無線通信技術發(fā)展及應用

1、無線通信技術發(fā)展及應用一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀2008年是無線通信發(fā)展的重要一年年是無線通信發(fā)展的重要一年公眾移動通信市場持續(xù)增長公眾移動通信市場持續(xù)增長 13G走向規(guī)?；逃米呦蛞?guī)?；逃?2多種寬帶無線技術迅速成熟多種寬帶無線技術迅速成熟 3眾多短距離無線技術浮出水面眾多短距離無線技術浮出水面 4 一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀網(wǎng)絡和應用無所不在的網(wǎng)絡和應用無所不在的“泛網(wǎng)時代泛網(wǎng)時代”3G與與WiMAX、WLAN等寬帶無線技術等寬帶無線技術 融合融合13G與與RFID、ZigBee、UWB等各種短距離無線技術的融合等各種短距離無線技術的融合 2IMS將是未來核心網(wǎng)的發(fā)展方向?qū)⑹俏磥砗诵木W(wǎng)的發(fā)展方向

2、 3配備無線通信功能的傳感控制芯片將附著在任何物體上配備無線通信功能的傳感控制芯片將附著在任何物體上 4 一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀幾種無線通信技術幾種無線通信技術PAN：射頻識別：射頻識別(RFID)、藍牙、藍牙(Bluetooth)、超寬帶、超寬帶(UWB)1LAN：Wi-Fi、 ZigBee(802.11x)、DECT (無繩電話無繩電話)2MAN：Wi-MAX（802.16x）3WAN：2G、3G、4G 4 一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀幾種無線通信技術幾種無線通信技術Zigbee一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀幾種無線通信技術幾種無線通信技術藍牙藍牙WiFiWiMaxWiMax二、各種無線通信的特點1.R

3、FID(Radio Frequency Identification) 一種非接觸式的自動識別技術一種非接觸式的自動識別技術 可以識別單個的非常具體的物體，而不是像條形碼可以識別單個的非常具體的物體，而不是像條形碼那樣只能那樣只能 識別一類物體識別一類物體其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，而條形碼必須靠激光來讀取信息而條形碼必須靠激光來讀取信息可以同時對多個物體進行識讀，條形碼只能一個一可以同時對多個物體進行識讀，條形碼只能一個一個地讀。個地讀。二、各種無線通信的特點1.RFID(Radio Frequency Identification

4、) 二、各種無線通信的特點1.RFID(Radio Frequency Identification) 二、各種無線通信的特點1.RFID(Radio Frequency Identification) 二、各種無線通信的特點1.RFID(Radio Frequency Identification) 1 13030米，無須要光源米，無須要光源實現(xiàn)每秒實現(xiàn)每秒3030個對象的識別，對付最大速度為個對象的識別，對付最大速度為 1m/s1m/s的運動目標的運動目標. .數(shù)據(jù)傳輸速度數(shù)據(jù)傳輸速度26kbps.26kbps.低頻低頻RFIDRFID芯片芯片( (無源無源) )工作在工作在130 kHz

5、130 kHz左右；高頻左右；高頻RFIDRFID工作在工作在13.56MHz13.56MHz左右。左右。二、各種無線通信的特點1.RFID(Radio Frequency Identification) 任何對象的讀取、識別和跟蹤任務可以受益于的任何對象的讀取、識別和跟蹤任務可以受益于的RFIDRFID技術應技術應用，特別是當每個數(shù)據(jù)都必須被寫入到芯片、被授權用戶修改以用，特別是當每個數(shù)據(jù)都必須被寫入到芯片、被授權用戶修改以及防止對可分段存儲器的非授權訪問的場合，都可以采用該技術，及防止對可分段存儲器的非授權訪問的場合，都可以采用該技術，如取代現(xiàn)行使用的條形碼如取代現(xiàn)行使用的條形碼 應用前景

6、應用前景二、各種無線通信的特點1.RFID(Radio Frequency Identification) 應用將繼續(xù)以供應物流領域為主，在這個領域用應用將繼續(xù)以供應物流領域為主，在這個領域用RFID收發(fā)器進行收發(fā)器進行包括各種各樣的可移動貨物包括各種各樣的可移動貨物/產(chǎn)品的記錄和跟蹤，在產(chǎn)品的記錄和跟蹤，在RFID收發(fā)器收發(fā)器(信用卡大小的塑料信用卡大小的塑料/紙標簽，內(nèi)含芯片、射頻部分和天線紙標簽，內(nèi)含芯片、射頻部分和天線)上的必上的必要存儲將繼續(xù)成為主要的應用。要存儲將繼續(xù)成為主要的應用。應用前景應用前景二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術英文：英文：Bluetooth代表一種短距

