分析局域无线通信协议WiFI-Bluetooth-ZigBee技术的优劣

分析局域无线通信协议WiFI,Bluetooth,ZigBee技术的优劣WIFI是目前应用最广泛的无线通信技术,传输距离在100-300M,速率可达300Mbps,功耗10-50mA,频段。

优点:

技术无线电波的覆盖范围广:WiFi的半径则可达100米,适合办公室及单位楼层内部使用。

技术速度快,可靠性高:802.1lb无线网络规范是IEEE802.1 l网络规范的变种,最高带宽为1Mbps,在信号较弱或有干扰的情况下,带宽可调整为

5.5Mbps、2Mbps和1Mbps,带宽的自动调整,有效地保障了网络的稳定性和可靠性。

技术无需布线:WiFi最主要的优势在于不需要布线,可以不受布线条件的限制,因此非常适合移动办公用户的需要,具有广阔市场前景。目前它已经从传统的医疗保健、库存控制和管理服务等特殊行业向更多行业拓展开去,甚至开始进入家庭以及教育机构等领域。

技术健康安全:IEEE802.1规定的发射功率不可超过100毫瓦,实际发射功率约6O~70毫瓦,手机的发射功率约200毫瓦至1瓦间,手持式对讲机高达5瓦,而且无线网络使用方式并非像手机直接接触人体,是绝对安全的。

缺点:

最大的缺点是安全性非常低,很容易泄露个人信息。稳定性比较差,用户体验度不是很好。

2.功耗大,大规模使用的情况下更明显。这导致其在智能家居里应用有限。

3.组网能力低,拓展空间有限。

蓝牙(Bluetooth? ):是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用—的ISM波段的UHF无线电波,点对点无线通讯,方圆10米范围内)。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制,当时是作为RS232数据线的替代方案。蓝牙可连接多个设备,克服了数据同步的难题。

蓝牙优点:

1.在智能设备的普及性高,应用广。

2.成本低廉,产量大。

3.使用方便,点对点。

缺点

蓝牙是一种还没有完全成熟的技术,尽管被描述得前景诱人,但还有待于实际使用的严格检验。蓝牙的通讯速率也不是很高,在当今这个数据爆炸的时代,可能也会对它的发展有所影响。

目前主流的软件和硬件平台均不提供对蓝牙的支持,这使得蓝牙的应用成本升高,普及难度增大。

ISM频段是一个开放频段,可能会受到诸如微波炉、无绳电话、科研仪器、工业或医疗设备的干扰。

Zigbee:主要由Honeywell公司组成的ZigBee Alliance制定,从1998年开始发展,于2001年向电机电子工程师学会(IEEE)提案纳入IEEE 标准规范之中,自此将ZigBee技术渐渐成为各业界共同通用的低速短距无线通讯技术之一。基于标准的低功耗局域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。

优点:

1.数据传输速率低:10Kb/s~250Kb/s,专注于低速率传输应用

2.覆盖范围较广:传输距离50-300M

3.功耗低:在低功耗待机模式下,两节普通 5号电池可使用 6~24 个月

4.网络容量大:网络可容纳 65000 个设备

5.延时短:典型搜索设备时延为 30ms,休眠激活时延为 15ms,活动设备信道接入时延为15ms。

6.网络的自组织、自愈能力强,通信可靠

7.数据安全:Zigbee 提供了数据完整性检查和健全功能,采用 AES-128 加密算法(美国新加密算法,是目前最好的文本加密算法之一),各个应用可灵活确定其安全属性

ZigBee 技术在低功耗、低成本和组网能力具有无可比拟的应用优势

缺点:

产品开发的难度大,开发的周期长,产品成本高,一般的初创企业很难承受开发的风险。

三种无线技术应用对比:

蓝牙,传输距离2-30M,速率1Mbps,功耗介于zigbee和WIFI之间。目前来说,WIFI的优势是应用广泛,已经普及到千家万户;ZigBee的优势是低功耗和自组网;蓝牙的优势组网简单。然而,这3种技术,也都有各自的不足,没有一种技术能完全满足智能家居的全部要求。

蓝牙技术的出现使得短距离无线通信成为可能,但其协议较复杂、功耗高、成本高等特点不太适用于要求低成本、低功耗的工业控制和家庭网络。尤其蓝牙最大的障碍在于传输范围受限,一般有效的范围在10米左右,抗干扰能力不强、信息安全问题等问题也是制约其进一步发展和大规模应用的主要因素。

Wi-Fi也是是一种短距离无线传输技术,可以随时接入无线信号,移动性强,比较适合在办公室及家庭的环境下应用。当然Wi-Fi也存在一个致命缺点。由于Wi-Fi采用的是射频技术,通过空气发送和接收数据,使用无线电波传输数据信号,比较容易受到外界的干扰。数据包在传送的过程中都可以被外界检测或接收,信息安全是个隐患,虽然数据可以经过加密后传输,但在数据包足够多的情况下,仍有被黑客破解的可能。

与Wi-Fi、蓝牙相比,ZigBee则是国际通行的无线通讯技术,它的每个网络端口可以最多接入万多个端口,适合家居、工业、农业等多个领域使用,而蓝牙和Wi-Fi网端只能接入10个端口,显然不能适应家庭需要。ZigBee还具有低功耗和低成本优势,在低耗电待机模式下,两节普通5号干电池可使用6个月以上

WLAN协议

竭诚为您提供优质文档/双击可除 WLAN协议 篇一:无线局域网协议(802.11b)详解 无线局域网协议(802.11b)详解 (作者:三石) 价格便宜的便携式计算机、移动电话和手持式设备的日趋流行,以及internet应用程序和电子商务的快速发展,使用户需要随时进行网络连接。为满足这些需求,可以使用两种方法将便携式设备连接到网络,而没有电缆所带来的不便。这两种标准就是ieee802.11b和bluetooth。ieee802.11b 是一种11mb/s无线标准,可为笔记本电脑或桌面电脑用户提供完全的网络服务。 ieee802.11b的特点和应用范围 ieee802.11b应用的范围: 两种技术的比较: 发展趋势 目前这些技术还处于并存状态,由于ieee802.11b和蓝牙的载波频带都使用2.4ghz频带,当同时收发这两种规格的数据时,有可能引起数据包冲突等电波干扰等问题;从长

