w第五章無線通信系統(tǒng)之其他

1、無線通信系統(tǒng)之其他2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤12022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤2主要內(nèi)容nWLANnWiMAXnUWBn藍(lán)牙藍(lán)牙nZigBeenPAN2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤3一、無線局域網(wǎng)一、無線局域網(wǎng)-WLANnWLAN的定義的定義nWLAN的優(yōu)缺點(diǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)nWLAN的組成結(jié)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)nWLAN的技術(shù)要求的技術(shù)要求nWLAN的協(xié)議的協(xié)議nWLAN與與WIFI的區(qū)別的區(qū)別1.1 無線局域網(wǎng)定義無線局域網(wǎng)定義nWLAN為Wireless LA

2、N的簡稱，即無線局域網(wǎng)。無線局域網(wǎng)是利用無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速接入以太網(wǎng)的技術(shù)。n傳輸介質(zhì)：射頻無線電波、紅外n覆蓋范圍：幾十米到幾公里，“局域”是一個相對的概念。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤4電磁波的使用電磁波的使用n分類q專用頻段（授權(quán)頻段 Licensed Band）q自由使用的頻段（非授權(quán)頻段 Unlicensed Band）qISM頻段（Industrial、Scientific、Medical）不需要繳費(fèi)，不需要執(zhí)照，但必須嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)電波法規(guī)2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤51.2 無線局域

3、網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)無線局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)n靈活性和移動性。靈活性和移動性。連接到無線局域網(wǎng)的用戶可以移動且能同時連接到無線局域網(wǎng)的用戶可以移動且能同時與網(wǎng)絡(luò)保持連接。與網(wǎng)絡(luò)保持連接。n安裝便捷。安裝便捷。無線局域網(wǎng)可以免去或最大程度地減少網(wǎng)絡(luò)布線的無線局域網(wǎng)可以免去或最大程度地減少網(wǎng)絡(luò)布線的工作量，一般只要安裝一個或多個接入點(diǎn)設(shè)備，就可建立覆蓋工作量，一般只要安裝一個或多個接入點(diǎn)設(shè)備，就可建立覆蓋整個區(qū)域的局域網(wǎng)絡(luò)。整個區(qū)域的局域網(wǎng)絡(luò)。n易于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和調(diào)整。易于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和調(diào)整。對于有線網(wǎng)絡(luò)來說，辦公地點(diǎn)或網(wǎng)對于有線網(wǎng)絡(luò)來說，辦公地點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母淖兺ǔＲ馕吨匦陆ňW(wǎng)。絡(luò)拓?fù)涞母淖兺ǔＲ馕吨匦陆ňW(wǎng)。n

4、易于擴(kuò)展。易于擴(kuò)展。無線局域網(wǎng)有多種配置方式，可以很快從只有幾個無線局域網(wǎng)有多種配置方式，可以很快從只有幾個用戶的小型局域網(wǎng)擴(kuò)展到上千用戶的大型網(wǎng)絡(luò)，并且能夠提供用戶的小型局域網(wǎng)擴(kuò)展到上千用戶的大型網(wǎng)絡(luò)，并且能夠提供節(jié)點(diǎn)間節(jié)點(diǎn)間“漫游漫游”等有線網(wǎng)絡(luò)無法實(shí)現(xiàn)的特性。等有線網(wǎng)絡(luò)無法實(shí)現(xiàn)的特性。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤6缺點(diǎn)缺點(diǎn)n性能。性能。無線局域網(wǎng)是依靠無線電波進(jìn)行傳輸?shù)?。這些電波無線局域網(wǎng)是依靠無線電波進(jìn)行傳輸?shù)摹＿@些電波通過無線發(fā)射裝置進(jìn)行發(fā)射，而建筑物、車輛、樹木和其通過無線發(fā)射裝置進(jìn)行發(fā)射，而建筑物、車輛、樹木和其它障礙物都可能阻礙

5、電磁波的傳輸，所以會影響網(wǎng)絡(luò)的性它障礙物都可能阻礙電磁波的傳輸，所以會影響網(wǎng)絡(luò)的性能。能。n速率。速率。無線信道的傳輸速率與有線信道相比要低得多。目無線信道的傳輸速率與有線信道相比要低得多。目前，無線局域網(wǎng)的最大傳輸速率為前，無線局域網(wǎng)的最大傳輸速率為150Mbit/s，只適合于個，只適合于個人終端和小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。人終端和小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。n安全性。安全性。本質(zhì)上無線電波不要求建立物理的連接通道，無本質(zhì)上無線電波不要求建立物理的連接通道，無線信號是發(fā)散的。從理論上講，很容易監(jiān)聽到無線電波廣線信號是發(fā)散的。從理論上講，很容易監(jiān)聽到無線電波廣播范圍內(nèi)的任何信號，造成通信信息泄漏。播范圍內(nèi)的任何信號

6、，造成通信信息泄漏。 2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤71.3 WLAN的組成結(jié)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)nWLAN主要由主要由站（站（Station，STA）、接入點(diǎn)（接入點(diǎn)（Access Point，AP）、無線介質(zhì)（無線介質(zhì)（Wireless Medium，WM）和和分布式系統(tǒng)（分布式系統(tǒng)（Distribution System，DS）組成。組成。 2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤8客戶端，可以是裝有無客戶端，可以是裝有無線網(wǎng)卡的計算機(jī)，也可線網(wǎng)卡的計算機(jī)，也可以是有以是有WiFi模塊的智能模塊的智能手機(jī)?？梢?/p>