7、離無線通信技術代表一種短距離無線通信技術“藍牙藍牙”（Bluetooth）一詞是一位丹麥國王的名字）一詞是一位丹麥國王的名字，在在10世紀他將當時的瑞典、芬蘭與丹麥統(tǒng)一起來。世紀他將當時的瑞典、芬蘭與丹麥統(tǒng)一起來。用用“藍牙藍牙”他的名字來命名這種短距離無線通信他的名字來命名這種短距離無線通信的技術標準，含有將四分五裂的局面統(tǒng)一起來的意思的技術標準，含有將四分五裂的局面統(tǒng)一起來的意思。通過這種技術，可以將電子裝置彼此通過無線連接。通過這種技術，可以將電子裝置彼此通過無線連接起來，省去了傳統(tǒng)的電線。起來，省去了傳統(tǒng)的電線。 二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術(Bluetooth) 藍牙使

8、用的技術藍牙使用的技術Frequency Hopping & TDMA 藍牙業(yè)務特征藍牙業(yè)務特征傳輸數(shù)據(jù)和語音傳輸數(shù)據(jù)和語音藍牙的應用藍牙的應用為網(wǎng)絡中的主從設備建立臨時性的對等連接為網(wǎng)絡中的主從設備建立臨時性的對等連接二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術(Bluetooth) 藍牙的技術標準藍牙的技術標準IEEE802.15工作頻段和帶寬工作頻段和帶寬2.4GHz，1Mb/s傳輸距離傳輸距離10m通道指標通道指標1個異步數(shù)據(jù)通道個異步數(shù)據(jù)通道(最高達最高達721kb/s)3個并發(fā)的同步話音通道個并發(fā)的同步話音通道(64kb/s)1個同時傳送異步數(shù)據(jù)和同步話音的通道個同時傳送異步

9、數(shù)據(jù)和同步話音的通道二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術(Bluetooth) 藍牙體積小藍牙體積小1cm1cm2mm美國德州儀器（美國德州儀器（TI）公司推出）公司推出了單片藍牙了單片藍牙LSI。該產(chǎn)品將藍。該產(chǎn)品將藍牙的基帶處理電路和牙的基帶處理電路和RF收發(fā)器收發(fā)器電路集成到一個電路集成到一個CMOS LSI中。中。到目前為止只有英國到目前為止只有英國CSR公司公司和美國和美國Broadcom公司在研究公司在研究這種這種LSI，TI首先實現(xiàn)了此類芯首先實現(xiàn)了此類芯片的單片產(chǎn)品化。片的單片產(chǎn)品化。二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術(Bluetooth) 藍牙功耗低、價格低藍牙

10、功耗低、價格低6美元左右，批量購買4美元采用四種工作采用四種工作模式，其最大模式，其最大消耗電流只有消耗電流只有25mA二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術(Bluetooth) 音頻藍牙發(fā)送音頻藍牙發(fā)送藍牙耳機藍牙耳機二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術(Bluetooth) 二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術(Bluetooth) 藍牙適配器藍牙適配器二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）“UWB”是超寬帶無線技術的縮寫。始于20世紀60年代興起的脈沖通信技術，主要用于軍用雷達、定位和通信系統(tǒng)中。UWB技術最早是利用頻譜極寬的超短脈沖進行通信。通信速

11、度可以達到幾百Mbit/秒以上。二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）UWB最初的定義源自于60年代興起的軍用脈沖通信技術，又被稱為脈沖無線電（Impulse Radio）技術。一種高靈敏的短脈沖接收設備被研制成功，進一步加速了UWB技術的研究和發(fā)展。美國國防部（DARPA）才正式啟用超寬帶（UWB）這一術語,該項技術采用上升沿和下降沿都很陡的基帶脈沖直接通信。UWB技術首次獲得了美國FCC的批準而用于民用通信，發(fā)布全球第一個民用UWB設備使用頻譜規(guī)范，使UWB技術的研發(fā)驟然加速。二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）2005年3月，WiMedia和Ec

