浅析无线通讯技术中近距离通讯技术的发展

王占领

摘 要：无线通讯已经逐渐成为了现代通讯技术的主流，尤其是近距离通讯。文章主要对日常中所使用的几种常见的无线通讯技术进行了简要叙述，对其原理以及发展现状进行了叙述，综合性的对其进行了展望分析。

关键词：无线通讯技术；近距离；发展

1 概述

现代通讯技术发展中，近距离无线通讯技术已经越来越成熟，而随着技术发展的成熟度提高，无线通讯也变得越来越简单、高速、可靠。各种通讯技术开始出现，并各自展现出其应有的作用。

1.1 UWB技术概述

UWB是目前无线通讯技术中所使用的一种先进的近距离通讯技术，以其高速率而闻名于世，是一种无载波的通讯技术，利用了非正弦波纳秒窄脉冲进行数据的传输，继而通过直接排序或者正交频分调制将数据的脉冲信号扩展到相应的范围，将极低功率信号在宽频上进行传播。经过验证，UWB技术能够在超低功率谱密度下进行超过480Mb/s的数据传输，且极其稳定可靠。同当下其他较为流行的无线通讯技术相比，该技术在传输数据的速率上拥有极大的优势。据可靠数据报告显示，UWB技术能够可靠数据传输。与当前流行的近距离无线通信技术相比，UWB具有巨大的数据传输速率优势，最大可以提供1000Mb/s的数据传输速率。UWB系统能够在十米以内的范围中传输大量的数据，因此在短距离无线数据通讯中更为实用。因此可以总结出，较之于窄带技术，超宽带技术拥有多重优势。首先，数据传输的效率较高，并且多径差异性较为丰富，功耗低，并能够实现快捷多址。这些优势便是UWB技术能够在近距离无线通讯技术中得以发展的主要因素。

1.2 蓝牙技术概述

蓝牙是在上世纪末由多加电子公司共同推出的开放性无线通讯技术标准，其无线连接基础便是近距离、低成本。蓝牙技术主要采用了时分多址技术以及高速调频技术，为移动设备同固定设备之间的连接建立了一个特别的环境。大多数的蓝牙定制工作主要是由蓝牙小组负责，蓝牙的业务是不需要申请的2.4Hz的ISM波段，其对干扰的抗性主要通过采用1600跳点/秒额定速率高速跳频来实现。蓝牙通讯技术除了应用了跳频外，还采用了时隙。并且蓝牙应用更倾向于携带便捷，因此蓝牙设备体积更小、功率较小，所以其有效通讯范围仅为10m。

1.3 红外技术概述

目前很多平台以及众多的硬件都会支持另一种无线通讯技术，即红外技术。该技术通过红外光脉冲以及数据电脉冲之间的转换实现无线收发数据的目的，主要应用在线缆连接的取代上。红外通讯技术标准的统一是在1993年，其数据传输采用的是短距离、点对点直线以及小角度的传输方式，保密性较强且速率较高。目前FIR应用较广的为4M速率，VFIR速率则可以达到16M虽然已经发布，但尚未推广使用。

1.4 ZigBee技术

ZigBee技术是一种近距离、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。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。

1.5 RFID技术

射频识别即RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。常用的有低频（125k～134.2K）、高频（13.56Mhz）、超高频，微波等技术。RFID读写器也分移动式的和固定式的，目前RFID技术应用很广，如：图书馆，门禁系统，食品安全溯源等。

2 多种无线通讯技术在竞争中互补相容得以发展

2.1 UWB技术

从技术层面上讲，发展才是学术界以及产业界共同关注的问题，就目前的UWB技术，其体系还尚未得到完善，很多技术难题还尚未攻克，尚处在摸索阶段。目前必须解决的问题是UWB技术如何能够同其他通讯系统共存。由于UWB技术使用的频谱很快，因此会同其他的技术频谱有所交叉。这就带来了外源干扰的问题，此外如何解决带内干扰以及4G网络的共存问题都是亟待解决的难题。其中针对UWB与4G的共存研究，DAA作为UWB的防干扰技术在日本和欧洲已经受到重视，为了保护未来4G移动通信系统，一些国家提出UWB必须使用DAA的限制方案。

2.2 蓝牙技术

蓝牙技术将会在Scatternet网络通信、蓝牙芯片的单芯片化设计、高速扩展、增加传输距离的“长蓝牙”以及与无线局域网间的干扰等问题上做进一步研究。蓝牙的发展在各种无线技术中一直令人瞩目，普及速度令人吃惊。蓝牙技术联盟亚太区及日本市场总监何万庄表示，手机显然是带动蓝牙技术增长的最大“功臣”。手机市场增长依然强劲，增幅可达40%，这将持续带动蓝牙市场增长。并且，蓝牙也将在游戏设备、相机、鼠标、键盘、电脑、PDA手持设备、打印机、汽车等领域上得到广泛应用。

2.3 ZigBee技术

目前已经作为模块解决方案用于大规模生产的ZigBee技术一向以低成本、低功耗和易部署的特点著称。ZigBee侧重应用于对能源管理具有较高要求的领域，例如传感器应用和网络控制领域。据预测，在数字家庭的应用方面，ZigBee将从现有的家电遥控、灯光控制、门禁领域进一步拓展到灯光控制、便携设备领域等。随着ZigBee模块成本的下降，其产品在一两年内会大范围应用。不出几年，一些手持式设备将会采用ZigBee芯片进行家电控制、小额付款等领域。

2.4 RFID技术

另外值得一提的是被列为21世纪最有前途的重要产业和应用技术之一的RFID技术。它得益于多项技术的综合发展，包括芯片技术、天线技术、无线技术、电磁传播技术、数据交换与编码技术等。近年来，它的应用范围和深度都得到了迅速的发展，它作为接入层技术，结合互联网或公共电信网，将能构造一个实现全球物品、人员信息实时共享的“物联网”。未来几年内RFID技术主要以供应链的应用为赢利的主体，从采购、仓储、生产、包装、卸载、流通加工、配送、销售到服务，这些供应链上的每一环节加入RFID之后，就会变得更加顺畅。

3 结束语

综上可以看出，在目前短距离的无线通讯中，不同的技术具有不同的优势。UWB以其传输速率之高见长，而蓝牙则拥有QoS，在控制场合以及感测场合中ZigBee较为适用，而在电子商务、政务以及物流领域中RFID技术拥有更好的发展空间。而今后的社会需要的是综合性的技术，所以上述各個技术之间的融合发展是必然的。例如，新一代的蓝牙技术发布中，技术联盟对外宣布会将超宽带线技术融合到蓝牙技术中，用以提高蓝牙传输速度，并降低蓝牙成本，扩展其应用范围，从而突破市场瓶颈。此外，蓝牙同UWB技术的结合，能够使得蓝牙实现全球产品的直接对接，无需再带有后来者的身份标识。虽然该项技术目前尚未完善还正在开发，但其基本协议堆栈已经初步完成。这项技术实现了无线通讯技术之间的融合，为各个技术的互补促进提供了更好的发展前景，是一个技术新时代的开始。

参考文献

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