常用无线传输技术简介
《无线传输技术》课件
调相（PM）
02
通过改变载波信号的相位来传递信息，具有抗干扰能力强、信
号质量稳定等优点。
调相调频（PM/FM）
03
结合调相和调频两种调制方式，具有更高的信息传输效率和更
好的抗干扰能力。
无线信号的编码方式
模拟信号编码
将模拟信号转换为数字信号进行 传输，具有抗干扰能力强、传输 质量高等优点。
数字信号编码
大气折射
无线电波在大气中传播时，由于大气密度和温度的变化，会导致电 波传播路径发生弯曲。
地球曲率传播
由于地球表面曲率的影响，无线电波在地面传播时会受到一定的限 制，需要考虑到地球曲率对信号传播的影响。
无线信号的调制方式
调频（FM）
01
通过改变载波信号的频率来传递信息，具有抗干扰能力强、信
号质量稳定等优点。
将数字信号转换为适合传输的格 式进行传输，具有传输速度快、 可靠性高等优点。
03
无线传输技术标准
IEEE 802.11标准
IEEE 802.11标准，也被称为Wi-Fi，是一种无线局域网（ WLAN）标准。
它定义了无线局域网技术的电子和电气要求，包括物理层和 数据链路层。该标准支持多种传输速率，包括2Mbps、 54Mbps（在802.11g及以后的版本中）以及600Mbps（在 802.11ac及以后的版本中）。
终端之间的通信。
无线网络
利用无线传输技术构建 无线网络，实现计算机 、智能设备之间的互联
互通。
物联网
利用无线传输技术实现 物联网设备的互联互通 ，实现智能化管理和控
制。
卫星通信
利用卫星进行无线信号 传输，实现全球范围内
的通信和信息传递。
02
工业通信中的无线传输技术
工业通信中的无线传输技术随着工业化的不断推进，工业通信扮演着越来越重要的角色。
而在工业通信中，无线传输技术的应用正逐渐成为主流。
本文将对工业通信中的无线传输技术进行深入探讨，介绍其原理、应用以及未来发展趋势。
一、无线传输技术的原理无线传输技术是一种基于无线电波的通信方式，利用无线电信号来传送信息和数据。
工业通信中常用的无线传输技术包括蓝牙、Wi-Fi、ZigBee等。
1. 蓝牙：蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，工作频率在2.4GHz左右。
它具有低功耗、低成本以及简单易用等优点，常用于工业设备的连接和数据传输。
2. Wi-Fi：Wi-Fi技术是一种无线局域网技术，工作频率一般为2.4GHz或5GHz。
它具有较高的传输速率和较大的覆盖范围，适用于工业场景中需要大规模数据传输的应用。
3. ZigBee：ZigBee技术是一种低功耗、低速率的无线通信技术，工作频率在2.4GHz或800-900MHz。
它主要用于传感器网络和监控系统，适用于工业场景中对电池寿命和传输距离有要求的应用。
二、无线传输技术的应用无线传输技术在工业通信中有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面。
1. 监测与控制：工业场景中经常需要对设备进行远程监测和控制，如物联网中的智能家居、智能工厂等。
利用无线传输技术，可以实现对设备状态的实时监测和远程控制，提高生产效率和安全性。
2. 数据传输：工业通信需要进行大规模的数据传输，用于监测和分析工艺过程、产品质量等。
采用无线传输技术，可以实现高速、稳定的数据传输，提高数据收集和分析的效率。
3. 自动化控制：工业领域中的自动化控制系统通常需要实时的数据交换和传输。
通过无线传输技术，可以实现设备之间的实时信息交互，提高自动化控制系统的可靠性和灵活性。
4. 移动通信：在一些特殊场景中，如移动机器人、移动设备等，无线传输技术可以实现设备之间的远程通信和协作，提高工作效率和灵活性。
三、无线传输技术的发展趋势随着工业互联网和物联网的快速发展，无线传输技术在工业通信中的应用前景非常广阔。
33. 无线通信中的信号传输技术有哪些？
33. 无线通信中的信号传输技术有哪些？33、无线通信中的信号传输技术有哪些？在当今数字化和信息化的时代，无线通信技术已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从日常的手机通话、无线网络连接，到卫星通信、物联网应用，无线通信无处不在。
