无线个域网技术和应用简介
无线个域网概述(wpan)

关键技术
WPAN的关键技术包括 IrDA、HomeRF、UWB、 蓝牙技术、ZigBee技 术等
技术介绍:
☆IrDA(红外)技术 【InfraredDataAssociation】
IrDA是利用红外线进 行通信的技术,最高通信速 率仅115.2kbps,主要优点是 无需申请频率使用权,通信 成本低廉,具有体积小、功 耗低、连接方便、简单易用 等特点
无线个域网在交通控制中的应用
智能交通系统中主要需要进行交通路口 车辆信息检测完成数据采集传送回控制 中心, 通过数据分析处理直接控制交通 信号。
在技术上, ZIGBEE 具有低功耗的特点, 完全适合于安装在机动车辆之上。考虑 到汽车的快速移动性, ZIGBEE 节点设备 接入网络的时间只需 15ms, 完全可满足 要求。ZIGBEE 网络具有非常高的可靠 性, 是一种网状网络,如有主干路由节 点损坏, 仍可转换路径完成数据通信。
☆ZigBee技术
单ZigBee是一种短距离、低功率、低速 率无线接入技术,工作于2.4GHz ISM频 段,传输速率为20~250kbps,传输距离 为10~1igBee中心节点
ZigBee终端节点
节点2 节点1
五种WPAN关键技术的 技术特点
☆ZigBee技术
高速wpan
高速WPAN适合大量多媒体文件、短时 的视频和音频流的传输,能实现各种 电子设备间的多媒体通信。
超宽带WPAN
超宽带WPAN的目标包括支持IP语音、高清电视、 家庭影院、数字成像和位置感知等信息的高速传 输,具备近距离的高速率、较远距离的低速率、 低功耗、共享环境下的高容量、高可扩展性等。
工作频率:3.1GHz~10.6GHz
低速wpan
低速WPAN主要为近距离网络互连而设 计,采用IEEE 802.15.4标准。
城域网局域网广域网

城域网局域网广域网城域网、局域网和广域网是计算机网络的三种主要类型,它们在覆盖范围、技术特点和应用场景上各有不同。
城域网(Metropolitan Area Network,简称MAN)是一种覆盖范围介于局域网(LAN)和广域网(WAN)之间的计算机网络。
它通常覆盖一个城市或一个较大的地理区域,如一个校园或一个工业园区。
城域网的传输速率较高,可以达到千兆以太网(Gigabit Ethernet)甚至更高。
城域网的构建通常需要使用光纤、无线通信等高速传输介质,以满足大量数据传输的需求。
城域网的应用场景包括城市内部的政府机构、企业、教育机构之间的数据交换,以及提供给居民的高速互联网接入服务。
局域网(Local Area Network,简称LAN)是一种覆盖范围较小的计算机网络,通常局限于一个办公室、一栋建筑物或一个家庭内部。
局域网的传输速率相对较低,但足以满足日常办公和家庭使用的需求。
局域网的构建相对简单,通常使用以太网(Ethernet)技术,通过双绞线或无线信号进行连接。
局域网的应用场景包括办公室内部的文件共享、打印机共享,以及家庭内部的设备互联。
广域网(Wide Area Network,简称WAN)是一种覆盖范围广泛的计算机网络,它可以跨越城市、国家甚至大洲。
广域网的传输速率相对较低,但能够支持远距离的数据传输。
广域网的构建需要使用到各种通信技术,如卫星通信、光纤通信、无线通信等。
广域网的应用场景包括跨国公司的全球数据交换、远程办公、在线教育以及互联网服务提供。
这三种网络类型在实际应用中往往相互配合,共同构成一个复杂的网络系统。
例如,一个企业可能在内部使用局域网进行日常办公,通过城域网连接到其他城市的分支机构,再通过广域网与全球的合作伙伴进行通信。
随着技术的发展,城域网、局域网和广域网之间的界限越来越模糊,它们之间的集成和协同工作变得越来越重要。
无线网络技术论文三篇

