。手機市場增長依然強勁，增幅可達40%，這將持續帶動藍牙市場增長。并且，藍牙也將在游戲設備、相機、鼠標、鍵盤、電腦、PDA手持設備、打印機、汽車等領域上得到廣泛應用。

2.3 ZigBee技術

目前已經作為模塊解決方案用于大規模生產的ZigBee技術一向以低成本、低功耗和易部署的特點著稱。ZigBee側重應用于對能源管理具有較高要求的領域，例如傳感器應用和網絡控制領域。據預測，在數字家庭的應用方面，ZigBee將從現有的家電遙控、燈光控制、門禁領域進一步拓展到燈光控制、便攜設備領域等。隨著ZigBee模塊成本的下降，其產品在一兩年內會大范圍應用。不出幾年，一些手持式設備將會采用ZigBee芯片進行家電控制、小額付款等領域。

2.4 RFID技術

另外值得一提的是被列為21世紀最有前途的重要產業和應用技術之一的RFID技術。它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。近年來，它的應用范圍和深度都得到了迅速的發展，它作為接入層技術，結合互聯網或公共電信網，將能構造一個實現全球物品、人員信息實時共享的“物聯網”。未來幾年內RFID技術主要以供應鏈的應用為贏利的主體，從采購、倉儲、生產、包裝、卸載、流通加工、配送、銷售到服務，這些供應鏈上的每一環節加入RFID之后，就會變得更加順暢。

3 結束語

綜上可以看出，在目前短距離的無線通訊中，不同的技術具有不同的優勢。UWB以其傳輸速率之高見長，而藍牙則擁有QoS，在控制場合以及感測場合中ZigBee較為適用，而在電子商務、政務以及物流領域中RFID技術擁有更好的發展空間。而今后的社會需要的是綜合性的技術，所以上述各個技術之間的融合發展是必然的。例如，新一代的藍牙技術發布中，技術聯盟對外宣布會將超寬帶線技術融合到藍牙技術中，用以提高藍牙傳輸速度，并降低藍牙成本，擴展其應用范圍，從而突破市場瓶頸。此外，藍牙同UWB技術的結合，能夠使得藍牙實現全球產品的直接對接，無需再帶有后來者的身份標識。雖然該項技術目前尚未完善還正在開發，但其基本協議堆棧已經初步完成。這項技術實現了無線通訊技術之間的融合，為各個技術的互補促進提供了更好的發展前景，是一個技術新時代的開始。

參考文獻

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