12、ma提交WiMediaUWB平臺規(guī)范,FCC批準MBOA-UWB、DS-UWB的高速產(chǎn)品測試。英國和日本政府監(jiān)管部門批準UWB方案，支持UWB發(fā)展國際電信聯(lián)盟（ITU）在確定了各國頻譜分配原則后，第一次核準UWB全球性監(jiān)管標準建議ISO正式通過了WiMedia聯(lián)盟提交的MBOFDM標準，正式成為第一個UWB技術的國際標準。二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）現(xiàn)在的現(xiàn)在的UWB技術含義不同于早期的技術含義不同于早期的UWB技術含義技術含義2000年后，Intel、TI、Motorola等大公司開始研發(fā)高速UWB技術時，放棄了脈沖方法，不約而同地轉而采用傳統(tǒng)的載波調(diào)制技術，進

13、行改造使其具有UWB技術的特點，并推出了多頻帶OFDM（MB-OFDM）和DS-CDMA兩大主要方案。OFDM（MB-OFDM）和DS-CDMA這兩種方案經(jīng)過幾年激烈的競爭，2007年3月，ISO正式通過了WiMedia聯(lián)盟提交的MB-OFDM標準，WiMedia聯(lián)盟最終在標準上勝出，正式成為UWB技術的第一個國際標準。二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）UWB技術標準技術標準IEEE 802.15.4a傳輸速率傳輸速率1Gbit/s傳輸距離傳輸距離1020m工作頻段工作頻段3.1GHz和和10.6GHz之間之間二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）二

14、、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）UWB的應用的應用UWB技術的應用場景主要包括家庭、辦公室、個人消費電子產(chǎn)品UWB技術的高傳輸帶寬可以實現(xiàn)主機和顯示屏、攝像頭、會議設備、終端設備及投影儀之間的無線互連。二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）UWB的應用的應用 由于UWB技術已經(jīng)可以提供相當于計算機總線的傳輸速率，這樣個人終端就可以從互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)上即時下載大量的數(shù)據(jù)， 因此將大部分數(shù)據(jù)存放在網(wǎng)絡服務器的存儲空間中，而不是保存在個人終端中。攜帶具有UWB功能的小巧終端，在任何地點都可以接入當?shù)氐腢WB網(wǎng)絡.。 無線UWB接口取代現(xiàn)有USB接口的線纜連接

15、，將成為UWB技術最有前途的應用。二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）UWB的應用的應用二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）UWB的應用的應用二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術Internet一個邏輯的網(wǎng)絡一個邏輯的網(wǎng)絡預加載信息的方式預加載信息的方式C/S、B/S模式模式二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術問題：問題：構建一個無處不在的、檢測、控制真實世界的網(wǎng)絡？構建一個無處不在的、檢測、控制真實世界的網(wǎng)絡？Zigbee技術提供了一種解決方案技術提供了一種解決方案二、各種無線通信的特點4.Zig

16、bee無線通信技術無線通信技術主要用于構建無線個域網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)絡主要用于構建無線個域網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)絡“Zig”的英文含義是“之字形”“Zag”的含義是“急轉, 急變”“Zigzag”的含義是“之字形跳變”“bee”是“蜜蜂”“Zigbee”一詞源自蜜蜂群在發(fā)現(xiàn)花粉位置時，通過 跳“Zigzag”形舞蹈來相互告知， 達到交換信息目的二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術“ZigBee”被人們借來稱呼一種新興的近距離近距離、低低復雜度復雜度、低功耗低功耗、低數(shù)據(jù)速率低數(shù)據(jù)速率、低成本低成本的無線網(wǎng)絡技術，它是一種介于無線標記技術和藍牙之間的技術提案。主要用于近距離無線連接

17、。二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術Zigbee技術是技術是Zigbee聯(lián)盟推出的聯(lián)盟推出的基本情況基本情況ZigbeeZigbee聯(lián)盟在聯(lián)盟在IEEE802.15.4IEEE802.15.4協(xié)議上定義了網(wǎng)絡層和應用層而形成的協(xié)議上定義了網(wǎng)絡層和應用層而形成的主要用于構建無線個域網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)絡主要用于構建無線個域網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)絡速速 率：率： 根據(jù)不同的工作頻段，有不同的速率：根據(jù)不同的工作頻段，有不同的速率：16-250k16-250k成成 本：本： 每片每片ZigbeeZigbee價格價格2 2美元美元二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信

