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  無線通信是利用電磁波信號(hào)在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式。常見的無線通信(數(shù)據(jù))傳輸方式及技術(shù)分為兩種：“近距離無線通信技術(shù)”和“遠(yuǎn)距離無線傳輸技術(shù)”。

  1、近距離無線通信技術(shù)

  短(近)距離無線通信技術(shù)是指通信雙方通過無線電波傳輸數(shù)據(jù)，并且傳輸距離在較近的范圍內(nèi)，其應(yīng)用范圍非常廣泛。近年來，應(yīng)用較為廣泛及具有較好發(fā)展前景的短距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)有：Zig-Bee、藍(lán)牙(Bluetooth)、無線寬帶(Wi-Fi)、超寬帶(UWB)和近場通信(NFC)。

  (1)、Zig-Bee

  Zig-Bee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)而建立的一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。Zig-Bee來源于蜜蜂群的通信方式，由于蜜蜂(Bee)是靠飛翔和‘嗡嗡’(Zig)地抖動(dòng)翅膀的來與同伴確定食物源的方向、位置和距離等信息，從而構(gòu)成了蜂群的通信網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是距離近，其通常傳輸距離是10-100m;低功耗，在低耗電待機(jī)模式下，2節(jié)5號(hào)干電池可支持1個(gè)終端工作6-24個(gè)月，甚至更長;其成本，Zig-Bee免協(xié)議費(fèi)，芯片價(jià)格便宜;低速率，通Zig-Bee常工作在20-250kbps的較低速率;短時(shí)延，Zig-Bee的響應(yīng)速度較快等。主要適用于家庭和樓宇控制、工業(yè)現(xiàn)場自動(dòng)化控制、農(nóng)業(yè)信息收集與控制、公共場所信息檢測與控制、智能型標(biāo)簽等領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。

  (2)、藍(lán)牙(Bluetooth)

  能夠在10米的半徑范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無線數(shù)據(jù)和聲音傳輸，其數(shù)據(jù)傳輸帶寬可達(dá)1Mbps通訊介質(zhì)為頻率在2.402GHz到2.480GHz之間的電磁波。藍(lán)牙技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)中各類數(shù)據(jù)及語音設(shè)備，如PC、撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)、筆記本電腦、打印機(jī)、傳真機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話和高品質(zhì)耳機(jī)等，實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備之間隨時(shí)隨地進(jìn)行通信。

  藍(lán)牙技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無線辦公環(huán)境、汽車工業(yè)、信息家電、醫(yī)療設(shè)備以及學(xué)校教育和工廠自動(dòng)控制等領(lǐng)域，藍(lán)牙目前存在的主要問題是芯片大小和價(jià)格較高;抗干擾能力較弱。

  (3)、無線寬帶(Wi-Fi)

  它是一種基于802.11協(xié)議的無線局域網(wǎng)接入技術(shù)。(Wi-Fi)技術(shù)突出的優(yōu)勢在于它有較廣的局域網(wǎng)覆蓋范圍，其覆蓋半徑可達(dá)100米左右，相比于藍(lán)牙技術(shù)，(Wi-Fi)覆蓋范圍較廣;傳輸速度非常快，其傳輸速度可以達(dá)到11mbps(802.11b)或者54mbps(802.11.a)，適合高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù);無須布線，可以不受布線條件的限制，非常適合移動(dòng)辦公用戶的需要。在一些人員密集的地方，比如火車站、汽車站、商場、機(jī)場、圖書館、校園等地方設(shè)置‘熱點(diǎn)’，可以通過高速線路將因特網(wǎng)接入上述場所。用戶只需要將支持無線網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備該區(qū)域內(nèi)，即可高速接入因特網(wǎng);健康安全，具有WiFi功能的產(chǎn)品發(fā)射功率不超過100毫瓦，實(shí)際發(fā)射功率約60-70毫瓦，與手機(jī)、手持式對(duì)講機(jī)等通訊設(shè)備相比，WiFi產(chǎn)品的輻射更小。

  (4)、超寬帶(UWB)

  UWB是一種無載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，其傳輸距離通常在10M以內(nèi)，使用1GHz以上帶寬，通信速度可以達(dá)到幾百兆bit/s以上，UWB的工作頻段范圍從3.1GHz到10.6GHz，最小工作頻寬為500MHz。

  其主要特點(diǎn)是：傳輸速率高;發(fā)射功率低，功耗小;保密性強(qiáng);UWB通信采用調(diào)時(shí)序列，能夠抗多徑衰落;UWB所需要的射頻和微波器件很少，可以減小系統(tǒng)的復(fù)雜性。由于系UWB統(tǒng)占用的帶寬很高，UWB系統(tǒng)可能會(huì)干擾現(xiàn)有其他無線通信系統(tǒng)。UWB主要應(yīng)用在高分辨率"較小范圍"能夠穿透墻壁"地面等障礙物的雷達(dá)和圖像系統(tǒng)中。