远看,随着产品与市场的不断发展,它们将走向融合,而其中最有竞争力的就是蓝牙技术。 美国mobilian公司推出了兼具无线lan和蓝牙功能的 芯片组。这个由两个芯片构成的芯片组具备无线lan的标准方式ieee802.11b的无线收发功能和蓝牙功能。mobilian公司此次开发的芯片组中,通过采用消除电波干扰的方法,实现了两种规格数据通信的同时进行。 推进10m近距离无线通信技术标准化的ieee802.15委 员会日前采纳了可使蓝牙和ieee802.11b共存的技术提案。此次采纳的是美国mobiliancorp.和美国symboltechnologies,inc.以及美国nist等共同提出的方案。提案书预定于20xx年下半年公布。 intersil、siliconwave合作开发蓝牙和ieee802.11b 双模(dual-mode)wlan解决方案,使手提电脑及其它设备 能通过蓝牙无线通信方式连结公司的lan或其它类似组件。 intersil与siliconwave合作的目标是要开发出一系列双模解决方案,将兼容蓝牙的无线设备,与wecawi-Fi的ieee802.11b无线设备构建在同一平台上。估计初期将推出cardbus32与minipci两种平台,然后的 目标是通过动态交换技术,使两种设备都能使用一般普通天线。这种双模无线电设备将比以往的无线设备更小。 篇二:家庭无线网络协议和标准简介

常用无线通信协议

常用无线通信协议 目前使用较广泛的近距无线通信技术有蓝牙(Bluetooth),无线局域网802.11(Wi-Fi)和红外线数据传输(IrDA).此外,还有一些具有发展潜力的近距无线技术标准,分别是ZigBee,超宽频,短距通信,WiMedia,GPS,DECT,无线1394和专用无线系统等。 蓝牙(Bluetooth)技术 蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,它以低成本的短距离无线连接为基础,可为固定的或移动的终端设备提供廉价的接入服务。蓝牙技术的实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口,将通信技术与计算机技术进一步结合起来,使各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下,能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHzISM频段,提供1Mbps的传输速率和10m 的传输距离。 优势:⑴全性高。蓝牙设备在通信时,工作的频率是不停地同步变化的,也就是跳频通信。双方的信息很难被抓获,防止被破解或恶意插入欺骗信息。⑵于使用。蓝牙技术是一项即时技术,不要求固定的基础设施,且易于安装和设置。 不足:⑴通信速度不高。蓝牙设备的通信速度较慢,有很多的应用需求不能得到满足。⑵传输距离短。蓝牙规范最初为近距离通信而设计,所以他的通信距离比较短,一般不超过10m。 Wi-Fi(无线高保真)技术 无线宽带是Wi-Fi的俗称。所谓Wi-Fi就是IEEE 802.11b的别称,它是一种短程无线传输技术,能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。Wi-Fi速率最高可达11Mb/s,电波的覆盖范围可达200m左右。 优势:⑴覆盖广。其无线电波的覆盖范围广,穿透力强。可以方便地为整栋大楼提供无线的宽带互联网的接入。⑵速度高。Wi-Fi技术的传输速度非常快,通信速度可达300Mb/s,能满足用户接入互联网,浏览和下载各类信息的要求。 不足:安全性不好。由于Wi-Fi设备在通信中没有使用跳频等技术,虽然使用了加密协议,但还是存在被破解的隐患。 IrDA(红外线数据协会)技术 IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术,是第一个实现无线个人局域网(PAN)的技术。 IrDA 的主要优点是无需申请频率的使用权,因而红外通信成本低廉。并且还具有移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用的特点。此外,红外线发射角度较小,传输上安全性高。IrDA的不足在于它是一种视距传输,两个相互通信的设备之间必须对准,中间不能被其它物体阻隔,因而该技术只能用于 2 台(非多台)设备之间的连接。 优势:⑴无需申请频率的使用权,因此红外线通信成本低廉。⑵移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用。⑶外线发射角度较小,传输上安全性高。 不足:IrDA是一种视距传输,两个相互通信的设备之间必须对准,中间不能被其它物体阻隔,因而只用于两台设备之间连接。ZigBee(紫蜂)技术 ZigBee使用2.4 GHz 波段,采用跳频技术。它的基本速率是250kb/s,当降低到28kb/s 时,传输范围可扩大到134m,并获得更高的可靠性。另外,它可与254个节点联网。 优势:⑴功耗低。在低耗电待机模式下,两节普通5号干电池可使用6个月以上。⑵成本低。因ZigBee数据传输速率低,协议简单,所以成本很低。⑶网络容量大。每个ZigBee网络最多可支持255个设备。⑷作频段灵活。使用的频段分别为2.4GHz、868MHz(欧)及915MHz(美),均为免执照频段。 不足:⑴数据传输速率低。只有10kb/s~250kb/s,专注于低传输应用。⑵有效范围小。有效覆盖范围为10~75m之间,具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定,基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境。 UWB(超宽带)技术 UWB(Ultra Wideband)是一种无线载波通信技术,利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽。UWB 有可能在10 m 范围内,支持高达110 Mb/s的数据传输率,不需要压缩数据,可以快速、简单、经济地完成视频数据处理。 特点:⑴系统复杂度低,发射信号功率谱密度低,对信道衰落不敏感,载货能力低。⑵定位精度高,相容性好,速度高。⑶成本低,功耗低,可穿透障碍物。近距离无线传输 NFC(近距离无线传输)技术 NFC采用了双向的识别和连接。在20cm 距离内工作于13.56MHz 频率范围。NFC现已发展成无线连接技术。它能快速自动地建立无线网络,为蜂窝设备、蓝牙设备、Wi-Fi 设备提供一个“虚拟连接”,使电子设备可以在短距离范围进行通讯。 特点:NFC的短距离交互大大简化了整个认证识别过程,使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚,不用再听到各种电子杂音。NFC 通过在单一设备上组合所有的身份识别应用和服务,帮助解决记忆多个密码的麻烦,同时也保证了数据的安全保护。此外NFC 还可以将其它类型无线通讯(如Wi-Fi 和蓝牙)“加速”,实现更快和更远距离的数据传输。

