淺談無線家庭網絡技術

張斯珩

摘 要：科技的進步與發展，使智能系統走進了家庭，計算機普及、電訊技術發展、智能設備進步都使家庭呈現了網絡集中的區域，現代化技術得到了人們日益關注。特別是對簡單、靈活與可靠的家庭網絡需求愈顯強烈，智能家庭網絡是在信息技術的發展和人類對居住環境的要求不斷提高的基礎上產生的。簡單地說，它就象是一個安裝在自己家里的局域網，利用這種功能，能夠有效地把家庭里各種計算、控制、管理和通信設施進行連接，形成一個相互聯系、協調行動的整體。文章主要就是對近年來發展迅速的無線網絡技術進行介紹，提煉出PC為中心的純數據網絡、控制器數據與語音家庭網絡等內容，目前應用較好的無線家庭網絡設計方案。

關鍵詞：無線家庭網絡；設計方案；研究

引言

當今信息化的一個重要方面就是因特網和移動通信的迅猛發展。大大的改變了人們的生活方式、工作方式以及思維方式，這種巨大變化的背后，也刺激人們對電腦以外的各種數據源和網絡服務的需求得到快速增長。智能家庭網絡應運而生，為千萬個家庭注入了新的生機和活力，推進了社會發展與進步，無線家庭技術不斷得到完善，無數創新型發現日趨對這個新的浪潮起到了推波助瀾的引導作用。

有了無線網絡，纏繞的纜線不見了，但網絡通信依然暢通。您可以決定從什么地方上網以及何時上網。而實現無線網絡的技術離不開采用射頻在配置了無線接入功能的設備之間建立通信。

1 基于無線的傳輸設備

當前，無線網絡技術標準工作組已經形成，主要內容包括IEEE802.11、HomeRF、藍牙和標準無線訪問協議SWAP。這些無線傳輸設備均能夠支撐家庭內部傳送多種信息的需要，滿足人們生活。無線RF傳輸快速、多樣、靈活的可移動性，是一種不需要有線連接就能設置成網絡功能的技術，這已經完完成全以網絡為中心的家庭全最權威與首選的家庭網絡拓撲結構。

2 RF傳輸網絡

多數的家庭網絡無線系統利用擴頻技術。擴展頻譜通信的理論基礎是著名的山農理論公式：C=Wlog2（1+S/N），對于給定的信道容量C，帶寬W和信噪比S/N存在著互換的關系。即在給定的信道容量不變的情況下，若減小帶寬則必須傳送較大的信號功率；若有較大的傳輸帶寬則用較小的信號功率來傳送，只有帶寬系統良好，才能具備多種抗干擾功能。當前使用最好、推廣最多的就是兩種，這兩種常用的擴頻無線電技術包括跳頻擴頻（FHSS）和直接序列擴頻（DSSS）無線電技術。這是兩種不能相互融合與替代的，因為這兩種無線電技術采用不同的頻帶和不同的系統，因此，在安裝前，一定要明確系統功能，因為系統的不一樣，就決定了用戶選定供應商，一但選定很難更換到另一家供應商的，所以，選擇系統是非常關鍵的一個環節。

2.1 跳頻擴頻技術FHSS

FHSS技術即跳頻系統的載頻受一偽隨機碼的控制而不斷地跳變。信源產生的信息用來調制頻率合成器的載頻，得到射頻信號。PN碼產生器會形成PN碼控制頻率，通過合成器使頻率輸出隨PN碼變化而出現不同，結果會生成一個載頻跳動、變化的射頻信號。直接序列擴頻技術是要將發送的信息用偽隨機碼擴展到一個很寬的頻帶上去，通過與接收端和發射端相同的偽隨機碼形成對接，把收到的信號及時處理，設置成需要的可發送信息。簡單來說，FHSS實際就是我們通常理解的窄帶載波，利用接收和傳送同時能夠識別的傳輸模式，使雙方設備保持同步，穩定的建立起一套系統邏輯通信信道。

2.2 直接序列擴頻技術DSSS

DSSS技術主要是能夠生成碎片或切分碼比特模式。具備可靠性的特征，主要體現就是切分碼程度或所傳送數據比特長度。自身有著糾錯能力，一般情況下，數據不需要直接發送，這是一種創新性的技術，性能大大提升，功能更加強勁。