  這種裝置可以用來檢查樓房、橋梁、道路等工程的混凝土和瀝青結(jié)構(gòu)中的缺陷，以及定位地下電纜及其它管線的故障位置，也可用于疾病診斷。另外，在救援、治安防范、消防及醫(yī)療、醫(yī)學(xué)圖像處理等領(lǐng)域都大有用途。

  (5)、NFC

  NFC是一種新的近距離無線通信技術(shù)，其工作頻率為13.56MHz，由13.56MHz的射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)發(fā)展而來，它與目前廣為流行的非接觸智能卡ISO14443所采用的頻率相同，這就為所有的消費(fèi)類電子產(chǎn)品提供了一種方便的通訊方式。NFC采用幅移鍵控(ASK)調(diào)制方式，其數(shù)據(jù)傳輸速率一般為106kbit/s和424kbit/s三種。NFC的主要優(yōu)勢是：距離近、帶寬高、能耗低，與非接觸智能卡技術(shù)兼容，其在門禁、公交、手機(jī)支付等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用價(jià)值。

  NFC的應(yīng)用情境基本可以分為以下五類：

  A接觸-通過，主要應(yīng)用在會(huì)議入場、交通關(guān)卡、門禁控制和賽事門票等方面;

  B接觸-確認(rèn)/支付，主要應(yīng)用在手機(jī)錢包、移動(dòng)和公交付費(fèi)等方面;

  C接觸-連接，這種應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)2個(gè)具有NFC功能的設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸;

  D接觸-瀏覽，用戶可以通過NFC手機(jī)了解和使用系統(tǒng)所能提供的功能和服務(wù);

  E下載-接觸，通過具有NFC功能的終端設(shè)備，使用GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)接收或下載相關(guān)信息，用于門禁或支付等功能。

  2、遠(yuǎn)距離無線傳輸技術(shù)

  遠(yuǎn)距離無線傳輸技術(shù)：目前偏遠(yuǎn)地區(qū)廣泛應(yīng)用的無線通訊技術(shù)主要有GPRS/CDMA、數(shù)傳電臺(tái)、擴(kuò)頻微波、無線網(wǎng)橋及衛(wèi)星通信、短波通信技術(shù)等。它主要使用在較為偏遠(yuǎn)或不宜鋪設(shè)線路的地區(qū)，如：煤礦、海上、有污染或環(huán)境較為惡劣地區(qū)等。

  (1)、GPRS/CDMA無線通信技術(shù)

  GPRS(通用無線分組業(yè)務(wù))是由中國移動(dòng)開發(fā)運(yùn)營的一種基于GSM通信系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，是介于第二代和第三代之間 的技術(shù)，通常稱為2.5G它是利用?包交換?概念發(fā)展的一種無線傳輸方式。包交換就將數(shù)據(jù)封裝成許多獨(dú)立的包，再將這些包一個(gè)一個(gè)傳送出去，形式上有點(diǎn)類似寄包裹，其優(yōu)勢在于有資料需要傳送時(shí)才會(huì)占用頻寬，而且是以資料量計(jì)價(jià)，有效的提高網(wǎng)絡(luò)的利用率。GPRS網(wǎng)絡(luò)同時(shí)支持電路型數(shù)據(jù)和分組交換數(shù)據(jù)，從而GPRS網(wǎng)絡(luò)能夠方便的和因特網(wǎng)互相連接，相比原來的GSM網(wǎng)絡(luò)的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式，GRRS的分組交換技術(shù)具有實(shí)時(shí)在線"按量計(jì)費(fèi)"高速傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。

  CDMA(是碼分多址的英文縮寫)由中國電信運(yùn)行的一種基于碼分技術(shù)和多址技術(shù)的新的無線通信系統(tǒng)，其原理基于擴(kuò)頻技術(shù)。

  (2)、數(shù)傳電臺(tái)通信

  數(shù)傳電臺(tái)是數(shù)字式無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)的簡稱。它是采用數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字調(diào)制解調(diào)、具有前向糾錯(cuò)、均衡軟判決等功能的一種無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。數(shù)傳電臺(tái)的工作頻率大多使用220--240MHz或400--470MHz頻段，具有數(shù)話兼容、數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性好、專用數(shù)據(jù)傳輸通道、一次投資、沒有運(yùn)行使用費(fèi)、適用于惡劣環(huán)境、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)傳電臺(tái)的有效覆蓋半徑約有幾十公里，可以覆蓋一個(gè)城市或一定的區(qū)域。數(shù)傳電臺(tái)通常提供標(biāo)準(zhǔn)的RS-232數(shù)據(jù)接口，可直接與計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器、RTU、PLC、數(shù)據(jù)終端、GPS接收機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等連接。已經(jīng)在各行業(yè)取得廣泛的應(yīng)用，在航空航天、鐵路、電力、石油、氣象、地震等各個(gè)行業(yè)均有應(yīng)用，在遙控、遙測、搖信、遙感等SCADA領(lǐng)域也取得了長足的進(jìn)步和發(fā)展。