几种无线通信技术的比较

几种无线通信技术的比 较 The manuscript was revised on the evening of 2021

几种无线通信技术的比较 摘要:随着电子技术、计算机技术的发展,近年来无线通信技术蓬勃发展,出现了各种标准的无线数据传输标准,它们各有其优缺点和不同的应用场合,本文将目前应用的、无线通信方式进行了分析对比,并总结和预见了它们今后的发展方向。 关键词:Zigbee Bluetooth UWB Wi-Fi NFC Several Wireless Communications Technology Comparison Abstract:As the development of electronic technology,computer technology, wireless communication technology have a rapid development in recent years,emerged wireless data transmission standard,they have their advantages and disadvantages,and different applications,the application of various wireless communication were analyzed and compared,and summarized and foresee their future development. 一.几种无线通讯技术 (一)ZigBee 1.简介: Zigbee是基于标准的低功耗个域网。根据这个规定的技术是一种短距离、低功耗的技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。 ZigBee是一种高可靠的无线数传网络,类似于和网络。ZigBee数传模块类似于移动网络。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里,并且支持无限扩展。ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台,在整个网络范围内,每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信,每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。与的CDMA网或GSM网不同的是,ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立,因而,它必须具有简单,使用方便,工作可靠,价格低的特点。而移动通信网主要是为语音

WLAN标准协议

【WLAN从入门到精通-基础篇】第3期——WLAN标准协议 在WLAN的发展历程中,一度涌现了很多技术和协议,如IrDA、Blue Tooth和HyperLAN2等。但发展至今,在WLAN领域被大规模推广和商用的是IEEE 802.11系列标准协议,WLAN也被定义成基于IEEE 802.11标准协议的无线局域网。我们对802.11已不陌生,在购买支持WLAN功能的产品时都能看到802.11的影子。本期我们讲下802.11主要的具有里程碑意义的标准协议:802.11a、802.11b、802.11g、802.11n和802.11ac。虽然协议比较枯燥乏味,但了解了这些协议,有助于我们部 署WLAN,下面就跟随小编一起看下这几个主要协议吧. WLAN和有线局域网最大的区别就是“无线”,通过上期的学习我们知道WLAN通信媒介是射频,射频和有线局域网的媒介(电缆或光纤)相比具有完全不一样的物理特性,这就导致WLAN的物理层(PHY)和媒介访问控制层(MAC)不同于有线局域网。所以,802.11协议主要定义的就是WLAN的物理层和MAC层。 在20世纪90年代初为了满足人们对WLAN日益增长的需求,IEEE成立了专门的802.11工作组,专门研究和定制WLAN的标准协议,并在1997年6月推出了第一代WLAN协议——IEEE 802.11-1997,协议定义了物理层工作在ISM的2.4G频段,数据传输速率设计为2Mbps。该协议由于在速率和传输距离上的设计不能满足人们的需求,并未被大规模使用。 随后,IEEE在1999年推出了802.11a和802.11b。 802.11a工作在5GHz的ISM频段上,并且选择了正交频分复用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术,能有效降低多路径衰减的影响和提高频谱的利用率,使802.11a的物理层速率可达54Mbps。 802.11b则依然工作在2.4GHz的ISM频段,但在802.11的基础上进行了技术改进,使802.11b的通信速率达到11Mbps。 OFMD是一种多载波调制技术,主要是将指定信道分成若干子信道,在每个子信道上使用一个子载波进行调制,并且各子载波是并行传输,可以有效提高信道的频谱利用率。 虽然802.11b提供的接入速率比802.11a低,但当时5GHz芯片研制过慢,待芯片推出时802.11b已被广泛应用。由 于802.11a不能兼容802.11b,再加上5GHz芯片价格较高和地方规定的限制等原因,使得802.11a没有被广泛采用。 在2000年初,IEEE 802.11g工作组开始开发一项既能提供54Mbps速率,又能向下兼容802.11b的协议标准。并 在2001年11月提出了第一个IEEE 802.11g草案,该草案在2003年正式成为标准。802.11g兼容了802.11b,继续使 用2.4GHz频段。为了达到54Mbps的速率,802.11g借用了802.11a的成果,在2.4GHz频段采用了正交频分复用(OFDM)技术。IEEE 802.11g的推出,满足了当时人们对带宽的需求,对WLAN的发展起到了极大的推动作用。 大家可能会有疑问:为什么不在1999年制定802.11b标准时就直接采用和802.11a相同的OFDM技术,这样就可以更早的 在2.4GHz频段上取得54Mbps的速率了,而不必等到2001年底的802.11g的出现。事实上在1999年讨论802.11b的时 候,OFDM技术确实被提出应用到802.11b标准中,但当时美国联邦通信协会(FCC)禁止在2.4GHz频段使用OFDM,这条禁令直到2001年5月才被撤销,6个月后,采用OFDM技术的802.11g草案才得以顺利出台。 在急速发展的网络世界54Mbps的速率不会永远满用户需求。在2002年一个新的IEEE工作组——IEEE 802.11任务 组N即TGn(Task Group n)成立,开始研究一种更快的WLAN技术,目标是达到100Mbps的速率。该目标的实现一波三折,由于小组内两个阵营对协议标准的争论不休,新的协议直到2009年9月才被敲定并批准,这个协议就是802.11n。在长 达7年的制定过程中,802.11n的速率也从最初设计的100Mbps,完善到了最高可达600Mbps,802.11n采用了双频工作模式,支持2.4GHz和5GHz,且兼容802.11a/b/g。 802.11n标准刚刚尘埃落定后, IEEE就开始了下一代的WLAN标准协议——802.11ac的制定工作。并在2013年正式推出 了802.11ac标准协议,802.11ac工作在5GHz频段,向后兼容802.11n和802.11a,80.211ac沿用了802.11n的诸多技术并做了技术改进,使速率达到1.3Gbps。 通过下表有助于我们了解802.11各协议的主要参数。 华为产品在V200R003C00及之前版本支持802.11n、802.11g、802.11b和802.11a,从V200R005C00版本开始支 持802.11ac,并推出了支持802.11ac的AP:AP5030DN和AP5130DN。 华为产品在V200R003C00版本及之前版,需要使用配置命令配置射频的类型: radio-type ? [6605_v2r3_111-wlan-radio-prof-test] radio-type