7、是移動、半手機(jī)?？梢允且苿?、半移動，也可以是固定的，移動，也可以是固定的，是是WLAN的最基本組成的最基本組成單元。單元。類似蜂窩結(jié)構(gòu)中的基站，通常位類似蜂窩結(jié)構(gòu)中的基站，通常位于基本服務(wù)區(qū)（于基本服務(wù)區(qū)（BSA）中心，是）中心，是有線網(wǎng)絡(luò)與無線局域網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，有線網(wǎng)絡(luò)與無線局域網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)站對分布式系統(tǒng)的接入和站實(shí)現(xiàn)站對分布式系統(tǒng)的接入和站之間的通信。之間的通信。一個無線一個無線AP以及與其關(guān)聯(lián)的以及與其關(guān)聯(lián)的STA被稱為一個基本服務(wù)集（被稱為一個基本服務(wù)集（BSS），多個），多個BSS可以進(jìn)行組網(wǎng)，連接多個可以進(jìn)行組網(wǎng)，連接多個BSS的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件稱為分布式系統(tǒng)。的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件稱為分布式系統(tǒng)。20

8、22-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤92022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤101.5 技術(shù)要求技術(shù)要求n由于無線局域網(wǎng)需要支持高速、突發(fā)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在室內(nèi)使用還需要解決多徑衰落以及各子網(wǎng)間串?dāng)_等問題。必須實(shí)現(xiàn)以下技術(shù)要求：q可靠性：無線局域網(wǎng)的系統(tǒng)分組丟失率應(yīng)該低于10-5，誤碼率應(yīng)該低于10-8。q兼容性：兼容性：對于室內(nèi)使用的無線局域網(wǎng)，應(yīng)盡可能使其跟現(xiàn)有的有線局域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件上相互兼容。q數(shù)據(jù)速率：數(shù)據(jù)速率：為了滿足局域網(wǎng)業(yè)務(wù)量的需要，無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)該在1Mbps以上。q通信保密：通

9、信保密：由于數(shù)據(jù)通過無線介質(zhì)在空中傳播，無線局域網(wǎng)必須在不同層次采取有效的措施以提高通信保密和數(shù)據(jù)安全性能。q移動性：移動性：支持全移動網(wǎng)絡(luò)或半移動網(wǎng)絡(luò)。q節(jié)能管理：節(jié)能管理：當(dāng)無數(shù)據(jù)收發(fā)時使站點(diǎn)機(jī)處于休眠狀態(tài)，當(dāng)有數(shù)據(jù)收發(fā)時再激活，從而達(dá)到節(jié)省電力消耗的目的。q小型化、低價格：小型化、低價格：這是無線局域網(wǎng)得以普及的關(guān)鍵。q電磁環(huán)境：電磁環(huán)境：無線局域網(wǎng)應(yīng)考慮電磁對人體和周邊環(huán)境的影響問題。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤111.5 協(xié)議協(xié)議n對比OSI七層協(xié)議模型，WLAN只具有物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能qIEEE 802.11qHiperLAN

10、2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤12IEEE 802.11 n802.11是由是由IEEE國際電工電子工程學(xué)會國際電工電子工程學(xué)會為為WLAN制定的協(xié)制定的協(xié)議組。議組。n基于基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)允許在局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)允許在局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用未授權(quán)的使用未授權(quán)的2.4或或5.3GHz射頻波段射頻波段進(jìn)行無線連接。進(jìn)行無線連接。n802.11規(guī)范了無線局域網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范了無線局域網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)存取控制層介質(zhì)存取控制層(Medium Access Control；MAC)及及實(shí)體層實(shí)體層(Physical；PHY)。2022-

11、6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤13n由于實(shí)際無線傳輸?shù)姆绞讲煌捎趯?shí)際無線傳輸?shù)姆绞讲煌琁EEE802.11IEEE802.11在統(tǒng)一的在統(tǒng)一的MACMAC層層下面規(guī)范了各種不同的實(shí)體層，以適應(yīng)目前的情況及未來的下面規(guī)范了各種不同的實(shí)體層，以適應(yīng)目前的情況及未來的技術(shù)發(fā)展。技術(shù)發(fā)展。n目前目前802.11802.11中制訂了三種介質(zhì)的實(shí)體。中制訂了三種介質(zhì)的實(shí)體。n2.4GHz 直序擴(kuò)頻直序擴(kuò)頻 q速率速率1Mbps時用時用DBPSK調(diào)制，速率調(diào)制，速率2Mbps時用時用DQPSK調(diào)制調(diào)制 n2.4GHz 跳頻擴(kuò)頻跳頻擴(kuò)頻 q速率速率1Mbps時用時用

12、GFSK調(diào)制，速率調(diào)制，速率2Mbps時用時用GFSK調(diào)制調(diào)制 nDiffused IR 波長波長850-950nmq速率速率1Mbps時用時用16ppm調(diào)制，速率調(diào)制，速率2Mbps時用時用4ppm調(diào)制調(diào)制n其中前兩種在不須授權(quán)使用的其中前兩種在不須授權(quán)使用的2.4GHz的射頻方式，第三項的射頻方式，第三項的紅外線由于目前使用上沒有任何管制（除了安全上的規(guī)范的紅外線由于目前使用上沒有任何管制（除了安全上的規(guī)范），因此也是自由使用的。），因此也是自由使用的。 2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤14n802.11：IEEE最初制定的一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，