无线网络技术论文三篇无线网络技术论文三篇无线网络技术论文一试想一下,在有线网络时代,用户的活动范围受限于网线,无论到哪里必须要拖着长长的缆线,为寻找宽带接口而苦恼。
为此,无线网络应运而生。
和有线网络相比,虽然无线网络的带宽较小;相对目前的有限网络有较多的等待延迟;稳定性较差;无线接入设备的CPU、内存以及显示屏幕等资源有限等缺陷。
但无线网络可适应复杂的搭建环境,搭建简单,经济性价比强,并且最大的优点是可以让人们摆脱网线的束缚,更便捷,更加自由的沟通。
故自开发之初,就迅速抢占着市场。
目前无线网络从覆盖范围上可以大致分成以下三大类:(1)系统内部互联/无限个域网(2)无线局域网(3)无限城域网/广域网。
故本文就此介绍各类无线网络的的应用现状。
一、无限个域网(WPAN)无线个域网主要采用IEEE802.15标准。
无限个域网可以看成是无线局域网的一个特例。
其覆盖半径只有几米。
其主要应用范围包括:语音通信网关、数据通信网关、信息电器互联与信息自动交换等。
WPAN通常采用微微蜂窝或毫微微蜂窝结构。
WPAN是当前发展最迅速的领域之一,相应的新技术也层出不穷,主要包括蓝牙技术、IrDA、Home RF、超宽带技术和ZigBee技术等,具体介绍如下:(一)蓝牙技术是一种支持点对点,点对多点语音和数据业务的短距离无线通信技术。
其基本网络结构是微微网。
其优点在于低功耗、具有很强的可移植性,集成电路简单,易于推广等。
蓝牙技术工作在全球通用的2.45GHz ISM频段,消除了国界的限制,可在短距离中互相连接,实现即插即用,在无线电环境非常嘈杂的环境下,其优势更加明显。
目前在为3个使用短距离无线连接的通用应用领域提供支持,分别是数据和语音接入点、电缆替代和自组网络。
(二)IrDA技术是目前几种技术中市场份额最大的,它采用红外线作为通信媒介,支持各种速率的点对点的语音和数据业务,主要应用在嵌入式系统和设备中。
(三) Home RF 用于在家庭区域内,在PC和用户电子设备之间实现无线数字通信的开放式工业标准。
无线个域网概述

精品课件
☆HomeRF技术
HomeRF是数字无线电话技术与WLAN技术融合发展的产物, 它采用共享无线连接协议(Share Wireless Access Protocol,SWAP),工作在2.4GHz ISM频段,在语音和数据 业务上应用甚广。
特点
安全可靠;成本低廉; 简单易行;不受墙壁和 楼层的影响;传输交互 式语音数据采用TDMA技 术,传输高速数据分组 则采用CSMA/CA技术;无 线电干扰影响小;支持
工作频率:3.1GHz~10.6GHz
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低速wpan
低速WPAN主要为近距离网络互连而设 计,采用IEEE 802.15.4标准。 其结构简单、数据率低、通信距离近 、功耗低、成本低,被广泛用于工业 监测、办公和家庭自动化及农作物监 测等
IEEE 802.15.4标准。
IEEE 802.15.4描述了低速率无线个人局域网的 物理层和媒体接入控制协议。它属于IEEE 802.15工作组。
节点4 节点3
节点5
PC控制
ZigBee中心节点
ZigBee终端节点
节点2 节点1
精品课件
五种WPAN关键技术的技 术特点
☆ZigBee技术
精品课件
应用实例
精品课件
无线个域网的应用实例
电子称,内置 ZigBee 模块
ZigBee 基站
干货区 水果区 生鲜区
精品课件
服务器 收银台
收银台 收银台 内置 ZigBee 模块
无线个域网(四)

无线个域网(四)无线个域网就是在个人周围空间形成的无线网络,现通常指覆盖范围在10m半径以内的短距离无线网络,尤其是指能在便携式消费者电器和通信设备之间进行短距离特别连接的自组织网。
