短距离无线通讯技术简介

目前使用较广泛的近距无线通信技术是蓝牙（Bluetooth）、无线局域网802.11（Wi-Fi）和红外数据传输（IrDA）。同时更有一些具有发展潜力的近距无线技术标准，它们分别是：ZigBee、超宽带（Ultra Wide Band，UWB）、短距通信（NFC）、WiMedia、GPS、DECT、无线1394和专用无线系统等。它们都有其立足的特点，或基于传输速度、距离、耗电量的特别需求；或着眼于功能的扩充性；或符合某些单一应用的特别需求；或建立竞争技术的差异化等。不过没有一种技术能完美到足以满足所有的需求。

1.IrDA技术

红外线数据协会（Infrared Data Association，IrDA）是致力于建立红外线无线连接的非营利组织，是一种利用红外线进行的点对点数据传输协议，通信距离一般在0到1 m之间，传输速度最快可达到16 Mb/s，通信介质为波长900 nm左右的近红外线。其传输具有小角度、短距离、直线数据传输、保密性强及传输速率较高等特点，适于传输大容量的文件和多媒体数据；并且无须申请频率的使用权，成本低廉。IrDA已被全球范围内的众多厂商采用，目前主流的软硬件平台均提供对它的支持。

IrDA的不足在于它是一种视距传输，2个相互通信的设备之间必须对准，中间不能被其他物体阻隔，而且只适合2台设备之间的连接。IrDA目前的研究方向是如何解决视距传输问题及提高数据传输率。

2.蓝牙技术

蓝牙系统一般由无线单元、链路控制单元、链路管理单元和蓝牙软件（协议栈）单元四个单元组成。

蓝牙技术的特点和优点在于：Bluetooth工作在全球开放的2.4 GHz ISM频段；使用跳频频谱扩展技术，把频带分成若干个跳频信道，在一次连接中，无线电收发器按一定的码序列不断地从一个信道“跳”到另一个信道；在有效范围内可越过障碍物进行连接，没有特别的通信视角和方向要求；组网简单方便；低功耗、通信安全性好；数据传输带宽可达1 Mb/s；一台蓝牙设备可同时与其他7台蓝牙设备建立连接；支持语音传输。

Bluetooth产品涉及PC、笔记本电脑、移动电话等信息设备和A/V设备、汽车电子、家用电器和工业设备领域。尤其是个人局域网应用，包括无绳电话、PDA与计算机的互联。但Bluetooth同时存在植入成本高、通信对象少、通信速率较低等问题，它的发展与普及尚需经过市场的磨炼，其自身的技术也有待于不断完善和提高。

蓝牙的典型应用有：

（1）语音／数据接入，是指将一台计算机通过安全的无线链路连接到通信设备上，完成与广域网的连接。

（2）外围设备互连，是指将各种设备通过蓝牙链路连接到主机上。(www.daowen.com)

（3）个人局域网（PAN），主要用于个人网络与信息的共享与交换。

3.Wi-Fi技术

Wi-Fi（Wireless Fidelity，无线保真技术）属于无线局域网的一种，通常是指符合IEEE定义的一个无线网络通信的工业标准（IEEE 802.11）。它使用的是2.4 GHz附近的频段，物理层定义了两种无线调频方式和一种红外传输方式。Wi-Fi基于IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g和IEEE 802.11n。它的最大优点就是传输的有效距离很长，传输速率较高（可达11 Mb/s），与各种802.11 DSSS设备兼容。

目前，最新的交换机能把Wi-Fi无线网络从接近100 m的通信距离扩大到约6.5 km。另外，使用Wi-Fi的门槛较低。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路即可接入因特网。其主要特性为：速度快，可靠性高，在开放性区域通信距离可达305 m，在封闭区域通信距离为76～122 m，方便与现有的有线以太网络整合，组网结构弹性化、灵活、价格较低。

在未来，Wi-Fi最具应用潜力的是将主要应用在SOHO、家庭无线网络以及不便安装电缆的建筑物等场所。目前，Wi-Fi已成为最为流行的笔记本电脑技术而大受青睐。然而，IEEE 802.11标准的发展呈多元化趋势，其标准仍存在一些亟须解决的问题，如厂商间的互操作性和备受关注的安全性问题。

4.RFID技术

RFID是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签（Tag）、解读器（Reader）和天线（Antenna）三个基本要素组成。其基本工作原理是：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID将渗透到包括汽车、医药、食品、交通运输、能源、军工、动物管理以及人事管理等各个领域。然而，由于成本、标准等问题的局限，RFID技术和应用环境还很不成熟，主要表现在：制造技术较为复杂，智能标签的生产成本相对过高；标准尚未统一，最大的市场尚无法启动；应用环境和解决方案还不够成熟，安全性将接受很大考验。

5.UWB技术

UWB技术起源于20世纪50年代末，此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展，人们对高速无线通信提出了更高的要求，UWB技术又被重新提出，并备受关注。UWB是利用纳秒至皮秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，在较宽的频谱上传送较低功率信号。UWB不使用载波，而是使用短的能量脉冲序列，并通过正交频分调制或直接排序将脉冲扩展到一个频率范围内。UWB可提供高速率的无线通信，保密性很强，发射功率谱密度非常低，被检测到的概率也很低，在军事通信上有很大的应用前景。此外UWB通信采用调时序列，能够抗多径衰落，因此特别适合高速移动环境下使用。更重要的是，UWB通信又被称作无载波的基带通信，几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，因此可以减小系统的复杂性，降低成本。

与当前流行的短距离无线通信技术相比，UWB具有抗干扰能力强、传输速率高、带宽极宽、发射功率小等优点，具有广阔的应用前景，在室内通信、高速无线LAN、家庭网络等场合才能得到充分应用。

当然，UWB技术也存在自身的弱点。主要是占用的带宽过大，可能会干扰其他无线通信系统，因此其频率许可问题一直在争论之中。另外，有学者认为，尽管UWB系统发射的平均功率很低，但由于其脉冲持续时间很短，瞬时功率峰值可能会很大，这甚至会影响到民航等许多系统的正常工作。但是学术界的种种争论并不影响UWB的开发和使用，2002年2月美国通信协会（FCC）批准了UWB用于短距离无线通信的申请。