13、主要用于解決辦公最初制定的一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務(wù)主要限于數(shù)室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取，速率最高只能達(dá)到據(jù)存取，速率最高只能達(dá)到2Mbps。在速率和傳輸距離上都不能滿。在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要。足人們的需要。n802.11a：工作在工作在5GHz頻帶頻帶，傳輸傳輸速率最高可達(dá)速率最高可達(dá)54Mbps。是一個非。是一個非全球性的標(biāo)準(zhǔn)全球性的標(biāo)準(zhǔn)。n802.11b：載波的頻率為載波的頻率為2.4GHz，傳送速度為傳送速度為11Mbit/s。是所有無線。是所有無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中最著名，也是普

14、及最廣的標(biāo)準(zhǔn)。局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中最著名，也是普及最廣的標(biāo)準(zhǔn)。802.11b是所有是所有WLAN標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)的基石標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)的基石。n 802.11g：是為了提高更高的傳輸速率而制定的標(biāo)準(zhǔn)，其是為了提高更高的傳輸速率而制定的標(biāo)準(zhǔn)，其載波的頻率載波的頻率為為2.4GHz（跟（跟802.11b相同），相同），傳輸傳輸速度為速度為54Mbit/s，802.11g的設(shè)備的設(shè)備與與802.11b兼容。兼容。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤15IEEE 802.11 HiperLANnHigh Performance Radio LAN，是一種在歐洲應(yīng)用的無線局，是一種在歐

15、洲應(yīng)用的無線局域網(wǎng)通訊標(biāo)準(zhǔn)的一個子集。提供了類似于域網(wǎng)通訊標(biāo)準(zhǔn)的一個子集。提供了類似于IEEE 802.11無線局無線局域網(wǎng)協(xié)議的性能和能力。域網(wǎng)協(xié)議的性能和能力。n兩種規(guī)格：兩種規(guī)格：HiperLAN/1和和HiperLAN/2。這兩種標(biāo)準(zhǔn)均被歐。這兩種標(biāo)準(zhǔn)均被歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ETSI）采用。）采用。nHiperLAN/1標(biāo)準(zhǔn)采用標(biāo)準(zhǔn)采用5G射頻頻率射頻頻率，可以達(dá)到，可以達(dá)到上行上行20Mbps的的速率速率，采用，采用GMSK調(diào)制調(diào)制技術(shù)技術(shù)。nHiperLAN/2同樣采用同樣采用5G射頻頻率射頻頻率，上行速率可以達(dá)到上行速率可以達(dá)到54Mbps，采用，采用OFDM（正交

16、頻分復(fù)用）（正交頻分復(fù)用）調(diào)制調(diào)制技術(shù)技術(shù)。系統(tǒng)同。系統(tǒng)同3G標(biāo)準(zhǔn)兼容。是目前最為完善的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)兼容。是目前最為完善的無線局域網(wǎng)(WLAN)協(xié)議。協(xié)議。 2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤16nHiperLAN/2特點(diǎn)：特點(diǎn)：q高速傳輸高速傳輸：由于采用了先進(jìn)的由于采用了先進(jìn)的OFDM調(diào)制技術(shù)，調(diào)制技術(shù)，HiperLAN/2可以可以提供非常高的數(shù)據(jù)傳輸速率，其速率在物理層最高達(dá)提供非常高的數(shù)據(jù)傳輸速率，其速率在物理層最高達(dá)54Mbps。q面向連接：面向連接：在傳送數(shù)據(jù)之前，在傳送數(shù)據(jù)之前，AP和和MT之間通過之間通過HiperLAN/2控制控制

17、層的信令預(yù)先建立連接。層的信令預(yù)先建立連接。q支持支持QoS：HiperLAN/2面向連接的特性有利于實(shí)現(xiàn)對面向連接的特性有利于實(shí)現(xiàn)對QoS的支持。的支持。由于高傳輸率和對由于高傳輸率和對QoS的支持，的支持，HiperLAN/2可以同時傳輸不同類可以同時傳輸不同類型的數(shù)據(jù)流，比如視頻、話音和數(shù)據(jù)等。型的數(shù)據(jù)流，比如視頻、話音和數(shù)據(jù)等。q自動頻率配置：自動頻率配置：接入點(diǎn)接入點(diǎn)AP能自動選擇適當(dāng)?shù)臒o線信道進(jìn)行傳輸數(shù)能自動選擇適當(dāng)?shù)臒o線信道進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)。據(jù)。AP監(jiān)聽鄰近小區(qū)及環(huán)境中的其他無線資源，根據(jù)最小干擾和監(jiān)聽鄰近小區(qū)及環(huán)境中的其他無線資源，根據(jù)最小干擾和資源不沖突準(zhǔn)則選擇適當(dāng)?shù)臒o線信道。資

