无线通讯技术

無線技術簡介序言我們目前正處於“過度連線”的情況中。電腦後面一大堆長長短短的線連接著大大小小的外設－－印表機、掃描器、Modem、音箱、遊戲桿等等，而我們還有更多的東西要隨時連上去，例如數碼相機要存照片，Mp3播放器要交換檔案，掌上電腦要進行文件同步，拔這條線插那條線，可不是件容易的事。利用射頻(RF)技術，能更自由更靈活的發送和接收資料。增強了行動彈性，並讓使用者決定工作方式及地點，減少人工仲介。無線技術使用一種介質：無線電頻率（射頻）。通過一種被稱作“調製”的過程，將資料疊加到無線電波上，而這個“載波”就取代了線纜作爲傳輸介質。公司無線產品應用之無線技術目前廠里生產的無線產品有:1.WirelessMouse2.WirelessKeyboard3.WirelessGameController4.WirelessLAN所應用的無線技術:RF27MHz;2.4GHz;Bluetooth2.4GHz正將導入.WLAN采用IEEE802.11b無線技術.(2.4GHz)無線技術1.Bluetooth2.IEEE802.11(802.11a/Wi-Fi5;802.11b/Wi-Fi;802.11g)3.HyperLAN24.HomeRF5.IrDA6.超寬帶7.GSM、GPRS、WAP、CDMA和2G、2.5G、3G什麽是藍牙?藍牙是一項適用於小範圍的無線通訊標準，它可以被應用於臺式電腦、筆記本電腦、個人數碼助理(PDAs)、手機、印表機、掃描器、數位相機、甚至一些家用電器産品之間的互相通訊。藍牙(晶片)的原理是將訊息和語音信號在ISM頻段上傳輸。每一種藍牙設備都帶有一個標準地址，可以支援點到點和一點到多點的低功耗通信(藍牙的基本組成是微微網Pico-net)，發射距離爲10米(增強功率情況下可以到100米)。藍牙通訊技術不僅可以高達到1MB/s的傳輸率，並且支援身份驗證和資料加密，其所採用的跳頻擴頻技術，每秒1600跳，有效降低了電磁波干擾和資料被截獲的可能性。藍牙通訊早在1997年，藍牙技術就在“愛立信”誕生，1998年5月,Ericsson、NOKIA、Toshiba、IBM和Intel聯合宣佈了這種無線通訊標準。但是一直是命運多厄，鬱鬱不得志。2002年隨著移動通信與互聯網技術的發展，“藍牙”終於柳暗花明，走出陰霾，在越來越多的領域投入應用Bluetooth藍牙藍牙，一個關於資料和語音無線通信的開放標準。它是低成本的，短距離無線連接方案，適用於靜止的和移動通信環境。藍牙技術適用於任何資料、圖像、聲音等短距離通信場合。目前所能看到的應用有：替換蜂窩電話和遠端網路之間的通信時所用的有線電纜；提供新的多功能耳機，從而在PC、蜂窩電話、隨身聽中共用；筆記本、PDA、蜂窩電話之間的名片資料交換。藍芽通訊協議是近年來相當受矚目的無線短程通訊技術之一。主要目標是要提供一個可在全球通行無礙的無線傳輸環境，除了取代有線（CableReplacement）外，也以能使不同的廠商所製造的設備具有互通性為目的。藍牙協議可以固化爲一個晶片，安置于各種各樣的智慧端中。藍芽的特色1.採用2.4GHz的公用頻段。2.採用跳頻式展頻技術（FHSS,FrequencyHoppingSpreadSpectrum）。3.低功率。4.採用GFSK（GaussianFrequencyShiftKey）調變。5.傳輸速率為1Mbps，實際資料有效速率最高可達721kbps。6.傳輸距離約為10米，若加大功率則可達到50至100米。7.語音傳輸則採用連續可變斜率調制（ContinuousVariableSlopeDelta-Modulation,CVSD）技術，傳輸頻寬為64kbps。8.網路傳輸通訊協議採用時分多路訪問（TDMA,TimeDivisionMultipleAccess）協議技術。9.可以結合藍芽微網成藍芽疊網，拓展傳輸範圍及速率。