而在这背后，信号传输技术起着至关重要的作用。
无线通信中的信号传输技术多种多样，每种技术都有其独特的特点和应用场景。
首先，我们来谈谈“蓝牙技术”。
蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，常用于连接手机与耳机、音箱、键盘等设备。
它的优点在于低功耗、低成本，并且能够快速建立连接。
想象一下，当您在运动时，通过蓝牙连接耳机，轻松享受音乐，而无需担心线缆的束缚，这就是蓝牙技术带来的便利。
接着是“WiFi 技术”。
WiFi 大家应该都很熟悉了，它为我们的家庭和办公环境提供了无线网络连接。
WiFi 技术能够实现高速的数据传输，让我们可以流畅地观看在线视频、进行视频通话等。
随着技术的不断发展，WiFi 的传输速度和覆盖范围也在不断提升。
“Zigbee 技术”也是一种常见的无线通信技术，主要应用于物联网领域。
它适用于低数据速率、短距离、低功耗的设备之间的通信，比如智能家居中的传感器网络。
通过 Zigbee 技术，各种智能设备可以相互连接和通信，实现智能化的控制和管理。
再来说说“NFC 技术”，即近场通信技术。
这一技术常用于移动支付、门禁系统等场景。
当您使用手机进行支付时，只需将手机靠近支付终端，就能快速完成交易，这就是 NFC 技术的功劳。
“UWB 技术”，即超宽带技术，是一种新型的无线通信技术。
它具有高精度的定位能力和高速的数据传输速率，在室内定位、虚拟现实等领域有着广阔的应用前景。
除了上述几种常见的技术，还有“卫星通信技术”。
卫星通信可以实现全球范围内的通信覆盖，不受地理条件的限制。
在一些偏远地区、海洋、沙漠等没有地面通信基础设施的地方，卫星通信发挥着重要作用。
例如，远洋航行的船只通过卫星通信与陆地保持联系，获取导航和气象等信息。
无线传输方式简介
1.2
3G无线传输
比较常见的无线传输方式
LOGO
1.2.6
3G标准有 CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX等，3G服 务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。 3G和2G一样，同样需要大面积的网络覆盖，依赖数以万计的基站来 支撑起的网络。这种网络的部署与实施，价格也是极其高昂的。 CDMA2000，WCDMA，和TD-SCDMA我们在日常中经常会接触到， 这里不再详细阐述。现在，支持WiMAX的终端也已在市场上出现，因此 简单介绍下WiMAX。 WiMAX作 为一种 面向“最后一公里” 接入地标准，尤其 在现今全球缺乏统 一宽带无线接入标 准之际，有重要现 实意义与战略价值。
无 线 传 输 技 术 简 介
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内容大纲
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1 2 3 4
撰写本文的目的 比较常见的无线传输方式 各传输技术的简单比较 学习总结和疑问
1.1
撰写本文的目的
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目前，随着通讯技术的发展，无线传输 技术的使用已经渗透到社会的各个角落。我 公司作为一家从事无线传输技术的高新技术 公司，因此从业务方面的的需要考虑出发， 通过网络搜集了目前较为常见的无线传输技 术，通过对比分析，旨在对相关技术做简单 的介绍以及希望能对公司从事的技术有进一 步较为深入的了解。
功率小 低 高 可自组网， 无限扩展
小规模接入组 长距离通信或控 短距离，大数据 工业控制、 长距离通信或控制 网 制 量，高速传输 医疗等
1.3.2
2.4G频段技术的应用