无线通信协议编写

单片机无线通信模块开发与应用(五)好久没发贴了,这场病病得不轻啊,不过病早好了,这次延误是因为在北京接了个项目,而且正好是关于这套系统的应用,所以干脆就拖了一段时间. 说正题了.前面那么多贴子只是一些外围的制作和设计,但没有外围的建设怎么能做出好东西呢?呵呵,这次给大家发点正经东西,相信这就是大伙儿最关心的部分---通信协议,其实也不能称其为协议,只能叫做射频编码,为了便于理解起见才叫它通信协议的,大家心里清楚这点就行了,免得说我混淆视听.通信协议分成硬件层和软件层,硬件层,即数据的电信号表示方法,而软件层,指的是数据包的处理.由于软件层定义很广,且跟应用场合相关,不同的应用可能使用完全不同的协议,所以这里就只说说如何传输数据包吧.相信大家都有这能力进行下一步的扩展.我也会在今后的贴子里给出一些应用的实例,以供参考. 我看到论坛上有些朋友之前也做过无线模块的应用,却不成功,例如明浩提过他做的232无线模块,干扰很大,通信不能进行.为什么会这样呢?要解释这问题,先要说说无线模块的结构和特性: 发射:无线模块使用一个三级管进行射频发射,从说明书上可看到,当连续发送时间高于5毫秒时,发射效率会降低. 接收:超再生电路.超再生电路有一个特性,即在没有信号时会收到大量的白噪声,接收模块已经对该噪声进行了处理,白噪声被大幅度削

弱了,但是,这并不是说噪声就完全消除了,事实上,当信号源停止发射后几毫秒,噪声会再次出现,也就是所谓的"零电平干扰",根据说明书的提示,这段时间大约为5毫秒. 别外,说明书上也指出,信号发射的宽度不应小于0.08毫秒,占空比也不能太大,否则很容易受到干扰. 从上面的资料,我们可以很轻易地分析出干扰来源. 根据资料,我们可以得出一个大概的设计原则: 1.占空比有限制,我们人为限制到1:4之内. 2.发射时间小于3毫秒. 3.两次发射的间隔小于3毫秒. 4.正式发射信号前要使用前导信号,以消除"零电平干扰". 根据上面几点,我参考红外信号算法,写出了发送一字节的算法: 1.高低信号电平交替使用,与实际被发送数据的电平值无关,而发送宽度及两次发送的间隔宽度,与被发送数据的电平值相关,对应关系在后面作出描述. 2.以宽度为0.6毫秒的宽度表示位低电平.

常用网络通信协议简介

常用网络通信协议简介 常用网络通信协议 物理层: DTE(Data Terminal Equipment):数据终端设备 DCE(Data Communications Equipment):数据电路端接设备 #窄宽接入: PSTN ( Public Switched Telephone Network )公共交换电话网络 ISDN(Integrated Services Digital Network)ISDN综合业务数字网 ISDN有6种信道: A信道 4khz模拟信道 B信道 64kbps用于语音数据、调整数据、数字传真 C信道 8kbps/16kbps的数字信道,用于传输低速数据 D信道 16kbps数字信道,用于传输用户接入信令 E信道 64kbps数字信道,用于传输内部信令 H信道 384kbps高速数据传输数字信道,用于图像、视频会议、快速传真等. B代表承载, D代表Delta. ISDN有3种标准化接入速率: 基本速率接口(BRI)由2个B信道,每个带宽64kbps和一个带宽16kbps的D信道组成。三个信道设计成2B+D。 主速率接口(PRI) - 由很多的B信道和一个带宽64Kbps的D信道组成,B信道的数量取决于不同的国家: 北美和日本: 23B+1D, 总位速率1.544 Mbit/s (T1) 欧洲,澳大利亚:30B+2D,总位速率2.048 Mbit/s (E1) FR(Frame Relay)帧中继

X.25 X.25网络是第一个面向连接的网络,也是第一个公共数据网络. #宽带接入: ADSL:(Asymmetric Digital Subscriber Line)非对称数字用户环路 HFC(Hybrid Fiber,Coaxial)光纤和同轴电缆相结合的混合网络 PLC:电力线通信技术 #传输网: SDH:(Synchronous Digital Hierarchy)同步数字体系 DWDM:密集型光波复用(DWDM:Dense Wavelength Division Multiplexing)是能组合一组光波长用一根光纤进行传送。这是一项用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术。更确切地说,该技术是在一根指定的光纤中,多路复用单个光纤载波的紧密光谱间距,以便利用可以达到的传输性能(例如,达到最小程度的色散或者衰减)。 #无线/卫星: LMDS:(Local Multipoint Distribution Services)作区域多点传输服务。这是一种微波的宽带业务,工作在28GHz附近频段,在较近的距离双向传输话音、数据和图像等信息。 GPRS:(General Packet Radio Service)通用分组无线服务技术。 3G:(3rd-generation,3G)第三代移动通信技术 DBS:(Direct Broadcasting Satellite Service)直播卫星业务 VAST: 协议:RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN、FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4、IEEE802.5等。 RS-232:是个人计算机上的通讯接口之一,由电子工业协会(Electronic Industries