BLUETOOTH技術指標和系統參數工作頻段ISM頻段2.402~2.480GHz雙工方式全雙工,TDD時分雙工(TimeDivisionDuplex)業務類型支持電路交換和分組交換業務數據速度1Mbps非同步信道速率非對稱連接721Kbps/57.6Kbps,對稱連接432.6Kbps.同步信道速率64Kbps功率美國FCC要求0dBm(1mw),其它國家可擴展為100mw跳頻頻率數79個頻點/1MHz跳頻速率1600/秒工作模式PARK/HOLD/SNIFF/Active數據連接方式面向連接業務SCO,無連接業務ACL糾錯方式1/3FEC,2/3FEC,ARQ鑒權采用反應邏輯算術信道加密采用0位,40位,60位密鈅語音編碼方式連續可變斜率調制CVSD發射距離一般可達10CM-10M,增加功率情況下可達100M.注釋IEEE:InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,電子電气工程師協會FCC:FederalCommunicationsCommission，美國聯邦通信委員會SCO:SynchronousConnectionOriented，同步定向連接ACL:AsynchronousConnectionLess，異步無連接FEC:ForwardErrorCorrection,前向糾錯ARQ:AutomaticRequestforRepetition,自動重復請求CVSD:ContinuousVariableSlopeDelta-Modulation，連續可變斜率增量調制。IEEE802.11802.11是IEEE最初制定的一個無線局域網標準，主要用於解決辦公室局域網和校園網中用戶與用戶終端的無線接入，業務主要限於資料存取，速率最高只能達到2Mbps。由於它在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，因此，IEEE小組又相繼推出了802.11b和802.11a兩個新標準，前者已經成爲目前的主流標準，而後者也被很多廠商看好。802.11b採用2.4GHz直接序列擴頻，最大資料傳輸速率爲11Mb/s，使用範圍支援的範圍是在室外爲300米，在辦公環境中最長爲100米。已在辦公室、家庭、賓館、機場等衆多場合得到廣泛應用。802.11a標準是802.11b無線聯網標準的後續標準。它工作在5GHz頻帶，物理層速率可達54Mb/s，傳輸層可達25Mbps。可提供25Mbps的無線ATM介面和10Mbps的乙太網無線幀結構介面，以及TDD/TDMA的空中介面；支援語音、資料、圖像業務；一個磁區可接入多個用戶，每個用戶可帶多個用戶終端。擴頻技術兩種類型的傳輸方式：跳頻擴頻（FHSS,FrequencyHoppingSpreadSpectrum）和直接序列擴頻（DSSS,DirectSequenceSpreadSpectrum）。擴頻技術最初是由美國軍方開發出來。這兩種擴頻方式消耗的帶寬比標準窄帶傳輸方式要多，但可以形成更強的信號；與窄帶信號相比較，更容易被接收機發現。這些方法之所以運用於軍事主要是因爲它們很難被第三方截獲或干擾。採用FHSS，信號以只有發送方和接收方知道的預定速率從一個頻率跳到另一個頻率。採用DSSS時，發送每個信號短促脈衝串時都帶有一個冗餘的“修整代碼”，只有發送方和接收方才知道修整頻率。DSSS對於當今的無線應用很重要,它具有更多的特性和更高的吞吐量潛力。最近，高速無線標準802.11b的發展取得了重大進展，通過DSSS實現了完全類乙太網資料率的11Mbps。FHSS系統主要用於低功率、短距離的應用（如2.4GHz無繩電話），並不與DSSS産品互操作。