WPAN被定位于短距离无线通信技术,但根据不同的应用场合又分为高速WPAN (HR-WPAN)和低速WPAN(LR-WPAN)两种。
发展高速WPAN是为了连接下一代便携式消费者电器和通信设各,支持各种高速率的多媒体应用,包括高质量声像配送、多兆字节音乐和图像文档传送等。
这些多媒体设各之间的对等连接要提供20Mb/s以上的数据速率以及在确保的带宽内提供一定的服务质量(QoS)。
高速率WPAN在宽带无线移动通信网络中占有一席之地。
发展低速WPAN是因为在我们的日常生活中并不是都需要高速应用。
在家庭、工厂与仓库自动化控制,安全监视、保健监视、环境监视,军事行动、消防队员操作指挥、货单自动更新、库存实时跟踪以及在游戏和互动式玩具等方面都可以开展许多低速应用。
有许多低速应用比高速应用对我们的生活更为重要,甚至能够挽救我们的生命。
例如,当你忘记关掉煤气炉或者睡前忘锁门的时候,有了低速WPAN就可以使你获救或免于财产损失。
从网络构成上来看,WPAN位于整个网络架构的底层,用于很小范围内的终端与终端之间的连接,即点到点的短距离连接。
WPAN是基于计算机通信的专用网,工作在个人操作环境,把需要相互通信的装置构成一个网络,且无须任何中央管理装置及软件。
用于无线个域网的通信技术有很多,如蓝牙、红外、HomeRF等,下面就几种主要的技术进行讲述。
①蓝牙。
蓝牙是由爱立信、英特尔、诺基亚、IBM和东芝等公司于1998年5月联合主推的一种短距离无线通信技术,它可以用于在较小的范围内通过无线连接的方式实现固定设备或移动设各之间的网络互联,从而在各种数字设各之间实现灵活、安全、低功耗、低成本的语音和数据通信。
蓝牙技术的一般有效通信范围为10m,强的可以达到100m左右,其最高速率可达lMb/s。
无线个域网技术和应用简介

无线个域网技术和应用简介无线通信的最大优点就是自由方便,无线网络让人们在摆脱了线缆的束缚之后,更加便捷自由地相互随时沟通,在网上享受冲浪的乐趣。
近年来无线网络的应用日渐增加,无论在军事领域、仓储物流业还是在制造业、区域办公环境、家庭组网等方面,无线网络扮演着越来越重要的角色。
如今无线网络技术与Internet(互联网)相结合,向我们迸发出极其诱人的活力。
无线个域网WPAN(Wireless Personal Area Network)是一种新兴的无线通信网络,如果把接入网称为迈向用户数字家庭的“最后一公里”,那么,那么无线个域网则可称为“最后的几十米”。
当计算机的外围设备如打印机、扫描仪、调制解调器、音频播放器、数码相机等逐渐增多后,用户不仅需在自己的主机上连接诸多外设,又要通过USB(通用串行总线)接口将一些数据来回传输并存储到硬盘中去或从硬盘中读取。
频繁地插拔某个接口、计算机前后面板上缠绕着的各种接线,是用户在体验新技术、新快乐、新用途的同时,又不得不忍受的“烦恼”。
此外,公司办公大楼内部、企业各部门之间的信息短距离快速传递也显得十分迫切和必要。
在一间不大的办公室里因有线局域组网带来的密密麻麻的布线令使用者心烦不已,且某个设备一旦需要“搬家”,还会“牵动株连”其它设备。
无线个域网就是为了解决这些问题而诞生的。
WPAN是一种与无线广域网WWAN(Wireless Wide Area Network)、无线城域网WMAN(Wireless Metropolitan Area Network)、无线局域网WLAN (Wireless Local Area Network)并列但覆盖范围相对较小的无线网络,是一种为了实现活动半径小、业务类型丰富、面向特定使用群体、无线无缝连接而提出的新兴无线通信网络组网技术。
它能够有效地解决“最后几米至几十米电缆连接”的问题,进而将无线联网进行到底。
在网络构成上,WPAN位于整个网络链的末端,用于实现同一地点终端与终端间的连接。
城域网的原理及应用