无线通信基础知识

序 无线通信之所以成为既富挑战性又能引起研究人员兴趣的课题,主要原因有两个,这两个原因对于有线通信而言基本没有什么影响。首先是衰落(fading)现象;其次是无线用户是在空中进行通信,因此彼此间存在严重的干扰(interference),下面分别做一简要介绍。 1)衰落 首先介绍一些无线衰落信道的特性,与其他通信信道相比,移动信道是最为复杂的一种。电波传播的主要方式是空间波,即直射波、折射波、散射波以及它们的合成波。再加之移动台本身的运动,使得移动台与基站之间的无线信道多变并且难以控制。信号通过无线信道时,会遭受各种衰落的影响,一般来说接收信号的功率可以表达为: P(d)=|d|-n S(d)R(d) 其中d表示移动台与基站的距离向量,|d|表示移动台与基站的距离。根据上式,无线信道对信号的影响可以分为三种: (1) 大尺度衰落:电波在自由空间内的传播损耗|d|-n,其中n一般为3~4,与频率无关; (2) 阴影衰落:S(d)表示,由于传播环境的地形起伏、建筑物和其他障碍物对地波的阻塞或遮蔽而引发的衰落,被称作中等尺度衰落; (3) 小尺度衰落:R(d)表示,它是由发射机和接收机之间的多条信号路径的相长干扰和相消干扰造成的,当空间尺度与载波波长相当时,会出现小尺度衰落,因此小尺度衰落与频率有关。 大尺度衰落与诸如基站规划之类的问题关系更为密切,小尺度衰落是本文的

重点。 2)干扰 干扰可以是与同一台接收机通信的发射机之间的干扰(如蜂窝系统的上行链路),也可以是不同发射机——接收机对之间的干扰(例如不同小区中用户之间的干扰)。

无线信道的多径衰落 无线移动信道的主要特征就是多径传播,即接收机所接收到的信号是通过不同的直射、反射、折射等路径到达接收机,参见图1。由于电波通过各个路径的距离不同,因而各条路径中发射波的到达时间、相位都不相同。不同相位的多个信号在接收端叠加,如果同相叠加则会使信号幅度增强,而反相叠加则会削弱信号幅度。这样,接收信号的幅度将会发生急剧变化,就会产生衰落。 图1 例如发射端发送一个窄脉冲信号,则在接收端可以收到多个窄脉冲,每一个窄脉冲的衰落和时延以及窄脉冲的个数都是不同的。对应一个发送脉冲信号,图2给出接收端所接收到的信号情况。这样就造成了信道的时间弥散性(time dispersion ),其中τmax被定义为最大时延扩展。 在传输过程中,由于时延扩展, 接收信号中的一个符号的波形会扩 展到其他符号当中,造成符号间干 扰( Inter Symbol interference, ISI )。为了避免产生ISI,应该令图2 符号宽度要远远大于无线信道的最大时延扩展,或者符号速率要小于最大时延扩展的倒数。由于移动环境十分复杂,不同地理位置,不同时间所测量到的时延扩

Wifi通信与LoRa的技术对比

1Wifi通信 1.1什么是wifi wifi是一种无线局域网WIFI(WirelessFidelity,无线保真)技术是一个基于IEEE 802.11系列标准的无线网路通信技术的品牌,目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性,由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有,简单来说WIFI就是一种无线联网的技术。Wi-Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网(WLAN)的技术,通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM 射频频段。连接到无线局域网通常是有密码保护的;但也可是开放的,这样就允许任何在WLAN范围内的设备可以连接上。 1.2WiFi的组成架构 Wifi网络架构示意图 一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP,如此便能以无线的模式,配合既有的有线架构来分享网络资源,架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网,也可不要AP,只需要每台电脑配备无线网卡。AP为Access Point简称,一般翻译为“无线访问接入点”,或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线

工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP,就像一般有线网络的Hub一般,无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。 1.3Wifi的技术特点 1.3.1优点 (1)其无线电波覆盖范围广,WiFi半径则达100米(理论值),适宜单位楼层以及办公室内部运用。而蓝牙技术唯有覆盖15米以内。 (2)速度不仅快,而且可靠性高 802.11b的无线网络规范即是IEEE 802.11网络规范变种。最高带宽是11Mbps,在信号有干扰或者比较弱的情况之下,带宽可以调整到1Mbps、5.5Mbps及2Mbps,带宽自动调整,有效保障网络的可靠性和稳定性。 (3)无线网络 WiFi的优势主要在不需要布线,可不受布线条件的限制。所以十分适宜移动办公用户需求,具备着广阔市场前景。 (5)健康安全 IEEE802.11所设定的发射功率不可以超过100毫瓦,实际发射功率大概60~70毫瓦。手机的发射功率大概200毫瓦到1瓦间,手持式对讲机高达5瓦,而无线网络使用的方式并不是像手机直接接触人体,具有一定安全性的。 1.3.2不足之处 现在所运用的IP无线网络,存在着部分不足之处,例如:切换时间长、覆盖半径小、带宽不高等,使它不能很好支持移动VoIP等要求高的应用。因为无线网络系统对上层业务开发的不开放原因,使很多适宜IP移动环境的业务难以开发。定位在家庭用户的WLAN产品,在许多地方不能够满足运营商在网络维护、运营上的要求。 1.3.3wifi 的安全 wifi提供大量应用前提之下,网络安全是个值得我们关注的问题。一方面:wifi给予了我们很多接入internet的方式。使我们拥有了互联网的无限资源;另一方面:wifi同样给予