表一IEEE802.11x與Bluetooth技術特性比較標準IEEE802.11xBluetooth頻段2.4GHz2.4GHz傳輸距離100~300米10~100米耗電量802.11b800mW802.11a2W100mW傳輸速率802.11b11Mbps802.11g22/54Mbps802.11a54Mbps1~10Mbps晶片價格802.11b25美元802.11a43美元10美元資料來源：工研院經資中心ITIS計劃(2002/06)表二IEEE802.11x與Bluetooth的產品應用時程標準年別IEEE802.11xBluetooth2000~2002年PCCard、FlashCard、中樞器與伺服器、PDA、印表機、Notebook、AccessPoint、WirelessRouter、GatewayPCCard、FlashCard、耳機、高階手機、中樞器與伺服器、PDA、印表機2002~2004年投影機、機械狗、數位相機、無線電視、智慧型螢幕(Mira)、TabletPC、STB、ResidentialGateway、ADSL、CableModem中階手機、桌上型PC、車用產品、工業用途2004~2006年IA產品、個人通訊產品低階手機、IA產品、STB資料來源：工研院經資中心ITIS計劃(2002/06)HyperLAN2HiperLAN/2是由HiperLAN/全球論壇(H2GF)開發的下一代無線LAN技術（WLAN）。H2GF是由BoschTelcom、Dell、Ericsson、Nokia、TeliaMobile和TexasInstruments等公司發起的，其宗旨就是要推動HiperLAN/2技術的標準化。HiperLAN/2最引人注目之處是它能夠在5GHz的頻段上運行,而傳統的無線LAN技術大多使用802.11標準的2.4GHz頻段。主要特點:高傳輸速率、面向連接、QoS支援、自動頻率分配、安全支援、移動性支援、網路和應用獨立、功耗低。應用領域:企業LAN、重要地點（如機場、賓館等）、訪問第三代蜂窩網路、家庭網路。傳輸方式HiperLAN/2使用正交頻分多工(OrthogonalFrequencyDigitalMultiplexing，OFDM)技術發射類比信號，OFDM在時間分散的環境(如辦公室中)是非常有效的，這些地方發射的無線信號可能會被許多點反射，使得它們在最終到達接收方以前會産生不同的傳播時間。OFDM被用於高度分散的通道時具有優異的性能。協議規定通道間距爲20MHz，這樣，每個通道不但可以具有高比特率，而且在分配的頻譜內可以提供的通道數量也比較合適(如歐洲爲19條通道)。每條通道使用52個子載波，其中48個子載波攜帶實際資料，其餘4個子載波攜帶導頻資訊。保護間隔的時長是800ns，這個時間足以使得延遲擴散高達250ns的通道具有良好的性能。在較小的室內環境中，可以選用更短的時長爲400ns的保護間隔。HomeRFHomeRF無線網路標準，HomeRF1.0（HomeRadioFrequency）由Proxim提出，並在初期得到了Intel和Motorola的支援，支援該項標準的無線網路設備價格低廉，並且集成了語音與資料傳輸技術。但是一代的傳輸速率只有1.6Mbps，傳輸距離和抗干擾能力也非常有限，在2000年8月推出了HomeRF2.0標準，將最大傳輸帶寬提升到10Mbps.HomeRF團隊已提案SWAP標準，企圖整合802.11最佳部分及歐洲數位增強無線電話語音標準，以創造出混合數據及語音之標準。而該團隊也考量到802.11對一般家庭用戶而言，費用太過高昂；因此透過減少複雜度及相關特性以降低無線電波需求，來符合消費者心中之目標價位。簡言之，HomeRF與其他無線標準最大之差別即在於其以PC為通訊中心。藍牙與其他無線傳輸技術的區別BluetoothIEEE802.11bIEEE802.11aHyperLAN2HomeRFSpeed1Mps11Mps54Mps54Mps1,2,10MbpsPhysicalLayerFHSSDSSSOFDMOFDMFHSSFrequencyBand2.4GHz2.4GHz5.0GHz5.0GHz2.4GHzUse個人區域網路辦公室,校園網,家庭網辦公室,校園網,家庭網路辦公室,校園網,家庭網路家庭