在上面的表格里，可以看到Zigbee是工业应用中组建近距离控制网络方面有先 天性的优势，在工作于2.4G频段的传输技术中，Zigbee比与其他的蓝牙和wifi相比， Zigbee，具备其他二者不具备的网络扩展性，网络节点数也远远大于蓝牙的8个节点 和wifi的50个节点，达到65000多个节点，在加上安装使用简单，使用成本低，联网 所需时间段等的特征，也就不能理解在工业现场控制应用中首先考虑Zigbee实施组 网是很有竞争力的。
常见8种无线通信协议简介
常见8种无线通信协议简介无线通信协议是在无线通信中用于数据传输的规则和标准化规范。
随着无线通信技术的快速发展，各种不同的通信协议应运而生。
本文将介绍8种常见的无线通信协议，分别为：Wi-Fi、蓝牙、NFC、Zigbee、Z-Wave、LoRaWAN、NB-IoT和LTE。
1. Wi-FiWi-Fi是一种广泛应用于个人电脑网络和移动设备的无线局域网技术。
它基于IEEE 802.11标准，提供了快速、高速和稳定的无线数据传输能力。
Wi-Fi协议广泛用于家庭、办公室、公共场所等地方，提供无线上网服务。
2. 蓝牙蓝牙是一种短距离无线通信技术，用于在电子设备之间传输数据。
蓝牙协议基于IEEE 802.15.1标准，具有低功耗、低成本和高度可靠的特点。
蓝牙广泛应用于耳机、音箱、键盘、鼠标等蓝牙设备之间的数据传输和连接。
3. NFCNFC（Near Field Communication）是一种短距离无线通信技术，用于近距离的触碰式数据交换。
NFC技术基于ISO/IEC 18092标准，允许设备进行近场通信。
它常用于移动支付、门禁系统、智能标签等领域。
4. ZigbeeZigbee是一种低功耗、低速率的无线通信协议，特别适用于自组织网络和传感器网络。
Zigbee协议基于IEEE 802.15.4标准，主要用于物联网、智能家居、工业自动化等领域。
它具有低功耗、高网络容量和强大的自组织能力。
5. Z-WaveZ-Wave是一种专用于智能家居的无线通信协议。
它采用低功耗、短距离的无线通信方式，能够连接和控制各种智能家居设备。
Z-Wave 协议相较于其他无线通信协议，更适合于智能家居场景，它提供了更好的互操作性和稳定性。
6. LoRaWANLoRaWAN（Long Range Wide Area Network）是一种低功耗广域网技术协议，用于连接大规模的物联网设备。
它利用LoRa调制技术，可以实现远距离的无线通信，同时具有低功耗和高可靠性。
无线通信中的信号传输和调制技术
无线通信中的信号传输和调制技术无线通信是指通过电磁波传输信息的通信方式，它在我们的生活中起到了至关重要的作用。
在无线通信中，信号传输和调制技术是至关重要的环节。
本文将详细介绍无线通信中的信号传输和调制技术，并分点列出步骤。
一、信号传输技术信号传输是将信息从发送端传输到接收端的过程。
在无线通信中，常用的信号传输技术有以下几种：1. 调幅传输（Amplitude Modulation，AM）调幅传输是利用载波的振幅调制的一种传输技术。
其步骤如下：- 将原始信号与较高频率的载波信号相乘，得到调制信号。
- 调制信号经过无线传输后，到达接收端。
- 在接收端，将接收到的调制信号与载波信号相乘，得到原始信号。
2. 调频传输（Frequency Modulation，FM）调频传输是利用载波的频率调制的一种传输技术。
其步骤如下：- 将原始信号与载波信号相加，得到调制信号。
- 调制信号经过无线传输后，到达接收端。
- 在接收端，通过对调制信号进行频率解调，得到原始信号。
3. 数字调制传输数字调制传输是将数字信号转换为模拟信号进行传输的一种传输技术。
其步骤如下：- 将数字信号经过数字调制技术转换为模拟信号。
- 模拟信号经过无线传输后，到达接收端。
- 在接收端，通过解调将模拟信号转换为数字信号。
二、调制技术调制技术是将原始信号转换为适合无线传输的信号的过程。
常用的调制技术包括以下几种：1. 幅度调制（Amplitude Modulation，AM）幅度调制是基于原始信号的振幅变化来调制载波信号的一种调制技术。
其步骤如下：- 将原始信号的振幅与载波信号的振幅进行乘积运算，得到调制后的信号。