各种无线传输方式以及通信协议

目前随着通信技术的发展,无线通信技术的使用已经渗透到社会的各个角落。要实现全球对无人驾驶智能车的监控,无线通信自然不能少。在我们实际生活中,可以接触到的无线通信技术有:红外线、蓝牙、UWB、以及我们早期使用的Zigbee、无线数传电台、WIFI、GPRS、3G等等。下面针对这些技术做一些简单的介绍。 1. 常见的短距离无线通信技术 红外数据传输(IrDA):IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术,是由红外线数据标准协会(InfraredDataAssociation)制定的一种无线协议,其硬件及相应软件技术都已比较成熟。IrDA是第一个实现无线个人局域网(PAN)的技术。起初,采用IrDA标准的无线设备仅能在1m范围内以115.2kb/s速率传输数据,很快发展到4Mb/s(FIR技术)以及16 Mb/s(VFIR技术)的速率。在小型移动设备,如PDA、手机上广泛使用。事实上当今出厂的PDA以及许多手机、笔记本电脑、打印机等产品都支持IrDA,多用于室内短距离传输,目前很多应用场合逐渐被蓝牙所取代。 其优点:IrDA无需申请频率使用权,因而红外线通信成本低。并且具有移动通信所需要的体积小,功耗低,连接方便,简单易用的特点。此外,红外线发射角娇小传输上安全性高。 其缺点:IrDA是一种视距传输,两个相互通信的设备之间必须对准,中间不能有其他的物体阻隔,也就是穿透能力差。其点对点的传输连接,也导致无法灵活地组成网络。 蓝牙(Bluetooth):蓝牙是我们生活随处可见的传输技术,蓝牙的数据速率为1Mbps,传输距离约10米左右。支持点对点及点对多点通信,工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段。蓝牙较多用于手机,游戏机,PC外设,表,体育健身,医疗保健,汽车,家用电子等。 其优点:使得各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下,能在近距离范围内实现相互通信,也就是一点可以对多点,在10m范围内可以实现1Mb/s的高传输速率。 其缺点:芯片大小和价格难以下调、抗干扰能力不强、传输距离太短、信息安全问题等等。 WIFI(WirelessFidelity,无线高保真技术):Wi-Fi与蓝牙一样,同属于短距离无线技术。wifi的频段很多,2.4G,也有用5G的,一般的传输功率要在1毫瓦到100毫瓦之间。根据使用的标准不同,WIFI的速度也有所不同。最高传输速率为54Mbps(Netgear SUPER g技术可以将速度提升到108Mbps)。虽然在数据安全性方面,该技术比蓝牙技术要差一些,但是在电波的覆盖范围方面则要略胜一筹,WiFi的覆盖范围则可达300英尺左右(约合90米),广泛的应用于机场、酒店、以及办公室等公共场合。 其优点:可以大大减少企业成本,提供WLAN接入,是目前WLAN的主要技术标准,不受墙壁等干扰物的阻隔。

通信协议

常用通信协议汇总 一、有线连接 1.1RS-232 优点:RS-232是为点对点(即只用一对收、发设备)通讯而设计的,其驱动器负载为3kΩ~7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。 缺点:(1)接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。 (2)传输速率较低,在异步传输时,最高速率为20Kbps。 (3)接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式,而发送电平与接收 电平的差仅为2V至3V左右,所以其共模抑制能力差,再加上双绞线上的分布电容,其传送距离最大为约15米。 1.2RS-485 RS485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,现在多采用的是两线制接线方式,这种接线方式为总线式拓朴结构,传输距离一般在1~2km以下为最佳,如果超过距离加"中继"可以保证信号不丢失,而且结点数有限制,结点越多调试起来稍复杂,是目前使用最多的一种抄表方式,后期维护比较简单。常见用于串行方式,经济实用。 1.3CAN 最高速度可达1Mbps,在传输速率50Kbps时,传输距离可以达到1公里。在10Kbps速率时,传输距离可以达到5公里。一般常用在汽车总线上,可靠性高。 1.4TCP/IP 它可以用在各种各样的信道和底层协议(例如T1和X.25、以太网以及RS-232串行接口)之上。IP数据包是不可靠的,因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址(源地址)和接收它的主机的地址(目的地址)。 1.5ADSL 基于TCP/IP 或UDP协议,将抄表数据发送到固定ip,利用电信/网通现有的布线方式,速度快,性能比较可以,缺点是不适合在野外,设备费用投入较大,对仪表通讯要求高。 1.6FSK 可靠通信速率为1200波特,可以连接树状总线;对线路性能要求低,通信距离远,一般可达30公里,线路绝缘电阻大于30欧姆,串联电阻高达数百欧姆都可以工作,适合用于大型矿井监控系统。主要缺点是:系统造价略高,通信线路要求使用屏蔽电缆;抗干扰性能一般,误码率略高于基带。 1.7光纤方式 传输速率高,可达百兆以上;通信可靠无干扰;抗雷击性能好,缺点:系统造价高;光纤断线后熔接受井下防爆环境制约,不宜直达分站,一般只用于通信干线。 1.8电力载波 1.9利用现有电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。由于使用坚固可靠的电力线作 为载波信号的传输媒介,因此具有信息传输稳定可靠,路由合理、可同时复用远动信号等特点,不需要线路投资的有线通信方式,但是开发费用高,调试难度大,易受用电环境影响,通讯状况用户的用电质量关系紧密。 二、无线连接 2.1Bluetooth 蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,它以低

无线通信技术基础知识

无线通信技术 1.传输介质 传输介质是连接通信设备,为通信设备之间提供信息传输的物理通道;是信息传输的实际载体。有线通信与无线通信中的信号传输,都是电磁波在不同介质中的传播过程,在这一过程中对电磁波频谱的使用从根本上决定了通信过程的信息传输能力。 传输介质可以分为三大类:①有线通信,②无线通信,③光纤通信。 对于不同的传输介质,适宜使用不同的频率。具体情况可见下表。 不同传输媒介可提供不同的通信的带宽。带宽即是可供使用的频谱宽度,高带宽传输介

