中国无线通信技术的发展及应用

摘要：自从莫尔斯发明电码以来，无线电通信技术得到了飞速发展，无线电技术的发展给人们的生活带来了极大的便利，使人类的通信技术发生了本质上的变革。本文从无线电通信技术的定义入手，讨论了它的发展历程，同时分析了当前无线电技术的特点，阐述了目前新兴的无线通信技术Zigbee的应用。

关键词：Zigbee通信技术；电磁波；

1.什么是无线通信技术

无线通信（Wireless communication）是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。在移动中实现的无线通信又通称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。无线通信技术包括无线基站、无线终端应用管理服务器三部分组成，按照传输距离可以分为基于 IEEE802.15 的无线个域网（WPAN）、基于 IEEE802.11 的无线局域网（WLAN）、基于 IEEE802.16 的无线城域网（WMAN）、基于 IEEE802.20 的无线广域网（WWAN）等四类。无线通信技术按照不同的要求，可以划分为不同的类型。例如，按照移动性可以划分为移动接入式和固定接入式；按照带宽可以分为宽带无线接入和窄带无线接入；按照传输距离可以分为长距离无线接入和短距离无线接入等。短距离无线通信技术有蓝牙（Bluetooth），Zig Bee，射频识别（radio frequency identification，RFID）等。长距离无线通信技术有通用分组无线业务（general packet radio system，GPRS），全球移动通信系统（global system for mobile communications，GSM），第三代/第四代（third generation/fourth generation，3G/4G）移动通信等。

2.无线电通信技术的发展

20世纪90年代随着信息革命的到来，尤其是因特网商用后的迅猛发展，使传统的电信业受到巨大的震动和冲击。人们需要随时随地获取信息，原来点对点的固定电话通信方式已远不能满足需求了。无线通信是指采用电磁波进行信息传递的通信方式。从最初英国物理学家麦克维斯的电磁场理论的建立到电磁波被科学家发现，再到今天无线电通信技术的广发应用，已有130多年的历史。早在1897年，马可尼使用800KHZ中波信号进行了从英国至北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的无线电报通信试验，开创了人类无线通信的新纪元。第四阶段为80年代初至90年代中，为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段，并逐步向个人通信业务方向迈进；此时出现各类系统与业务运行，频段扩展至900MHZ-1.9GHZ，而且除公众蜂窝电话通信系统外，无线寻呼系统、无绳电话系统、集群系统、无中心多信道选址移动通信系统等各类移动通信手段适应用户市场需求同时兴起并各显神通。第五阶段为90年代至今，随着数据通信与多媒体业务需求的发展，第三代移动通信开始兴起。从网络的角度来看，接入网可分成有线接入网和无线接入网、光缆同轴混合接入网、铜线电缆、对绞线、电话（一般为铜线）接入网等等；无线接入技术是近些年迅速发展起来的新技术领域，它从概念上产生了一个重大的飞跃，即不需要缆线类物理传输媒质而采用无线传播手段来代替部分接入网甚至接入网的全部，从而达到降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。短距离之内的接入技术主要有蓝牙（Blue tooth）、红外线、共享无线接入协议WAP， HomeRF等系统。

3.ZigBee无线电通信技术的应用

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络，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协议从下到上分别为物理层（PHY）、媒体访问控制层（MAC）、传输层（TL）、网络层（NWK）、应用层（APL）等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。因此，人们用 Zig Bee 技术来代表具有能量消耗小、体积小、传输速率低和成本低的无线通信技术，也就是“紫蜂”技术。 Zig Bee 联盟是一个高速成长的非盈利业界组织，成立于 2001年8 月，2002年，荷兰飞利浦半导体公司、美国摩托罗拉公司、英国Invensys公司以及日本三菱电气公司四大公司加盟 Zig Bee 联盟，共同合作研发名为“Zigbee”的无线通信标准，被誉为Zig Bee技术的里程碑。迄今为止，Zig Bee 联盟更加庞大，囊括了国际上著名的半导体生产商、技术提供者、技术集成商和许多行业的200多家企业，国内的华为、海尔、中兴等著名企业就在其中。网络层以上协议由 Zig Bee 联盟负责制定。标准制订工作与新世纪初期基本完成。与蓝牙、高速率个人区域网相比，Zig Bee 协议更加简单实用。

参考文献：

[1]郭淑霞等.教育信息化——网络信息技术条件下教学方式研究.教育信息化，2002（12）： 第11-12页.

[2]贺晔，翁诗环.网络信息技术对人与社会发展的影响.湖南人文科技学院学报，2007（04）： 第42-44页.

[3]聂丽芬.分析无线电通信技术的发展现状及创新.电子制作，2015（06）

[4]宫雅丽.浅析无线电通信技术的发展.信息与电脑（理论版），2011（02）

[5]于燕波.无线电通信技术的应用现状与发展趋势分析.电子技术与软件工程，2015（06）

作者简介：

郑建芳（1983.02- ），女，广东韶关人，大专，广州航海高等专科学院，研究方向：应用电子技术。