3 以PC為中心的純數據網絡

一些軟件和硬件供應商，通過另一種途徑形成方案，大多數為無線局域網，這種家庭網絡解決方案主要就是通過家庭PC機完成的，PC是系統的中心控制設備，這樣的系統設置，只需要一臺PC就能夠完全實現網絡主控器功能，為家庭與Internet之間提供尋址和路由引導功能。

這種方法較為直接，人們在原來熟悉的PC領域，再加上最新技術，就能完全理解并實現新型家庭網絡技術結合系統，目前還要不斷完善階段，最終大規模應用將會形成新的消費市場挑戰。主要因素一是圍繞PC而建的家庭網絡就必須保持PC永遠開機，達到時時運行。有些安裝好的系統軟件，與其不能兼容，如果使用這種方式，就必須保證其他運行在PC上的軟件或硬件不能妨礙PC執行通信任務。消費者最希望的是網絡速度快，運行良好，也就是說，如果PC出現問題，可以重做系統，但通信網絡出現問題，則是人們無法接受的，選擇網絡系統對人們非常重要，也是關鍵的一步，這決定了人們的消費體驗。二是圍繞PC而建的家庭網絡只能處理家庭中與PC相關的文件、打印等，這些網絡共享不能很好的解決掉語音通信問題，而現代的控制與監控應用更是無法快速實現與完成。

4 控制器數據與語音家庭網絡

通過微處理器完成的數字交換技術，做為通信服務器，讓家庭中傳送語音數據流成為可能，尋址和路由功能的實現，使人們快速完成網絡應用。通過功能強大的板上RF收發器傳送家庭網絡傳輸要素。收發器是一種現代專利，主要技術構成是數字擴頻技術，毫中技術的較為成熟，目前可控范圍超過了家庭周圍幾百英尺距離。

控制器具有的高帶寬容量、用于語音和數據傳輸的強健的家庭網絡，系統能夠把家庭內外幾百英尺進行接入，實現互通功能。

5 幾種無線家庭網絡技術

現在，能全部提供家庭網絡的頻段有902-928MHz、2400-2483MHz、5-6GHz三個主要段，最常用的則是第二個2400-2483MHz這一頻段，這個頻段是人們接受的，其穩定性較好。無線傳輸方式可以選擇頻率跳躍和直接無線連接兩種。在2450MHz附近的頻率上，以頻率跳躍為例，能夠為人們提供1M左右的帶寬，通過每秒跳頻超過75次，為人們提供可靠的供應。無論是跳頻方式還是直接傳輸，都使得單個的用戶必須與許多人共用這一頻段，因而在技術規范上必須嚴格規范干擾。無線電頻段是需要審批流程的，但是網絡的頻段一直是開放的，人們可以無干擾的進行關注與連接。

IEEE802.11 工作組已經為發展無線局域網的可互操作協議工作了許多年。802.11重點支持較高的數據速率，只能是數據通信功能。

HomeRF無線標準主要適用各類家庭范圍，能夠保證計算機和其他設備間的無線通信，其開放性工業標準符合現行通信規范。HomeRF是 IEEE802.11與DECT相互融合的產物，通過密切的結合，達到降低語音數據成本的作用。

Bluetooth比較特殊，其表現主要就是陣營不同。廠商開發的是低成本、小范圍的系統，其功能主要是連接各類電子信息設備。藍牙技術就是其中的一款，跳頻快、較穩定、低功耗、低代價。

6 結束語

總的來講，IEEE802.11是一種選用于家庭、辦公的企業無線網絡，人們能夠連接多臺PC，還能保持文件和圖形的傳送，是一種應用于高端的WLAN技術。HomeRF標準可應用于家庭中的移動數據和語音設備與主機之間的通信，在傳送聲音、音樂以及影像數據方面有優勢。而藍牙技術能夠替代線纜，當前的市場上，各種技術同時存在，不久的將來，產品與市場會向融合的方向發展，形成完全兼容與統一的新形式，滿足人們生產與生活需求。

參考文獻

[1]李建寧.無線網絡控制系統的建模與控制[J].浙江大學，2013.

[2]陳浩.論無線上網技術在家庭無線網絡中的應用[J].現代商貿工業，2010（21）.

[3]無線網絡設計[M].機械工業出版社.