城域网的原理及应用一、城域网的定义和发展城域网(Metropolitan Area Network,简称MAN)是指在一个城市范围内建立的覆盖广大地域的计算机网络。
它通常由一些局域网(LAN)组成,连接各个局域网之间的通信交换和路由设备。
城域网的发展始于20世纪80年代,随着计算机和网络技术的快速发展,城市中大量的个人计算机和企业网络之间需要进行可靠的通信。
城域网在交换大量数据和信息的同时,也为城市居民和企业提供了高速、稳定的网络连接。
二、城域网的原理城域网通过建设光纤传输网络和WLAN等设施,实现了不同局域网之间的通信和资源共享。
它采用了一系列的网络设备和技术,包括网络交换机、路由器、网桥等,以实现城域网内部和城域网之间的数据传输。
城域网的原理主要包括以下几个方面:1. 网络拓扑结构城域网的拓扑结构分为星型和环形两种。
星型结构指将所有局域网连接到一个核心交换机上,实现各个局域网之间的数据交换。
环形结构指将各个局域网连接成一个环,通过网桥或路由器实现数据的传输和交换。
2. 网络设备城域网使用了多种网络设备,其中最重要的是网络交换机和路由器。
网络交换机用于实现局域网内部的数据交换,而路由器则负责实现城域网之间的数据传输和交换。
3. 网络协议城域网使用了多种网络协议,包括以太网、TCP/IP、IPX/SPX等。
这些协议保证了城域网中各个设备之间的通信和数据传输的顺利进行。
4. 安全性城域网的安全性是一个重要问题,因为城域网连接了大量的计算机和网络设备,需要保护数据的安全性和隐私。
常见的安全措施包括防火墙、入侵检测系统和数据加密等。
三、城域网的应用城域网在实际应用中有着广泛的用途,主要包括以下几个方面:1. 企业办公和数据通信城域网为企业提供了稳定、高速的数据通信环境,使得企业内部各个部门之间可以快速交流和共享资源。
员工可以通过城域网进行文件传输、数据共享和在线协作,提高工作效率。
2. 城市公共服务城域网为城市的公共服务提供了技术支持,包括公共交通、电力、水务等领域。
计算机城域网中无线网络技术的运用研究

计算机城域网中无线网络技术的运用研究近些年,我国科技迅猛发展,无线网络技术被广泛应用于计算机城域网内,两者的有机结合对存在较多难题的有线网桥架构十分有利,可以实现该范围中的网络连通,并且从整体上提高网络传输效率,在一定程度上减少网络传输所需成本。
在本文中,探究了无线网络技术的优势及其在计算机城域网中的运用。
标签:计算机;城域网;无线网络技术;运用引言针对无线网络技术而言,在将其应用于无线城域网中之后,主要通过电磁辐射进行传输,不必借用有线设备,利用无线传输这一方式向客户端传送相关网络数据。
与普通有线网络相比,无线网络传输数据的速度极快,当前其每秒钟的传输速度高达11M比特,当位于部分对传输速度具有较高要求的区域时,该技术每秒传输速度甚至能够达到54M比特,并且线路并不会对距离产生限制作用。
一、无线网络技术优势1.快速传输,方便拓展在该技术应用的过程中,以自身特征为依据选择不同的配置方式,可以基于相关条件以计算机用户具体要求为依据灵活选用,所以在原有基础基础上进一步拓展无线网络应用范围,在进行实际应用时能够以较快速度提高发射功率以及信道应用率,与之前的传输距离相比也更远,且传输速度有所提高。
2.安装快速便捷,方便运行在应用传统方式开展网络安装工作的时候存在较大劣势,一方面网络布线需进行较长时间的施工,另一方面会严重影响周边环境,在部分工程施工的过程中,还需进行穿线架管等操作,此类传统施工方式对人财物造成较大浪费,今后在应用时,只要出现相关问题,就需相关工作人员做好大范围的维修工作,此时无线网络能够发挥出重要作用,既可以进行快速、便捷地安装,也不必架设线路,在较大程度上减轻地面施工量,大力解放劳动力,使其工作负担大大减轻,所需要做的仅仅是以城市规模及其发展需求为依据,安装一定数量的接入点设备,在城市中实现全覆盖,如果接收点能够无线收发,那么便可达成数据连通的目的。
