當前短距離無線通信技術綜述

摘 要：隨著信息時代的到來，我們正處于一個新技術革命之中，而作為無線通信技術也越來越和我們的生活息息相關，本文主要是對BlueTooth，IrDA，Wi-Fi，5G Wi-Fi，ZigBee，UWB，NFC等各種短距離無線通信技術進行了綜述。

關鍵詞：藍牙；紅外通信；Wi-Fi

中圖分類號：TN92 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2015） 02-0000-01

隨著短距離無線通信技術的快速進步及更加強大的無線設備和應用軟件的帶動下，短距離無線通信變得越來越融入我們的生活。像藍牙、紅外通信、802.11、ZigBee、UWB、NFC這樣的短距離無線通信標準引發了企業、校園、工廠和家庭網絡服務的新應用，使得人們應用無線寬帶多媒體和數據通信成為一種趨勢。

一、幾種常用的無線通信技術介紹

（一）藍牙技術（BlueTooth）

藍牙，是一種支持設備短距離通信（一般10m內）的無線電技術。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等之間進行無線信息交換。利用藍牙技術，能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信，也能夠簡化設備與Internet之間的通信，從而數據傳輸變得更加迅速高效。其工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工業、科學、醫學）頻段。其數據速率為1Mbps。采用時分雙工傳輸方案實現全雙工傳輸。

藍牙1.0發布于1999年7月，2009年，藍牙技術聯盟（Bluetooth SIG）正式頒布藍牙3.0版。2009年12月發布藍牙4.0包括三個子規范，即傳統藍牙技術、高速藍牙和新的藍牙低功耗技術。

（二）Wi-Fi、5G Wi-Fi

Wi-Fi是Wi-Fi聯盟制造商的商標做為產品的品牌認證，是一個創建于IEEE 802.11標準的無線局域網絡設備。IEEE 802.11第一個版本發表于1997年，其中定義了介質訪問接入控制層和物理層。物理層定義了工作在2.4GHz的ISM頻段上的無線調頻方式和紅外傳輸方式，總數據傳輸速率設計為2Mbps。1999年通過的802.11a數據傳輸速率可達54Mbps，802.11b數據傳輸速率11Mbps，2003年通過的802.11g數據傳輸速率達54Mbps，2009年通過的802.11n數據傳輸速率達600Mbps（實際300Mbps）。

IEEE 802.11ac，俗稱5G Wi-Fi，是一個802.11無線局域網（WLAN）通信標準，它通過5GHz頻帶進行通信。理論上，它能夠提供最少1Gbps帶寬進行多站式無線局域網通信，或是最少500Mbps的單一連接傳輸帶寬。

（三）紅外通信技術（IrDA）

紅外通信技術利用紅外線來傳遞數據，是無線通訊技術的一種。紅外通信技術不需要實體連線，簡單易用且實現成本較低。由于紅外線的直射特性，紅外通訊技術不適合傳輸障礙較多的地方，這種場合下一般選用無線電通信技術或藍牙技術。紅外通信技術多數情況下傳輸距離短、傳輸速率不高。

為解決多種設備之間的互連互通問題，1993年成立了紅外數據協會（IrDA）以建立統一的紅外數據通信標準。國際紅外線協會1994年推出了1.0版紅外線資料交換標準，傳輸速度為115.2Kbps，目前的最大傳輸速度最大速率已達4Mbps以上。

（四）ZigBee

ZigBee是一組基于IEEE802.15.4無線標準研發的，有關組網、安全和應用軟件方面的技術標準。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的應用。它可工作在2.4GHz、868MHz和915MHz3個頻段上，分別具有最高250Kbps、20Kbps和40Kbps的傳輸速率，它的傳輸距離在10-75m的范圍內，但可以繼續增加。

它的特點主要有以下幾個：低功耗，ZigBee設備僅靠兩節5號電池就可以維持長達6個月到2年左右的使用時間；成本低，ZigBee協議是免專利費的；網絡容量大，一個星型結構的Zigbee網絡最多可以容納254個從設備和一個主設備；可靠性高，采取了碰撞避免策略，同時為需要固定帶寬的通信業務預留了專用時隙。安全性好，ZigBee提供了基于循環冗余校驗（CRC）的數據包完整性檢查功能，支持鑒權和認證。

（五）超寬帶技術（UWB）

超寬帶（?Ultra-wideband，簡稱UWB）是一種具備低耗電與高速傳輸的無線個人局域網絡通信技術，適合需要高質量服務的無線通信應用，可以用在無線個人局域網絡（WPAN）、家庭網絡連接和短距離雷達等領域。與常見的通信使用的連續載波方式不同，UWB采用極短的脈沖信號來傳送數據。這些脈沖所占用的帶寬甚至達到幾GHz，因此最大數據傳輸速率可以達到幾百Mbps。因為使用的是極短脈沖，在高速通信的同時，UWB設備的發射功率卻很小，僅僅只有目前的連續載波系統的幾百分之一。超寬帶的傳輸距離都是在十米之內，它的傳輸速率高達480Mbps，是藍牙的159倍，是Wi-Fi標準的18.5倍，非常適合多媒體信息的大量傳輸。

（六）近距離無線通信技術（NFC）

近場通信（Near Field Communication，NFC），又稱近距離無線通信，是一種短距離的高頻無線通信技術，允許電子設備之間進行非接觸式點對點數據傳輸，在十厘米內交換數據。這個技術由非接觸式射頻識別（RFID）演變而來，其基礎是RFID及互連技術。近場通信是一種短距高頻的無線電技術，在13.56MHz頻率運行于20厘米距離內。其傳輸速度有106Kbps、212Kbps或者424Kbps三種。它的目標并非是完全取代藍牙、Wi-Fi等其他無線技術，而是在不同的場合、不同的領域起到相互補充的作用。因為NFC的數據傳輸速率較低，僅為212Kbps，不適合諸如音視頻流等需要較高帶寬的應用。

二、結束語

隨著短距離無線通信技術的不斷進步，它已經影響到我們的學習、工作、生活和消費。當然，這些技術就單一應用來說還有很多不足，我們就要在不同的場合、不同的領域選擇合適的短距離無線通信技術來為我們提供更加高效的服務。

參考文獻：

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[作者簡介]周永勝（1979-），男，河南周口人，研究生，研究方向：電子通信；陳彥英（1981-），女，河南駐馬店人，講師，碩士研究生，研究方向：網絡技術。