18、源不沖突準(zhǔn)則選擇適當(dāng)?shù)臒o線信道。q支持小區(qū)切換：支持小區(qū)切換：移動終端與具有最好信噪比的接入點(diǎn)通信。移動終端與具有最好信噪比的接入點(diǎn)通信。q安全保密：安全保密：HiperLAN/2網(wǎng)絡(luò)支持安全認(rèn)證和加密功能。網(wǎng)絡(luò)支持安全認(rèn)證和加密功能。q網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用無關(guān)：網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用無關(guān)： HiperLAN/2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧具有靈活的體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧具有靈活的體系結(jié)構(gòu)，很容易適配并擴(kuò)展不同的固定網(wǎng)絡(luò)。很容易適配并擴(kuò)展不同的固定網(wǎng)絡(luò)。 2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤17nWIFI（Wireless Fidelity，無線保真）技術(shù)是一個基于，無線保真）技術(shù)是一個基于8

19、02.11系系列標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌，目的是改善基于列標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌，目的是改善基于802.11標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性，由準(zhǔn)的無線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性，由Wi-Fi聯(lián)盟（聯(lián)盟（Wi-Fi Alliance）所持有。）所持有。n簡單來說簡單來說WIFI就是一種無線聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，以前通過網(wǎng)絡(luò)連接電就是一種無線聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，以前通過網(wǎng)絡(luò)連接電腦，而現(xiàn)在則是通過無線電波來連網(wǎng)。腦，而現(xiàn)在則是通過無線電波來連網(wǎng)。n WLAN與與WIFI的區(qū)別：的區(qū)別： 事實(shí)上事實(shí)上WIFI就是就是WLANA（無線局域（無線局域網(wǎng)聯(lián)盟）的一個商標(biāo)，該商標(biāo)僅保障使用該商標(biāo)的商品互相之網(wǎng)聯(lián)盟）的一

20、個商標(biāo)，該商標(biāo)僅保障使用該商標(biāo)的商品互相之間可以合作，與標(biāo)準(zhǔn)本身實(shí)際上沒有關(guān)系，但因?yàn)殚g可以合作，與標(biāo)準(zhǔn)本身實(shí)際上沒有關(guān)系，但因?yàn)閃IFI 主要采主要采用用802.11b協(xié)議，因此人們逐漸習(xí)慣用協(xié)議，因此人們逐漸習(xí)慣用WIFI來稱呼來稱呼802.11b協(xié)議協(xié)議。從包含關(guān)系上來說，從包含關(guān)系上來說，WIFI是是WLAN的一個標(biāo)準(zhǔn)，的一個標(biāo)準(zhǔn)，WIFI包含包含于于 WLAN中，屬于采用中，屬于采用WLAN協(xié)議中的一項新技術(shù)。協(xié)議中的一項新技術(shù)。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤181.6 WLAN與與WIFI的區(qū)別的區(qū)別二、二、WiMAXnWorldwi

21、de Interoperability for Microwave Access全球微波互聯(lián)接入全球微波互聯(lián)接入nWiMAX也叫也叫802.16無線城域網(wǎng)或無線城域網(wǎng)或802.16，于于2007年被批準(zhǔn)成為第四個年被批準(zhǔn)成為第四個3G標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。nWiMAX是一項新興的寬帶無線接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速是一項新興的寬帶無線接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km。nWiMAX的技術(shù)起點(diǎn)較高，采用了代表未來通信技術(shù)發(fā)展方向的的技術(shù)起點(diǎn)較高，采用了代表未來通信技術(shù)發(fā)展方向的OFDM/OFDMA、HARQ、MIMO等先進(jìn)技術(shù)。等先進(jìn)技術(shù)。 nW

22、iMAX是又一種為企業(yè)和家庭用戶提供是又一種為企業(yè)和家庭用戶提供“最后一英里最后一英里”的寬帶無線的寬帶無線連接方案。連接方案。nWiMAX網(wǎng)絡(luò)使用的做法類似于移動電話。把某一定地理范圍分成多網(wǎng)絡(luò)使用的做法類似于移動電話。把某一定地理范圍分成多個單元。當(dāng)用戶設(shè)備從一個單元到另一個，無線連接也是順延的從一個單元。當(dāng)用戶設(shè)備從一個單元到另一個，無線連接也是順延的從一個單元過渡到另一個單元。個單元過渡到另一個單元。nWiMAX網(wǎng)絡(luò)包括兩個主要組件基站和用戶設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)包括兩個主要組件基站和用戶設(shè)備。nWiMAX標(biāo)準(zhǔn)支持移動，便攜式和固定服務(wù)。標(biāo)準(zhǔn)支持移動，便攜式和固定服務(wù)。 2022-6-27青農(nóng)大理

23、信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤19n實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的傳輸距離。實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的傳輸距離。WiMax所能實(shí)現(xiàn)的所能實(shí)現(xiàn)的50公里的無線信號公里的無線信號傳輸距離是無線局域網(wǎng)所不能比擬的，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是傳輸距離是無線局域網(wǎng)所不能比擬的，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G發(fā)發(fā)射塔的射塔的10倍，只要少數(shù)基站建設(shè)就能實(shí)現(xiàn)全城覆蓋，這樣就倍，只要少數(shù)基站建設(shè)就能實(shí)現(xiàn)全城覆蓋，這樣就使得無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍大大擴(kuò)展。使得無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍大大擴(kuò)展。n提供更高速的寬帶接入。提供更高速的寬帶接入。據(jù)悉，據(jù)悉，WiMax所能提供的最高接入所能提供的最高接入速度是速度是70M，這個速度是，這個速度是3G所能提供的寬帶速度