质可以承载较高的比特率。 2无线信道简介 信道又指“通路”,两点之间用于收发的单向或双向通路。可分为有线、无线两大类。 无线信道相对于有线信道通信质量差很多。有限信道典型的信噪比约为46dB,(信号电平比噪声电平高4万倍)。无限信道信噪比波动通常不超过2dB,同时有多重因素会导致信号衰落(骤然降低)。引起衰落的因素有环境有关。 无线信道的传播机制 无线信道基本传播机制如下: ①直射:即无线信号在自由空间中的传播; ②反射:当电磁波遇到比波长大得多的物体时,发生反射,反射一般在地球表面,建筑物、墙壁表面发生; ③绕射:当接收机和发射机之间的无线路径被尖锐的物体边缘阻挡时发生绕射; ④散射:当无线路径中存在小于波长的物体并且单位体积内这种障碍物体的数量较多的时候发生散射。散射发生在粗糙表面、小物体或其它不规则物体上,一般树叶、灯柱等会引起散射。 无线信道的指标 (1)传播损耗:包括以下三类。 ①路径损耗:电波弥散特性造成,反映在公里量级空间距离内,接收信号电平的衰减(也称为大尺度衰落); ②阴影衰落:即慢衰落,是接收信号的场强在长时间内的缓慢变化,一般由于电波在传播路径上遇到由于障碍物的电磁场阴影区所引起的; ③多径衰落:即快衰落,是接收信号场强在整个波长内迅速的随机变化,一般主要由于多径效应引起的。 (2)传播时延:包括传播时延的平均值、传播时延的最大值和传播时延的统计特性等; (3)时延扩展:信号通过不同的路径沿不同的方向到达接收端会引起时延扩展,时延扩展是对信道色散效应的描述; (4)多普勒扩展:是一种由于多普勒频移现象引起的衰落过程的频率扩散,又称时间选择性衰落,是对信道时变效应的描述; (5)干扰:包括干扰的性质以及干扰的强度。 无线信道模型 无线信道模型一般可分为室内传播模型和室外传播模型,后者又可以分为宏蜂窝模型和微蜂窝模型。

短距离无线通信技术

短距离无线通信技术 1.1短距离无线通信 以信号有效接发/传输距离为标志区分各种无线技术,由于技术不断融合和发展,具体 技术的应用围也会动态变化。 WWAN 无线广域网 WMAN 无线城域网 WLAN 无线局域网 WPAN 无线个域网 无线基站(信源) 发送/接收 蜂窝通讯技术 2G/3G/4G GPRS EDGE LTE …… WiMax Wibro(国) 802.16 WIFI WAPI 802.11 Bluetooth UWB Zigbee …… RFID NFC IrDA 中、长距离无线通信,卫星通信和长波、 短波则能实现超长距离无线通信 短距离无线通信,NFC则被视为非接触超 短距离无线通信 WIFI IrDA Zigbee Bluetooth UWB NFC RFID 通信模式点对点网状单点对多点点对点 通信距离0~100m 0~1m 10m~75m 0~10m 0~10m 0~20cm 0~50m 传输速度54Mbps 1Mbps 10K~250Kbps 1Mbps 53.3~480M 424Kbps 安全性低低中高高极高高 频段 2.4GHz 2.4GHz 868MHZ欧洲 915MHz美国 2.4GHz 3.1~10.6G 13.56MHz 多频段 国际标准802.11b 802.11g 无802.15.4 802.15.1x 无ECMA340 ECMA352 成本高低极低低高低低 1.1.1WLAN WIFI是WLAN的主流技术标准,应用中常把WIFI与WLAN等价,其实这并不严谨,例如,中国对WLAN强制执行自有知识产权的WAPI标准。 WLAN应用的标准协议是802.11,这是一个庞大的协议家族。 802.11是WLAN原始标准,WIFI应用802.11b标准,可向11g、11n升级。有兴趣的可

WLanDCF-MAC协议

CSMA/CA的MAC(多址接入)部分又可以分为两类:基本方案和RTS/CTS (Request To Send/Clear To Send)方案。下面讨论RTS/CTS方案。 当采用RTS/CTS方案时,如果一个节点有数据需要发射,首先检测信道是否空闲: (1)如果信道空闲且空闲持续时间的长度达到DIFS(分布式的帧间间隔),节点则首先发射一个RTS分组来预约信道,然后目标接收节点应答一个CTS组。 (2)如果信道非空闲,或空闲持续时间小于DIFS,则节点进入冲突避免(CA)状态。当节点接收到CTS 分组后,开始发射DATA分组,最后目标接收节点再应答一个ACK分组。由于RTS分组(长度为44字节)之间的冲突对网络性能造成的损害要远远小于DATA分组(长度为2346字节)之间的冲突所造成的损害,因此,采用RTS/CTS方案可以提高网络的性能。但是,当DA TA分组的长度较小时,就需要考虑发射RTS /CTS所造成的开销。 CSMA/CA的CS(载波检测)部分包括物理层的载波检测和MAC层的虚拟载波检测。前者主要是检测其他节点造成的信道物理状态的变化。后者则通过使每个节点都各自维持一个NA V(网络分配矢量)参数来实现。当一个节点(如A)收到其他节点发射的RTS、CTS和DATA分组时,从这些分组的头部提取出该数据交换序列剩余的持续时间来更新A自己的NA V。根据NA V的值,A的MAC层就能够知道当前的数据传送活动将在什么时候结束。因此,采用虚拟载波检测的主要目的是为了在多跳Ad hoc网络中防止出现隐终端问题。此外,在许多节省能量消耗的方案中,虚拟载波检测机制对于确定节点应该何时从“睡眠"状态“醒来"而进入到“活跃”状态也是非常重要的。 CSMA/CA中的CA(冲突避免)部分比较简单:当节点接收到新的数据发送任务时,首先检查载波检测的结果,如果信道空闲且持续时间超过DIFS时间,则立即发送该分组;如果信道非空闲或空闲持续时间小于DIFS时间,则随机选择一个退避时间之后执行随机退避;在退避的过程中如果信道非空闲则暂停随机退避过程,而当信道转为空闲且持续时间超过DIFS时间之后再恢复随机退避过程,并在随机退避计数器的数值递减为O时立即发送RTS分组。当RTS-CTS握手失败或DA TA-ACK握手失败时,发射节点则认为发生了分组接收冲突事件,进而执行冲突解决:增大随机退避窗口的数值,随机选择退避时间并执行随机退避过程。如果RTS-CTS连续握手失败的次数达到一定的数值,则认为目标节点已不可达,此时发射节点丢弃分组并向路由层报告链路失效。

