无线传输方式简介

1.2
比较常见的无线传输方式
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1.2.2
蓝牙
蓝牙是我们生活随处可见的传输技术，蓝牙的数据速率为 1Mb/s，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。
WiMAX作为一种3G标准，其一些特性对目前的3G标准产生了一定的威胁， 如传输距离远，网络覆盖面积是3G发射塔的10倍，只要少数基站建设就能实现全 城覆盖，可以提供高速的宽带接入，目前WiMAX技术是不能支持用户在移动过程 中无缝切换，也有观点认为严格意义讲WiMAX不是一个移动通信系统的标准，还 是一个无线城域网的技术。
1.2
比较常见的无线传输方式
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Zigbee应用范围很广，可应用的范围有： ◆家庭和楼宇网络：空调系统的温度控制、照 明的自动控制、窗帘的自动控制、煤气计量控制、 家用电器的远程控制等； ◆工业控制：各种监控器、传感器的自动化控 制； ◆商业：智慧型标签等； ◆公共场所：烟雾探测器等； ◆农业控制：收集各种土壤信息和气候信息； ◆医疗：老人与行动不便者的紧急呼叫器和医 疗传感器等。
1.2
比较常见的无线传输方式
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卫星与WIFI的集成
根据使用的标准不同， WIFI的速度也有所不同。 其中IEEE802.11b最高为 11Mbps，IEEE802.11a为 54Mbps、IEEE802.11g也是 54Mbps(Netgear SUPER g 技术可以将速度提升到 108Mbps）。
1.2
比较常见的无线传输方式
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由于UWB具有强大的数据传输速率优势，同时受发射功率的限制，在短 距离范围内提供高速无线数据传输将是UWB的重要应用领域，主要分为军用 和民用两个方面。 在军用方面，主要应用于 UWB雷达、UWBLPI/D无线内 通系统；民用方面，可用于家 庭数字娱乐中心等需要短距离 告诉传输的环境下。 目前UWB标准化的工作还 没有完成，一些技术问题需要 不断完善，但它将可能成为新 一代WLAN和WPAN的技术基 础，从而实现超高速宽带无线 接入。
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。
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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。
无线数传电台是数字式无线数据传输电台的简称。它是采用数字信号处理、数字调制解调、具有前向纠错、均衡软判决等功能的一种无线数据传输电台。数传电
1.2
比较常见的无线传输方式
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1.2.3
无线数传电台
无线数传电台是数字式无 线数据传输电台的简称。它是 采用数字信号处理、数字调制 解调、具有前向纠错、均衡软 判决等功能的一种无线数据传 输电台。数传电台的使用从最 早的按键电码、电报、模拟电 台加无线MODEM，发展到目 前的数字电台和DSP、软件无 线电。工作频率大多使用 220～240 MHz或400～470 MHz频段，有效覆盖半径约有几十公里。 无线数传电台是通信行业发展较早的通信方式，也是比较成熟的一项无线通 信技术，已经在各行业取得广泛的应用，从航空航天、铁路、电力、石油、气象、 地震等个行业均有规模的应用，可以传输包括遥控遥测数据、数字化语音、动态
1.2
3G无线传输
比较常见的无线传输方式
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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。
1.2
比较常见的无线传输方式
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通过查询资料，目前实际中可以接触到的 无线传输技术有以下几种：红外线、蓝牙、无 线数传电台、WIFI、GPRS、3G、UWB、以 及我们公司研究的ZigBee等。下面将会对针对 上述技术做简单的介绍。
1.2
比较常见的无线传输方式
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1.2.1
红外线
红外线是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，波长在0.75微 米（μm）至1毫米之间，在光谱上位于红色光外侧。因为红外线也是 光的一种，所以它也同样具有光的特性，它无法穿越不透光的物体。 当它遇到如墙面时，它就会反射。根据红外线的一些特征，红外线传 输有低成本、跨平台、小角度（30度锥角以内），短距离，点对点直 线数据传输的特点，而且在保密性和传输速率上都有很好的表现。传 输速率能达到4M（FIR技术）和16M（VFIR技术）。 红外线传输过程中要求通信设备的位置固定，其点对点的传输 连接，也导致无法灵活地组成网络，红外线多用于室内短距离传输， 之前在家用移动设备上也有红外线传输，目前很多应用场合逐渐被蓝 牙所取代。
1.2
1.2.7 UWB无线传输
比较常见的无线传输方式
பைடு நூலகம்