24、的所能提供的寬帶速度的30倍。倍。n提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。作為一種無線城域網(wǎng)作為一種無線城域網(wǎng)技術(shù)，它可以將技術(shù)，它可以將WiFi連接到互聯(lián)網(wǎng)，也可作為連接到互聯(lián)網(wǎng)，也可作為DSL等有線接等有線接入方式的無線擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)最后一公里的寬帶接入。入方式的無線擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)最后一公里的寬帶接入。n提供多媒體通信服務(wù)。提供多媒體通信服務(wù)。由于由于WiMax較之較之WiFi具有更好的可擴(kuò)具有更好的可擴(kuò)展性和安全性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信級的多媒體通信服務(wù)。展性和安全性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信級的多媒體通信服務(wù)。WiMAX的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李

25、愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤20n從標(biāo)準(zhǔn)來講從標(biāo)準(zhǔn)來講WiMax技術(shù)是技術(shù)是不能支持用戶在移動過程中無縫切不能支持用戶在移動過程中無縫切換。換。其速度只有其速度只有50公里，而且如果高速移動，公里，而且如果高速移動，WiMAX達(dá)不到達(dá)不到無縫切換的要求，跟無縫切換的要求，跟3G的三個主流標(biāo)準(zhǔn)比，其性能相差是很的三個主流標(biāo)準(zhǔn)比，其性能相差是很遠(yuǎn)的。遠(yuǎn)的。qWiMAX要到要到802.16m才能成為具有無縫切換功能的移動通才能成為具有無縫切換功能的移動通信系統(tǒng)。信系統(tǒng)。WiMAX陣營把解決這個問題的希望寄托于未來的陣營把解決這個問題的希望寄托于未來的16m標(biāo)準(zhǔn)上，而標(biāo)準(zhǔn)上，而16m的進(jìn)展情況還

26、存在不確定因素。的進(jìn)展情況還存在不確定因素。nWiMAX嚴(yán)格意義講嚴(yán)格意義講不是一個移動通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)不是一個移動通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，還是一個，還是一個無線城域網(wǎng)的技術(shù)。無線城域網(wǎng)的技術(shù)。WiMAX的缺點(diǎn)的缺點(diǎn)2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤21三、三、UWBnUWB（超寬帶：（超寬帶：Ultra Wideband）無線通信是一）無線通信是一種不用載波，而采用時間間隔極短（小于種不用載波，而采用時間間隔極短（小于1ns）的）的脈沖進(jìn)行通信的方式。脈沖進(jìn)行通信的方式。nUWB技術(shù)最初是被作為軍用雷達(dá)技術(shù)開發(fā)的，早期技術(shù)最初是被作為軍用雷達(dá)技術(shù)開發(fā)的，早期

27、主要用于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域。主要用于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域。2002年年2月，美國月，美國FCC（聯(lián)邦通訊委員會）批準(zhǔn)了聯(lián)邦通訊委員會）批準(zhǔn)了UWB技術(shù)用于民用，技術(shù)用于民用，UWB的發(fā)展步伐開始逐步加快。的發(fā)展步伐開始逐步加快。 2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤22技術(shù)原理技術(shù)原理nUWB技術(shù)最基本的工作原理是技術(shù)最基本的工作原理是發(fā)送和接收脈沖間隔嚴(yán)格受控的發(fā)送和接收脈沖間隔嚴(yán)格受控的高斯單周期超短時脈沖高斯單周期超短時脈沖，超短時單周期脈沖決定了信號的帶寬，超短時單周期脈沖決定了信號的帶寬很寬。很寬。nUWB技術(shù)技術(shù)采用脈沖位置調(diào)制采用脈沖位置調(diào)制PPM，利

28、用單周期脈沖來攜帶信息，利用單周期脈沖來攜帶信息和信道編碼，一般脈寬和信道編碼，一般脈寬0.1-1.5ns ，重復(fù)周期在，重復(fù)周期在25-1000ns。nUWB系統(tǒng)系統(tǒng)采用相關(guān)接收技術(shù)采用相關(guān)接收技術(shù)，相關(guān)器用準(zhǔn)備好的模板波形乘以，相關(guān)器用準(zhǔn)備好的模板波形乘以接收到的射頻信號，再積分就得到一個直流輸出電壓。相乘和接收到的射頻信號，再積分就得到一個直流輸出電壓。相乘和積分只發(fā)生在脈沖持續(xù)時間內(nèi)，間歇期則沒有。處理過程一般積分只發(fā)生在脈沖持續(xù)時間內(nèi)，間歇期則沒有。處理過程一般在不到在不到1ns的時間內(nèi)完成。的時間內(nèi)完成。n雖然雖然UWB信號幾乎不對工作于同一頻率的無線設(shè)備造成干擾。信號幾乎不對工作

29、于同一頻率的無線設(shè)備造成干擾。但是所有帶內(nèi)的無線電信號都是對但是所有帶內(nèi)的無線電信號都是對UWB信號的干擾，信號的干擾，UWB可可以綜合運(yùn)用偽隨機(jī)編碼和隨機(jī)脈沖位置調(diào)制以及相關(guān)解調(diào)技術(shù)以綜合運(yùn)用偽隨機(jī)編碼和隨機(jī)脈沖位置調(diào)制以及相關(guān)解調(diào)技術(shù)來解決這一問題。來解決這一問題。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤23特點(diǎn)特點(diǎn)n抗干擾性能強(qiáng)?？垢蓴_性能強(qiáng)。UWB采用跳時擴(kuò)頻信號，系統(tǒng)具有較大的處理采用跳時擴(kuò)頻信號，系統(tǒng)具有較大的處理增益。增益。n帶寬極寬。帶寬極寬。UWB使用的帶寬在使用的帶寬在1GHz以上，高達(dá)幾個以上，高達(dá)幾個GHz。n消耗電能小。消耗電能小