  (3)、擴(kuò)頻微波通信

  擴(kuò)頻通信，即擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)是指其傳輸信息所用信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于信息本身帶寬的一種通信技術(shù)。最早始用于軍事通信。它傳輸?shù)幕驹硎菍⑺鶄鬏數(shù)男畔⒂脗坞S機(jī)碼序列(擴(kuò)頻碼)進(jìn)行調(diào)制，偽隨機(jī)碼的速率遠(yuǎn)大于傳送信息的速率，這時(shí)發(fā)送信號(hào)所占據(jù)帶寬遠(yuǎn)大于信息本身所需的帶寬實(shí)現(xiàn)了頻譜擴(kuò)展，同時(shí)發(fā)射到空間的無線電功率譜密度也有大幅度的降低。在接收端則采用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)并恢復(fù)信息數(shù)據(jù)!其主要特點(diǎn)是：抗噪聲能力極強(qiáng);抗干擾能力極強(qiáng);抗衰落能力強(qiáng);抗多徑干擾能力強(qiáng);易于多媒體通信組網(wǎng);具有良好的安全通信能力;不干擾同類的其他系統(tǒng)等，同時(shí)具有傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面廣等特點(diǎn)，特別適合野外聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

  (4)、無線網(wǎng)橋

  無線網(wǎng)橋是無線射頻技術(shù)和傳統(tǒng)的有線網(wǎng)橋技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。無線網(wǎng)橋是為使用無線(微波)進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)狞c(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)間互聯(lián)而設(shè)計(jì)。它是一種在鏈路層實(shí)現(xiàn)LAN互聯(lián)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，可用于固定數(shù)字設(shè)備與其他固定數(shù)字設(shè)備之間的遠(yuǎn)距離(可達(dá)50Km)、高速(可達(dá)百兆bps)無線組網(wǎng)。擴(kuò)頻微波和無線網(wǎng)橋技術(shù)都可以用來傳輸對(duì)帶寬要求相當(dāng)高的視頻監(jiān)控等大數(shù)據(jù)量信號(hào)傳輸業(yè)務(wù)。

  (5)、衛(wèi)星通信

  衛(wèi)星通信是指利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)在多個(gè)地面站之間進(jìn)行通信的一種技術(shù)，它是地面微波通信的繼承和發(fā)展。衛(wèi)星通信系統(tǒng)通常由二部分組成，分別是衛(wèi)星端、地面端。衛(wèi)星端在空中，主要用于將地面站發(fā)送的信號(hào)放大再轉(zhuǎn)發(fā)給其它地面站。地面站主要用于對(duì)衛(wèi)星的控制、跟蹤以及實(shí)現(xiàn)地面通信系統(tǒng)接入衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

  (6)、短波通信

  按照國際無線電咨詢委員會(huì)的劃分，短波是指波長100m——10m，頻率為3MHZ-30MHZ的電磁波。短波通信是指利用短波進(jìn)行的無線電通信，又稱高頻(HF)通信。短波通信可分為地波傳播和天波傳播。地波傳播的衰耗隨工作頻率的升高而遞增，在同樣的地面條件下，頻率越高，衰耗越大。利用地波只適用于近距離通信，其工作頻率一般選在5MHZ以下。地波傳播受天氣影響小，比較穩(wěn)定，信道參數(shù)基本不隨時(shí)間變化，故信道可視為恒參信道。天波傳播是無線電波經(jīng)電離層反射來進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的方式，傾斜投射的電磁波經(jīng)電離層反射后，可以傳到幾千千米外的地面。天波的傳播損耗比地波小得多，經(jīng)地面與電離層之間多次反射之后，可以達(dá)到極遠(yuǎn)的地方，因此，利用天波可以進(jìn)行環(huán)球通信。天波傳播因受電離層變化和多徑傳播的嚴(yán)重影響極不穩(wěn)定，其信道參數(shù)隨時(shí)間而急劇變化，因此稱為變參信道。短波通信的特點(diǎn)是：建設(shè)維護(hù)費(fèi)用低，周期短，設(shè)備簡單，電路調(diào)度容易，抗毀能力強(qiáng)，頻段窄，通信容量小，天波信道信號(hào)傳輸穩(wěn)定性差等。