18、技術特特 點點距距 離：離： 有效傳輸范圍有效傳輸范圍101075m75m功功 耗：耗： 兩節(jié)兩節(jié)5 5號電池可供終端工作號電池可供終端工作6 6個月以上個月以上速速 率：率： 250kb/s(2.4G) 40kb/s(915M) 20kb/s(868M)250kb/s(2.4G) 40kb/s(915M) 20kb/s(868M)成成 本：本： 每片每片ZigbeeZigbee價格價格2 2美元美元二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術InternetGPRSZigbee協(xié)調(diào)器Zigbee協(xié)調(diào)器Zigbee傳感節(jié)點傳感節(jié)點Zigbee傳感節(jié)點傳感節(jié)點二、各種無線通信的

19、特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術應應 用用1. 監(jiān)控照明。Zigbee無線開關無線開關二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術應應 用用3.交通燈控制Zigbee節(jié)點節(jié)點Zigbee協(xié)調(diào)器控制邏輯控制邏輯二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術應應 用用3. 配合傳感器和激勵器對制造、過程控制、農(nóng)田耕作、環(huán)境及其它區(qū)域進行工業(yè)監(jiān)控。GPRSPLMN二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術應應 用用4. 帶負載管理功能的自動抄表(AMR)，這可使得地產(chǎn)管理公司削減成本和節(jié)省電氣能源。GPRSPLMNZigbee節(jié)點節(jié)點

20、二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術應應 用用6. 對病患、設備及設施進行醫(yī)療和健康監(jiān)控。值班室值班室Zigbee節(jié)點節(jié)點二、各種無線通信的特點5.WiFi無線通信技術無線通信技術全稱Wireless Fidelity，又稱802.11b標準與藍牙技術一樣，同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術主要特性為：速度快，可靠性高，在開放性區(qū)域，通訊距離可達305米，在封閉性區(qū)域，通訊距離為76米到122米，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡整合二、各種無線通信的特點5.WiFi無線通信技術無線通信技術組網(wǎng)方式組網(wǎng)方式設置設置WiFi無線路由器，組網(wǎng)方便無線路由器，組網(wǎng)方便傳輸速率

21、傳輸速率IEEE802.11b:11Mb/s IEEE802.11a/g:54Mb/s覆蓋范圍覆蓋范圍半徑半徑100m二、各種無線通信的特點5.WiFi無線通信技術無線通信技術Internet應應 用用Internet高速無線接入高速無線接入WiFi無線路由器無線路由器在熱點區(qū)把多臺計算機互相鏈接，以及鏈接到外圍設備和互聯(lián)網(wǎng)無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLAN二、各種無線通信的特點5.WiFi無線通信技術無線通信技術應應 用用3G無線線接入技術的補充無線線接入技術的補充無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLANPLMNWiFi無線無線3G接入接入二、各種無線通信的特點5.WiFi無線通信技術無線通信技術應應 用用無

22、線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLANInternetWiFi無線路由器無線路由器IPTV空調(diào)空調(diào)打印機打印機二、各種無線通信的特點6. WiMAX無線通信技術無線通信技術全稱World Interoperability for Microwave Access，即全球微波接入互操作性是一種基于IEEE 802.16-2004標準的寬帶無線技術最初該技術的目的在于統(tǒng)一固定無線接入的空中接口。基于802.16e的第二代WiMAX是支持移動特性的標準。二、各種無線通信的特點6. WiMAX無線通信技術無線通信技術Sprint成為美國首家宣布將采用WiMax 技術構建4G網(wǎng)絡的主流手機運營商。WiMAX建立在IP技術之上，順應了寬度移動化發(fā)展大勢，有著眾多其他無線通信技術所不具有的優(yōu)勢。在理論上，WiMAX能實現(xiàn)的50公里的信號傳輸距離，網(wǎng)絡覆蓋面積是3G發(fā)射塔的10倍。WiMAX最高可以70M的接入速度，這個速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍二、各種無線通信的特點6. WiMax無線通信技術無線通信技術二、各種無線通信的特點6. WiMAX無線通信技術無線通信技術OFDM（正交頻分復用）是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術，它具有較高的頻譜利用率，且在抵抗多徑效應、頻率選擇性衰