3.应用灵活度高城域网充分应用无线网络技术,通过连接有机结合电信级服务,在电信系统中,存在较多高科技含量,技术更为先进进,并且可提供大范围服务,根据各用户实际情况满足他们的具体需求,而且在空间上无线网络可以不受有线网络制约,拓展计算机活动范围,一旦计算机用户处于覆盖范围中,便可讲网络接入到无线网络的具体位置,使用户可以在较短时间中传输信息以及实现网络通信,采取具有较强灵活性的应用方式,既可以提高自己对网络的要求,也可以促进无线网络构建与发展,从而为广大群众生产生活提供更好服务。
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无线个域网技术和应用简介无线通信的最大优点就是自由方便,无线网络让人们在摆脱了线缆的束缚之后,更加便捷自由地相互随时沟通,在网上享受冲浪的乐趣。
近年来无线网络的应用日渐增加,无论在军事领域、仓储物流业还是在制造业、区域办公环境、家庭组网等方面,无线网络扮演着越来越重要的角色。
如今无线网络技术与Internet(互联网)相结合,向我们迸发出极其诱人的活力。
无线个域网WPAN(Wireless Personal Area Network)是一种新兴的无线通信网络,如果把接入网称为迈向用户数字家庭的“最后一公里”,那么,那么无线个域网则可称为“最后的几十米”。
当计算机的外围设备如打印机、扫描仪、调制解调器、音频播放器、数码相机等逐渐增多后,用户不仅需在自己的主机上连接诸多外设,又要通过USB(通用串行总线)接口将一些数据来回传输并存储到硬盘中去或从硬盘中读取。
频繁地插拔某个接口、计算机前后面板上缠绕着的各种接线,是用户在体验新技术、新快乐、新用途的同时,又不得不忍受的“烦恼”。
此外,公司办公大楼内部、企业各部门之间的信息短距离快速传递也显得十分迫切和必要。
在一间不大的办公室里因有线局域组网带来的密密麻麻的布线令使用者心烦不已,且某个设备一旦需要“搬家”,还会“牵动株连”其它设备。
无线个域网就是为了解决这些问题而诞生的。
WPAN是一种与无线广域网WWAN(Wireless Wide Area Network)、无线城域网WMAN(Wireless Metropolitan Area Network)、无线局域网WLAN (Wireless Local Area Network)并列但覆盖范围相对较小的无线网络,是一种为了实现活动半径小、业务类型丰富、面向特定使用群体、无线无缝连接而提出的新兴无线通信网络组网技术。
它能够有效地解决“最后几米至几十米电缆连接”的问题,进而将无线联网进行到底。
在网络构成上,WPAN位于整个网络链的末端,用于实现同一地点终端与终端间的连接。
WPAN工作在个人操作系统下,相互无线射频通信的装置构成一个网络,而无需任何中央管理装置及软件。
这种专用网络最重要的特性是采用动态拓扑结构以适应网络节点的移动性。
无线个域网的基本功能便携式技术产品的发展和应用需求迅速增长。
无线个域网WPAN 的诞生,继无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)无线广域网WWAN之后,使得无线接入链接更加完善。
WPAN使得便携式电器设备和通信设备之间能进行短距离“特别连接”,即设备既能承担主控功能,又能承担被控功能,而且设备加入或离开现有网络十分方便。
WPAN的主要技术及其特征和WLAN并无明显界限,随着短距离无线移动通信组网技术的发展,能够近距离为设备建立连接,还可以将一组相互连接的设备中的一个或多个或全部设备连入局域网或广阔的互联网。