2. 频率调制（Frequency Modulation，FM）频度调制是基于原始信号的频率变化来调制载波信号的一种调制技术。
其步骤如下：- 将原始信号的频率变化与载波信号的频率进行调制运算，得到调制后的信号。
3. 相位调制（Phase Modulation，PM）相位调制是基于原始信号的相位变化来调制载波信号的一种调制技术。
WiFi简介介绍
IEEE 802.11标 准
1997年，IEEE（电气电子工 程师学会）推出了802.11标 准，定义了WiFi技术的基本 规范，为后续发展提供了框 架。
发展历程
随着技术的进步，WiFi速度 从最初的1 Mbps提高到了 数百Mbps，并且覆盖范围 也不断扩大。同时，出现了 双频WiFi（2.4 GHz和5 GHz）、MU-MIMO（多用 户多输入多输出）等先进技 术，提高了网络性能和容量 。
防火墙与访问控制
通过设置防火墙和访问控制列表（ACL），可以 限制非法设备接入WiFi网络，进一步提高网络安 全性。
认证方式
WiFi设备在连接网络时需要进行认证。常见的认 证方式有开放系统认证和共享密钥认证。开放系 统认证无需密码，安全性较低；共享密钥认证需 输入密码，安全性较高。
VPN与加密隧道
对于高安全性需求的应用场景，可以通过VPN（ 虚拟专用网络）或加密隧道技术，实现在不安全 网络环境下的安全数据传输。
WiFi的工作原理
01
无线电波传输
WiFi设备（如无线路由器、手机、电脑等）通过无线电波在空气中传输
数据。这些设备装有无线网卡，可以接收和发送无线电波。
02
访问点（AP）与客户端
WiFi网络通常包含一个或多个访问点（AP），它们充当网络的中心点
，与客户端设备进行通信。客户端设备可以是电脑、手机、平板等。
THANKS
感谢观看
传输距离
WiFi的传输距离受到多种因素影响，包括发射功率、接收灵敏度、信号干扰、 障碍物等。一般来说，室内环境下WiFi的有效传输距离在10~50米之间，室外 环境下可达数百米。
WiFi的安全性
加密方式
WiFi使用多种加密方式来保护数据安全，如WEP 、WPA、WPA2和WPA3。其中，WEP加密已被 认为不安全，而WPA2和WPA3提供更高的安全性 。WPA3是目前最新的加密标准，具有更强的安 全性。
常见无线通信技术
常见无线通信技术
常见的无线通信技术包括：
1. Wi-Fi：一种使用无线电波进行局域网通信的技术，常用于家庭、企业和公共场所的无线上网。
2. 蓝牙：一种短距离无线通信技术，用于在手机、耳机、音箱等设备之间进行无线数据传输和连接。
3. GPS：全球定位系统，使用卫星信号和地面接收器来确定地球上任何一个模糊的定位。
4. 5G：第五代移动通信技术，具有更高的数据传输速度、更低的延迟和更多的设备连接能力。
5. 手机网络：例如2G、3G和4G，用于实现移动电话通信、数据传输和互联网访问。
6. 红外线通信：使用红外线传输数据的无线通信技术，常用于遥控器、红外数据传输等。
7. 无线电广播：通过无线电波传播音频、视频和数据的技术，包括AM和FM广播、卫星广播等。
8. NFC（近场通信）：一种短距离高频通信技术，用于在移动设备之间进行快速无线连接和数据传输。
9. RFID（射频识别）：一种使用无线电技术进行自动识别和跟踪物体的技术，常用于物流、库存管理等领域。
这些是一些常见的无线通信技术，每种技术都有不同的应用和特点，满足了人们在不同场景下的通信需求。
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• 物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产 力”，是继通信网之后的另一个万亿级市场。
1. 物联网是什么？
2. 无线通信技术分类
一. 短距离无线通信技术 WiFi、Bluetooth、ZigBee、Z-Wave、RFID、NFC...... 物联网常用 无线通信技术 二. 广域网无线通信技术（LPWAN：low-power Wide-Area Network，低功耗广域网） LoRa、NB-IOT、Sigfox、eMTC .....