QGDW主站与采集终端通信协议无线扩展

Q/GDW 376.1《主站与采集终端通信协议》 _20100830无线扩展 本协议是针对微功率无线通信的特殊要求,对《Q/GDW 376.1-2009电力用户用电信息采集系统通信协议:主站与采集终端通信协议》的补充说明,该协议中对微功率无线通信的要求同样适用于载波通信通信,未述及部分参照该Q/GDW 376.1执行。 1 参数设置和查询(AFN=04H、AFN=0AH) 设置参数Fn定义 1.1 F33 终端抄表运行参数设置 终端抄表运行参数设置数据单元格式

——台区集中抄表运行控制字: ● D15~D13:抄表间隔,0~5分别表示1、2、4 、8、12、24小时; ● D12~D11:自动启动一次抄所有表,最长持续时间。0~2分别表示1、2、3、4 小时; ● D10~D8:重抄轮次,0表示不重抄,1~7分别表示重抄1~7轮; ● D7: 是否抄购电信息标志,“1”表示抄购电信息,“0”表示不抄购电信息; ● D6: “1”表示集中器每次启动抄表前发送“数据区初始化(节点侦听信息)”命令,master收到后将路由清除。“0”表示正常抄表; ● D5置“1”要求终端抄读“电表状态字”,置“0”不要求; ● D4置“1”要求终端搜寻新增或更换的电表,置“0”不要求; ● D3置“1”要求终端定时对电表广播校时,置“0”不要求; ● D2置“1”要求终端采用广播冻结抄表,置“0”不要求; ● D1置“1”要求终端只抄重点表,置“0”要求终端抄所有表; ● D0置“1”不允许自动抄表,置“0” 要求终端根据抄表时段自动抄表。 ——抄表日包括日期和时间,其中“日期”由4字节的D0~D30按顺序对位表示每月1日~31日,置“1”为有效,置“0”为无效;“时间”不能与“允许抄表时段”冲突,即应落在允许抄表时段内。

《ADR无线电通信协议》20140301

2.4G ADR无线电通信协议 Advanced Digital Radio 一、协议格式 二、字节备注 Byte0: 数据帧长度,包括Byte0本身。比如,一共使用Byte0-Byte7,8个字节长度,则Byte0=8。 Byte1: 校验码。分为高低两个4位字节使用。 低4位是频道号。 高4位是控制字,配合Byte1低4位和其它字节完成多种工作模式选择。 在正常遥控模式下,接收机分为两种校验方式: 1、频道号校验方式 频道号1-11代表2402Mhz-2482Mhz,频率间隔为8Mhz的11个不同频道。频率和频道号对应表格根据Byte3。此时,Byte高4位必须是0x9。这个方式是三通道接收机的新方式。优点是,在一个区域里面,可以同时有11架遥控飞机飞行,不会产生邻频干扰,缺点是,遥控距离比方式2近5米左右。 2、频道号非校验方式 频道号非校验方式不校验频道号,这个方式是为了兼容老款两通道接收机。Byte1的高4位和低4位全部不需要校验。优点是,遥控距离是最远的。使用不带AP的发射机,在此方式下有效遥控距离超过60米。缺点是,会被邻频干扰。出厂默认此方式。如果一个区域里只有一架遥控飞机飞行,推荐使用此方式。 接收机在正常遥控模式下,两种校验方式,是在频道设置模式下设置的。一旦设置成功,必须再次进行频道设置,或者同时重启接收机和高频头才可以更改。在

正常遥控模式下,是无法更改校验方式的。 在高频头(发射机)和接收机上电重启之后,全部自动恢复到正常遥控模式:频道号非校验方式。接收机此时不对控制字和频道号进行校验。此时,高频头发射频率和接收机接收频率默认为2434,即0x20 32。接收机无论接收到哪个频率的指令,均做出相应的动作。在接收机内部有一个非固化变量(fr_num频道号),上电之后默认为0,即频道号0。频道号0代表接收机处于频道号非校验方式。一旦接收机进入设置频率模式之后,(fr_num频道号)随之更改,具体更改为什么数值,以接收到的数据为准。在下一次接收之前,接收机通过软件自动更改频率。 当同时满足以下三个条件时,接收机进入设置频率模式 1、控制字为0110 2、Byte6为'p' 3、Byte7为0x5A 进入设置频率模式之后,接收机根据以下方式校验数据 1、Byte2频率+1= Byte4频率校验码 2、Byte3频道号+1= Byte5频道号校验码 如果,接收到的数据同时符合以上两条,接收机更新(fr_num频道号),即(fr_num 频道号)= Byte3频道号,然后在下一次接收数据之前更新频率,即频率= Byte2频率。 Byte2: 1、第一功能:油门数据 使用0-255代表油门大小 在正常遥控模式下使用 2、第二功能:频率数据RF_PLL_CH_NO 设定RF 频道,空中频率为:f=2402+ RF_PLL_CH_NO 在频率设置模式下使用

相关文档
最新文档