30、。通常情況下，無線通信系統(tǒng)在通信時需要連續(xù)發(fā)通常情況下，無線通信系統(tǒng)在通信時需要連續(xù)發(fā)射載波，因此要消耗一定電能。而射載波，因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波，只是發(fā)出不使用載波，只是發(fā)出瞬間脈沖電波，也就是直接按瞬間脈沖電波，也就是直接按0和和1發(fā)送出去，并且在需要時才發(fā)送出去，并且在需要時才發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能小。發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能小。n保密性好。保密性好。UWB保密性表現(xiàn)在兩方面。一方面是采用跳時擴(kuò)頻保密性表現(xiàn)在兩方面。一方面是采用跳時擴(kuò)頻，接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時才能解出發(fā)射數(shù)據(jù)；另一方，接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時才能解出發(fā)射數(shù)據(jù)；另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度

31、極低，用傳統(tǒng)的接收機(jī)無法接收。面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低，用傳統(tǒng)的接收機(jī)無法接收。n發(fā)送功率非常小。發(fā)送功率非常小。UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用小于小于1mW的發(fā)射功率就能實(shí)現(xiàn)通信。的發(fā)射功率就能實(shí)現(xiàn)通信。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤242022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤25四、藍(lán)牙四、藍(lán)牙n藍(lán)牙技術(shù)簡介藍(lán)牙技術(shù)簡介n藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)n藍(lán)牙主要技術(shù)藍(lán)牙主要技術(shù)n藍(lán)牙系統(tǒng)組成藍(lán)牙系統(tǒng)組成n藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)n藍(lán)牙的應(yīng)用藍(lán)牙的應(yīng)用n藍(lán)牙與藍(lán)牙與WL

32、AN4.1 藍(lán)牙技術(shù)的簡介藍(lán)牙技術(shù)的簡介n一種數(shù)據(jù)、語音通信標(biāo)準(zhǔn)一種數(shù)據(jù)、語音通信標(biāo)準(zhǔn)n告別有線連接告別有線連接 2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤262022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤272022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤28藍(lán)牙技術(shù)的概念藍(lán)牙技術(shù)的概念n藍(lán)牙是一種支持設(shè)備藍(lán)牙是一種支持設(shè)備短距離通信短距離通信（10m內(nèi)）的無線電技術(shù)。內(nèi)）的無線電技術(shù)。n能在包括移動電話、能在包括移動電話、PDA、無線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)、無線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等

33、眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。n利用利用“藍(lán)牙藍(lán)牙”技術(shù)，能夠有效地簡化移動通信終端設(shè)備之間的技術(shù)，能夠有效地簡化移動通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡化設(shè)備與通信，也能夠成功地簡化設(shè)備與Internet之間的通信，從而數(shù)之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。n藍(lán)牙采用藍(lán)牙采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及以及快跳頻快跳頻和和短包短包技術(shù)，支持技術(shù)，支持點(diǎn)對點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)及及點(diǎn)對多點(diǎn)點(diǎn)對多點(diǎn)通信，工作在全球通用的通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM頻段。頻段。n數(shù)據(jù)速率為數(shù)據(jù)速率為1Mbp

34、s，采用，采用時分雙工時分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤29藍(lán)牙的由來藍(lán)牙的由來n傳統(tǒng)篇：傳統(tǒng)篇：q“藍(lán)牙藍(lán)牙”的名稱，來自的名稱，來自1010世紀(jì)的丹麥國王哈拉爾德的外號。出世紀(jì)的丹麥國王哈拉爾德的外號。出身海盜家庭的哈拉爾德統(tǒng)一了北歐四分五裂的國家，成為維京身海盜家庭的哈拉爾德統(tǒng)一了北歐四分五裂的國家，成為維京王國的國王。由于他喜歡吃藍(lán)莓，牙齒常常被染成藍(lán)色，而獲王國的國王。由于他喜歡吃藍(lán)莓，牙齒常常被染成藍(lán)色，而獲藍(lán)牙的綽號。在藍(lán)牙的綽號。在整個歐州，藍(lán)牙成了整個歐州，藍(lán)牙成了“統(tǒng)一、擴(kuò)張

35、、包容、勇統(tǒng)一、擴(kuò)張、包容、勇于挑戰(zhàn)于挑戰(zhàn)”和和“征服一切征服一切”的代名詞。的代名詞。19981998年，愛立信公司希望年，愛立信公司希望無線通信技術(shù)能統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)而取名藍(lán)牙。無線通信技術(shù)能統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)而取名藍(lán)牙。n山寨篇：山寨篇：q狼的牙齒參差不齊，卻能緊緊地嚙合在一起，這種設(shè)備同樣會狼的牙齒參差不齊，卻能緊緊地嚙合在一起，這種設(shè)備同樣會讓耳機(jī)、筆記本電腦、冰箱等毫不相關(guān)的產(chǎn)品緊密結(jié)合在一起讓耳機(jī)、筆記本電腦、冰箱等毫不相關(guān)的產(chǎn)品緊密結(jié)合在一起。由于狼牙在月光下會發(fā)出藍(lán)光，。由于狼牙在月光下會發(fā)出藍(lán)光，“藍(lán)牙藍(lán)牙”由此得名。由此得名。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通