2.2 Bluetooth
：蓝牙（Bluetooth）是一种基于IEEE802.15.1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，使用全球统 一开放的2.4G的ISM波段，致力于在10～100 m的空间内使所有支持该技术 的移动或非移动设备可以方便地建立网络联系、进行话音和数据通信。在智 能家居、穿戴产品等领域应用广泛。 经典蓝牙（BR/EDR） (1) BR（Basic Rate）： 1Mb/s (2) EDR（Enhanced Data Rate）： 3Mb/s 低功耗蓝牙(BLE: Bluetooth Low Energy ): < 20 Kb/s 双模蓝牙：同时具有经典蓝牙和BLE蓝牙的模块或设备
2.1 WiFi
WiFi（WireleSS Fidelity：无线高保真），实际上是制定802.11无线网络协议的组织，并非代表 无线网络。俗称无线宽带，是IEEE定义的一个无线网络通信 的工业标准。 WiFi其实是无线局域网（WLAN） 的其中一种非常重要的技术，因 为WLAN主流采用802.11协议， 所以大家通常以WiFi 来表示无线 网络。 ① ② ③ ④ 主要特性为： 速度快； 组网简单； 覆盖范围广； 可靠性高
：定义了设备之间实现一种连接或应用的规则。简单理解为应用层或者连接
层协议。
：
（1）GAP（Generic Access Profile）：
该Profile保证不同的Bluetooth产品可以互相发现对方并建立连接，是其他蓝牙规范的基础。
（2）SDP（Service Discovery Profile）： 服务发现协议。蓝牙设备之间查询双方支持的profile或者服务。
3.1 LoRa---终端设备分类
Class A：节点按需主动上报数据，每一个 终端上行传输后会伴随着两个下行接收窗口， 平时休眠，只有在固定的窗口期才能接收网 关下行数据。Class A的优势是功耗极低。
Class B：ClassB模式是固定周期时间同步， 在固定周期内可以随机确定窗口期接收网关 下行数据，兼顾实时性和低功耗，特点是对 时间同步要求很高
• 中国/欧洲/ETSI
2.412-2.472GHz(13信道)
2.412-2.484GHz(14信道）
2.1 WiFi---基础网
基于AP组建的无线网络：
• 必须有一个AP（Access Point：接入点） 负责接入站点 • 有多个STA（Station：站点）接入到AP • AP是网络的中心，可以管理网络的站点 • STA之间不能直接通信，数据都需要经 过AP的转发
Generic Attribute Profile
Find Me Profile Heart Rate Profile
通用属性协议
设备寻找 心率协议
BLE应用都基于GATT
蓝牙防丢器 蓝牙心率带
2.2 Bluetooth---组网方式
• 微微网（Pico网） • 分散设备编号不同，每个微微网最 多连接7个从设备。此外，在微微网中， 从设备只能与主设备进行通信，从设备之 间不能通信。
• 每个AP组成一个BSS • 接入控制
• 认证与计费
• 数据转发 • AP要有一个SSID（Service Set ID），
需要设置工作信道、秘钥（如WAP） • AP模式：AP有线上行，无线下行
2.1 WiFi---自组网
Ad-Hoc（点对点）模式：
• 一组具有无线功能的设备之间为数据共
享而迅速建立起无线连接；
2.2 Bluetooth---常用profile
分类 Profile
A2DP HFP BR/EDR OPP Profile AVRCP PBAP
全称
Advanced Audio Distribution Profile Hands-free Profile Object Push Profile Audio/VideoRemote Control Profile PhonebookAccess Profile
多个微微网如果存在重叠区域，就形成了 分散网，一个微微网的主设备，可以同时 充当另一个微微网的从设备
2.3 ZigBee---简介
• ZigBee 是建立在IEEE802.15.4标准之上，是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低 成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间 进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。
2.1 WiFi---2.4G频段
• IEEE 802.11b/g标准工作在2.4G频段，频率范围为2.400—2.4835GHz，共83.5M带宽 • 划分为14个子信道，每个子信道宽度为22MHz（20MHz有效带宽+2MHz保护带） • 相邻信道的中心频点间隔5MHz ，相邻的多个信道存在频率重叠(如1信道与2、3、4、5信道有频 率重叠)，整个频段内只有3个（1、6、11）互不干扰信道 • 北美/FCC • 日本/ARIB 2.412-2.461GHz(11信道)