与LAN连接机制不同的是,LAN中的各个设备是相对固定的,WPAN设备则是时常移动的,这意味着WPAN的技术标准应该具有很好的互操作性,在任何地方——无论是在交通工具如汽车、轮船中,或是在公共场馆中如车站、候机楼、图书馆、宾馆饭店中,都能不受干扰地传送语音、图片和数据。
无线个域网具有可移动性和自由接入性。
WPAN设备能随时随地联网或下网,入网的终端设备不受限制,入网方式不受接入点或服务器的制约,在10米半径大小的空间范围内和接入数量有规定的情况下,自动建立与其他设备之间的联系,无需人为干预。
无线连接方便灵活、低成本、功耗也小。
但是由于无线电磁信号发送的全方向性,不是仅仅由发送源直达接收者,存在着向四周散射的问题,因此可靠性和安全性将大大降低,这就对无线连接提出了信息安全、低功率传输等性能要求。
从网络构成上来看,无线个域网WPAN位于整个网络架构的底层,且是小范围内的终端设备之间的连接,即点到点的短距离连接。
通过WPAN可以把个人通信、在线娱乐、办公等设备联网并实现个人手写板、手机、便携电脑等个人电子通信设备之间的通信。
无线个域网的分类WPAN支持即插即用情形,支持话音和数据设备,具有功耗低、覆盖范围小、带宽中等、价格便宜、节点移动性较小等特点。
随着科技的发展,无线个域网的应用范围越来越广泛,涉及的关键技术也越来越丰富。
按照无线个域网各个领域的运用及满足应用要求的不同,通常人们将无线个域网的关键技术按照传输速率分为低速LR-WPAN(Low Rate)无线个域网技术、高速HR-WPAN(High Rate)无线个域网技术和超高速SR-WPAN(Super-high Rate)无线个域网技术。
低速无线个域网是按照IEEE 802.15.4协议为近距离联网设计的,它的复杂性相对较低。
IEEE802.15.4包括工业监控和组网、办公、库存管理和家庭自动化与控制、人机接口装置以及无线传感器网络等。
LR-WPAN的出现完全是由于市场需要,因为现有无线解决方案成本仍然偏高,而有些应用无需WLAN,甚至不需要蓝牙系统那样的功能特性。
低速无线个域网LR-WPAN的结构简单、数据率较低、通信距离近、功耗低,成本自然也很低。
低速无线个域网系统适用于办公和家庭自动化、工业生产的过程监测以及农作物生长监测等。
例如,利用所建立的数千个LR-WPAN节点装置构成的网状网,收集土壤信息和气象资料,农民和农场管理部门利用这些信息来决定各个生产环节以获取较高的农作物产量。
而在工业应用方面,主要用于建立传感器网络、紧急状况监测(如火警、温控、事故报警)、机器工作状态检测等。
在民用和办公自动化方面,用于提供无线办公解决方案,用无线替代有线连接计算机外设、游戏机、安全报警系统、照明和空调控制系统。
我们可以将蓝牙技术(IEEE802.15.1)看作是第一个取代有线连接、工作在个人环境下将各种电器组网的无线个域网技术。
但是蓝牙系统中的数据传输有效速率仅限于1Mbit/s以下,而按照IEEE802.15.3建立的WPAN数据传输速率高达55Mbit/s以上。
高速WPAN适合大量多媒体文件、短时间内视频流和采用媒体播放格式MP3(Media Player3)等音频文件的传送。
传送一幅图片,高速无线个域网只需1s。
高速WPAN不仅用于数据和语音传输,还用于视频或多媒体传输。
如摄像机编码器与电视投影仪/个人存储装置间的高速传送,便携式装置之间的计算机图形交换等。
高速WPAN目前界定的数据率为55Mbit/s,网络采用动态拓扑结构,采用便携式装置能在极短的时间内(小于1s)链入或脱离网络。
在日常生活中,无线通信装置数量的急剧增长对更高速率和更快的内同步传送的要求与日俱增,超高速WPAN将把网络中各种信息传送速率推向更高。
显然,IEEE 802.15.3高速WPAN将来不能满足这些应用要求。
为此,IEEE 802.15.3a工作组提出了更高数据率的物理层标准,用以替代高速WPAN的物理层,从而构成超高速WPAN或超宽带(Ultra-Wide Band)无线个域网WPAN。