36、信教研室李愛濤30藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤31 V1.1(1991年)V1.2 V2.1(2004年)V2.2 V3.0(2009年) V4.0(2010年)藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤32nV1.1：為最早期版本，傳輸率約在：為最早期版本，傳輸率約在748810kb/s，容易受到同頻率，容易受到同頻率之產(chǎn)品所干擾下影響通訊質(zhì)量。之產(chǎn)品所干擾下影響通訊質(zhì)量。nV1.2：748810kb/s的傳輸率，增加了抗干擾跳頻功能。的傳輸率，增加了

37、抗干擾跳頻功能。nV2.1：改善了裝置配對流程，短距離的配對方面，具備了在兩個支：改善了裝置配對流程，短距離的配對方面，具備了在兩個支持藍(lán)牙的手機(jī)之間互相進(jìn)行配對與通訊傳輸?shù)某炙{(lán)牙的手機(jī)之間互相進(jìn)行配對與通訊傳輸?shù)腘FC（Near Field Communication）機(jī)制。具備更佳的省電效果。）機(jī)制。具備更佳的省電效果。nV3.0：核心是：核心是“Generic Alternate MAC/PHY”(AMP)，這是一種全，這是一種全新的交替射頻技術(shù)，允許藍(lán)牙協(xié)議棧針對任一任務(wù)動態(tài)地選擇正確新的交替射頻技術(shù)，允許藍(lán)牙協(xié)議棧針對任一任務(wù)動態(tài)地選擇正確射頻。傳輸速率更高，功耗更低。射頻。傳輸速率

38、更高，功耗更低。nV4.0：包括三個子規(guī)范，即傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)、高速藍(lán)牙和新的藍(lán)牙低：包括三個子規(guī)范，即傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)、高速藍(lán)牙和新的藍(lán)牙低功耗技術(shù)。藍(lán)牙功耗技術(shù)。藍(lán)牙 4.0的改進(jìn)之處主要體現(xiàn)在三個方面，電池續(xù)航時間的改進(jìn)之處主要體現(xiàn)在三個方面，電池續(xù)航時間、節(jié)能和設(shè)備種類。有效傳輸距離也有所提升，為、節(jié)能和設(shè)備種類。有效傳輸距離也有所提升，為60M。4.2 藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤33n全球范圍適用：全球范圍適用：藍(lán)牙藍(lán)牙工作在工作在2.4GHz的的ISM頻段頻段，無需向各國的，無需向各國的無線電資源管理部門申請許

39、可證。無線電資源管理部門申請許可證。n同時可傳輸語音和數(shù)據(jù)：同時可傳輸語音和數(shù)據(jù)：藍(lán)牙藍(lán)牙采用電路交換和分組交換技術(shù)采用電路交換和分組交換技術(shù)，支持異步數(shù)據(jù)信道、三路語音信道以及異步數(shù)據(jù)與同步語音同支持異步數(shù)據(jù)信道、三路語音信道以及異步數(shù)據(jù)與同步語音同時傳輸?shù)男诺罆r傳輸?shù)男诺?。n每個語音信道數(shù)據(jù)速率為每個語音信道數(shù)據(jù)速率為64kbit/s，語音信號編碼采用脈，語音信號編碼采用脈沖編沖編碼調(diào)制（碼調(diào)制（PCM）或或連續(xù)可變斜率增量調(diào)制（連續(xù)可變斜率增量調(diào)制（CVSD）方法。方法。n當(dāng)采用非對稱信道傳輸數(shù)據(jù)時，速率最高為當(dāng)采用非對稱信道傳輸數(shù)據(jù)時，速率最高為721kbit/s，反向，反向?yàn)闉?7.

40、6kbit/s；當(dāng)采用對稱信道傳輸數(shù)據(jù)時，速率最高為；當(dāng)采用對稱信道傳輸數(shù)據(jù)時，速率最高為342.6kbit/s。n藍(lán)牙有兩種鏈路類型：藍(lán)牙有兩種鏈路類型：異步無連接異步無連接（ACL）鏈路）鏈路和和同步面向同步面向連接（連接（SCO）鏈路）鏈路。藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤34n可以建立臨時性的對等連接：可以建立臨時性的對等連接：根據(jù)藍(lán)牙設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色，可分根據(jù)藍(lán)牙設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色，可分為為主設(shè)備（主設(shè)備（Master）與與從設(shè)備（從設(shè)備（Slave）。主設(shè)備是組網(wǎng)連接主動發(fā)。主設(shè)備是組網(wǎng)連接主動發(fā)起連接請求