物联网常用无线传输技术介绍
智能分析系统部 2018.4
1. 物联网是什么？
（IOT：Internet of things：）是新一代信息 技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要 发展阶段。顾名思义，物联网就是物物相连的互联 网。
• 物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府 工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、 环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照 明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花 卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜 集等多个领域。
用途
蓝牙音频传输协议 蓝牙通话免提协议 对象存储规范
典型应用场景
蓝牙音乐播放器播放远 端设备的音乐 蓝牙耳机接听或拨打电 话 手机间传输文件、图片
音频/视频远程控制规范 蓝牙耳机控制上/下一 首、音量、暂停、播放 电话号码簿访问协议 蓝牙耳机显示手机来电 号码
GATT
BLE Profile FMP HRP
2.4 近距离通信技术比较
3 广域网无线通信技术
物联网的快速发展对无线通信技术提出了更高的要求，专为低带宽、低功耗、远距离、 大量连接的物联网应用而设计的LPWAN(low-power Wide-Area Network，低功耗广域网)也 快速兴起。 NB-IoT和LoRa是LPWAN最具有代表性的两种无线通信技术，具有不同的技术和商业特 性，也是最有发展前景的两个低功耗广域网通信技术。这两种LPWAN技术都有覆盖广、连接 多、速率低、成本低、功耗少等特点，都适合低功耗物联网应用，都在积极扩建自己的生态 系统。 LoRa与NB-IoT是最有发展前景的两个低功耗广域网
Zigbee技术具有强大的组网能力，可以形成星型、树形、Mesh网状型，可以根据实际项 目需要选择合适的网络结构。 Mesh网状拓扑结构的网络具有强大的功能，网络可以通过多级跳的方式来通信，网络覆 盖范围可明显增加，网络还具备自组织、自愈能力；
2.3 ZigBee---应用
ZigBee 已广泛应用于物 联网产业链中的M2M 行业，如智能电网、智 能交通、智能家居、金 融、移动POS 终端、供 应链自动化、工业自动 化、智能建筑、消防、 公共安全、环境保护、 气象、数字化医疗、遥 感勘测、农业、林业、 水务、煤矿、石化等领 域。
通信技术。不过两者之间到底有什么区别和不同？
谁又将更胜一筹占领LPWAN制高点呢？
3.1 LoRa---简介
LoRa （Long Range）是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司于 2013年发布的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。主要工作在全球各地 的ISM免费频段（即非授权频段），包括主要的433、470、868、915MHz等。 其最大特点是传输距离远、工作功耗低、组网节点多。 LoRa采用了高扩频因子，从而获得了较高的信 号增益。一般FSK的信噪比需要8dB，而LoRa 只需要-20dB。 其接受灵敏度达到了惊人的-148dbm，与业界 其他先进水平的sub-GHz芯片相比，最高的接 收灵敏度改善了20db以上，体现在应用上就是 拥有5～8倍传输距离的提升。 另外LoRa还应用了前向纠错编码技术，在传输信息中加入冗余，有效抵抗多径衰落。 虽然牺牲了一些传输效率，但有效提高了传输可靠性。
3.2 NB-IoT
：基于蜂窝的窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）成为万物互联网络的一
个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS 网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。2015年9月， NB-IoT标准应运而生；NB-IOT协议 规范在2016年6月份的3GPP Release13版本冻结。 NB-IoT采用超窄带、重复传输、精简网络协议等设计，以牺牲一定速率、时延、移动性性能，获取面 向LWPA物联网的承载能力。各运营商都已经重点投入NB-IoT网络的部署。