WPAN系统通常都由以下四个层面构成:(1)应用软件与程序。
该层面由驻留在主机上的软件模块组成,它控制WPAN中各个模块的运行。
(2)固件和软件栈。
该层面对链路的建立和拆除起管理作用,并规定和执行业务质量QoS (Quality of Service)要求。
这个层面的功能常常在固件和软件中实现。
(3)基带处理装置。
它负责数据传送所需的数字数据处理,其中包括编/解码、封/拆包、检错和纠错。
基带部分还定义装置运行的状态,并与主控制接口交互作用。
(4)无线电射频。
它链接经D/A(数/模)和A/D(模/数)变换处理的所有输入/输出数据,接收来自和到达基带设备的数据,调制/解调发往和来自天线的射频信号。
无线个域网主要技术及其应用一、超宽带UWB技术。
超宽带无线电是指具有很高带宽比(射频频带宽度与其中心频率之比)的无线电技术。
实际使用中,它的工作频带宽度接近1.25GHz。
该技术原为美国军方为了防止通信内容被窃听而开发的一项军用通信技术。
2002年2月,美国联邦通信委员会FCC(Federal Communication Commission)授权其可用于民用。
随着因特网、多媒体的发展,人们之间的信息交换量越来越大,对实现高速率、高质量无线多媒体业务的需求越来越迫切,便携式电子设备与因特网之间的短距离高速无线通信已成为未来通信技术的重要发展趋势之一。
UWB技术之所以成为无线通信领域关注的热点之一,是由用户需求和UWB技术的性能特点共同决定的。
UWB是一种在雷达和遥感中被广泛应用的传输技术,近来作为通信应用在业界受到了巨大的关注。
UWB的主要特点是频带宽、传输速率高、空间容量大、成本低、功耗低、多径分辨能力强、穿透能力强、定位准确等。
未来的理想无线通信系统,需要解决这几个问题,即大数据量、高数据速率、远距离通信、更大的网络用户数。
然而对于实际的通信系统,是不可能同时实现以上要求的,只能取折衷方案。
最初的通信系统力求延长通信距离,而现在无线通信的发展趋势则是以牺牲通信距离为代价,最大限度地改善其他方面的性能。
目前侧重使用超宽带技术来提供短程的高速信息传输,也可以用来提供测距和定位等功能。
UWB技术相对于扩频通信等传统窄带和宽带通信方式而言,是一种全新的通信方式,UWB技术可以不采用中频载波变频调制,而将基带信号调制到信道上,用基带信号直接激励天线发射超短时宽的冲激脉冲,以时域窄脉冲作为信息载体。
目前UWB主要有两种通信技术:一种为基于窄脉冲的超宽带技术,主要由摩托罗拉(Motorola)等公司倡导;另一种为类似于正交频分技术OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)的脉冲化多波道超宽带技术,主要由因特尔(Intel)公司倡导。
但这两种超宽带通信技术,中国并不具有自己的知识产权,而且其相应的标准和应用还没有成熟;相反,对冲激脉冲型UWB技术,中国具有一定的知识产权优势,并且就冲激脉冲型UWB技术本身而言,具有数据传输速率高、定位精确等特点,能支撑更多的业务类型。
UWB技术标准主要在IEEE 802.15工作组进行。
该标准有两个:一个是极短程、极高数据传输速率的IEEE 802.15.3a;另一个是较长距离、数据传输速率要低的IEEE 802.15.4a。
超宽带通信系统采用了跳时扩频信号TH-SS (Time Hopping-Spread Signal),发射载频在多个时隙上跳变,系统具有较大的扩频处理增益,对干扰信号具有很好的抑制特性。
超宽带通信系统利用窄脉冲信号本身具有的宽频谱特性进行扩频,扩展后的频谱为数个GHz,是一般扩频系统的一百多倍,因此,在同等码速率情况下,超宽带通信系统比一般扩领系统的扩频增益大20dB左右,具有更强的抗干扰特性。