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UWB(Ultra Wideband)无线通信是一种不用载波，而采用时间间隔极短 (小于1ns)的脉冲进行通信的方式，UWB也称做脉冲无线电( Impulse Radio)、 时域(Time Domain)或无载波(Carrier Free)通信。与普通二进制移相键控 (BPSK)信号波形相比，UWB方式不利用余弦波进行载波调制而发送许多小于 1ns的脉冲，因此这种通信方式占用带宽非常之宽，且由于频谱的功率密度极 小，它具有通常扩频通信的特点。 UWB通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，UWB能在10米左右的 范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。UWB具有抗干扰性能强、 传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势，主要应用于室 内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等 领域。 UWB系统结构的实现比较简单，UWB的传输距离只有10M左右，现在 UWB的有效距离已扩展到20M左右
Wi－Fi（WirelessFidelity，无线相容性认证），与蓝牙一样，同属于在 办公室和家庭中使用的短距离无线技术。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。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。Wi－ Fi的覆盖范围则可达300英尺左右（约合90米），办公室自不用说，就是在 小一点的整栋大楼中也可使用。我们也会在平时看到很多公共场所或者酒店 商场等提供WIFI热点接入。
1.2.5
GPRS
GPRS是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS可说 是GSM的延续。这项技术位于第二代（2G）和第三代（3G）移动通讯技 术之间，56~115Kbps的传输速度，频段有850/900/1800/1900 MHz。 GPRS可以让工业用的RS232/485串口设备的串口通信立即转换为GPRS 无线网络通信。内置TCP/IP协议透明传输，可以用于长距离通信或控制。
1.2
图像等业务。
比较常见的无线传输方式
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无线数传电台在市场的空间一直不是很大，一个原因是SCADA（数据采集 与监视控制）系统的每个节点的一次性造价较高；二是通信规约、协议，至今 尚没有一个明确的、统一的行业标准。造成大部分厂商产品自成体系、互不兼 容，从而很难规模化应用，影响了行业发展。 1.2.4 WIFI
ZigBee无线传感器网络 拓扑结构
1.3
1.3.1
无线传输技术 传输距离 传输速度
各传输技术的简单比较
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各传输技术的对比表
红外线 短 4M&16M 蓝牙 10米左右 1Mb/s 无线数传电台 十几公里 1200/2400/4800/9 600bps 20～240 MHz或400 ～470 MHz 高 高 * 实现成本高、标准不 统一 移动设备、外设 长距离数据采集控制 wifi 约90米 11Mbps---108Mbps GPRS 几公里 56~115Kbps 几百kbps以上 3G UWB 10-20M 几百kbps以上 Zigbee 75--2km 40-250kbit/s 2.4GHz
UWB应用图示
1.2
比较常见的无线传输方式
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1.2.7
Zigbee无线传输
Zigbee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。Zigbee 数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并 且支持无限扩展。 与移动通信的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。移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在 百万元人民币以上，而每个Zigbee“基站”却不到1000元人民币，ZigBee终端 仅需要两节普通的五号干电池就可以工作六个月到两年。 Zigbee可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流 行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率，它的传 输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。
工作频段
*
2.4GHz
传输功率 终端的价格 数据安全性 技术特征 适用领域
* 低 高 不能穿透物体，遇 到障碍物会反射 适用于室内传输控 制
中 低 高
806～960MHz， 806～960MHz， 850/900/1800/19 1710～ 1710～ 2.4G&5G 00 MHz 1885MHz，2500 1885MHz，2500 ～2690MHz ～2691MHz 10毫瓦到100 约100千瓦 * 功率小 毫瓦 （WiMAX） 低 高 高 * 低 高 高 高
WiMAX作为移动网络基站传输
1.2
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WiMAX （全球微波接入互操作性，WorldInteropera-bilityforMicrowave Access），是一项宽带无线接入城域网（BWA-MAN）技术，该技术是针对微波 和毫米波频段提出地一种新地空中接口标准，其重点目标是提供一种在城域网一 点对多点地多生产厂家环境下，可有效地互操作地宽带无线接入手段。WiMAX具 有如下特点：
①、传输距离远：无线信号传输距离最远可达50km，并能覆盖半径达1.6公里地范围，是3G基站地10倍。 ②、传输速率高：可实现高达74.81Mb/s地传输速度。 ③、容量高：WiMAX地一个基站可以相应情况下接入数百个远端用户站。 ④、灵活地信道宽度：WiMAX能在信道宽度和连接用户数量之间取得平衡，其信道宽度由1.5MHz到20MHz不等。 ⑤、 QoS性能：可向用户提供具有QoS性能地数据、视频、话音业务。 ⑥、丰富地多媒体通信服务：可以实现电信级地多媒体通信服务。⑦、保密性：支持安全传输，并提供鉴权与数字加 密等功能。