41、的藍(lán)牙設(shè)備，幾個藍(lán)牙設(shè)備連接成一個起連接請求的藍(lán)牙設(shè)備，幾個藍(lán)牙設(shè)備連接成一個皮網(wǎng)（皮網(wǎng)（Piconet）時，其中只有一個主設(shè)備，其余的均為從設(shè)備。皮網(wǎng)是藍(lán)牙最基本時，其中只有一個主設(shè)備，其余的均為從設(shè)備。皮網(wǎng)是藍(lán)牙最基本的一種網(wǎng)絡(luò)形式，最簡單的皮網(wǎng)是一個主設(shè)備和一個從設(shè)備組成的的一種網(wǎng)絡(luò)形式，最簡單的皮網(wǎng)是一個主設(shè)備和一個從設(shè)備組成的點(diǎn)對點(diǎn)的通信連接。點(diǎn)對點(diǎn)的通信連接。n具有很好的抗干擾能力：具有很好的抗干擾能力：工作在工作在ISM頻段的無線電設(shè)備有很多種，頻段的無線電設(shè)備有很多種，如家用微波爐、無線局域網(wǎng)（如家用微波爐、無線局域網(wǎng)（WLAN）、Home RF等產(chǎn)品，為了很等產(chǎn)品，為了很好地

42、抵抗來自這些設(shè)備的干擾，藍(lán)牙采用了好地抵抗來自這些設(shè)備的干擾，藍(lán)牙采用了跳頻擴(kuò)頻跳頻擴(kuò)頻，將，將2.4022.48GHz頻段頻段分成分成79個頻點(diǎn)個頻點(diǎn)，相鄰頻點(diǎn)間隔相鄰頻點(diǎn)間隔1MHz。藍(lán)牙設(shè)備在某個。藍(lán)牙設(shè)備在某個頻點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)之后，再跳到另一個頻點(diǎn)發(fā)送，而頻點(diǎn)的排列順序則頻點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)之后，再跳到另一個頻點(diǎn)發(fā)送，而頻點(diǎn)的排列順序則是偽隨機(jī)的，是偽隨機(jī)的，每秒鐘頻率改變每秒鐘頻率改變1600次次，每個頻率持續(xù)，每個頻率持續(xù)625s。藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤35n藍(lán)牙模塊體積很小、便于集成：藍(lán)牙模塊體積很小、便于集

43、成：由于個人移動設(shè)備的體積較小，嵌由于個人移動設(shè)備的體積較小，嵌入其內(nèi)部的藍(lán)牙模塊體積就應(yīng)該更小，如愛立信公司的藍(lán)牙模塊入其內(nèi)部的藍(lán)牙模塊體積就應(yīng)該更小，如愛立信公司的藍(lán)牙模塊ROK101008的外形尺寸僅為的外形尺寸僅為32.8mm16.8mm2.95mm。n功耗低：功耗低：藍(lán)牙設(shè)備在通信連（藍(lán)牙設(shè)備在通信連（Connection）狀態(tài)下，有四種工作模）狀態(tài)下，有四種工作模式：式：激活（激活（Active）模式）模式、呼吸（呼吸（Sniff）模式）模式、保持（保持（Hold）模式）模式、休眠（休眠（Park）模式）模式，Active模式是正常的工作狀態(tài)，另外三種模式是正常的工作狀態(tài)，另外三種

44、模模式式是為了節(jié)能所規(guī)定的低功耗模式。是為了節(jié)能所規(guī)定的低功耗模式。n開放的接口標(biāo)準(zhǔn)：開放的接口標(biāo)準(zhǔn)：為了推廣藍(lán)牙技術(shù)的使用，將藍(lán)牙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)全為了推廣藍(lán)牙技術(shù)的使用，將藍(lán)牙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)全部公開，全世界范圍內(nèi)的任何單位和個人都可以進(jìn)行藍(lán)牙產(chǎn)品的開部公開，全世界范圍內(nèi)的任何單位和個人都可以進(jìn)行藍(lán)牙產(chǎn)品的開發(fā)，只要最終通過藍(lán)牙產(chǎn)品兼容性測試，就可以推向市場。發(fā)，只要最終通過藍(lán)牙產(chǎn)品兼容性測試，就可以推向市場。n成本低：成本低：隨著市場需求的擴(kuò)大，各個供應(yīng)商紛紛推出自己的藍(lán)牙芯隨著市場需求的擴(kuò)大，各個供應(yīng)商紛紛推出自己的藍(lán)牙芯片和模塊，藍(lán)牙產(chǎn)品價格飛速下降。片和模塊，藍(lán)牙產(chǎn)品價格飛速下降。4.3 藍(lán)牙

45、系統(tǒng)組成藍(lán)牙系統(tǒng)組成n天線單元天線單元-無線射頻單元無線射頻單元q主要規(guī)定硬件設(shè)備的功能，它負(fù)責(zé)射頻處理和基頻調(diào)制的功能。主要規(guī)定硬件設(shè)備的功能，它負(fù)責(zé)射頻處理和基頻調(diào)制的功能。q藍(lán)牙的天線部分體積十分小巧、重量輕，屬于微帶天線。藍(lán)牙的天線部分體積十分小巧、重量輕，屬于微帶天線。q藍(lán)牙空中接口是建立在天線電平為藍(lán)牙空中接口是建立在天線電平為0dB的基礎(chǔ)上的。空中接口遵的基礎(chǔ)上的?？罩薪涌谧裱璅CC有關(guān)電平為有關(guān)電平為0dB的的ISM頻段的標(biāo)準(zhǔn)。頻段的標(biāo)準(zhǔn)。q發(fā)射功率達(dá)到發(fā)射功率達(dá)到100mW以上。以上。 n鏈路控制（硬件）單元鏈路控制（硬件）單元 q主要完成底層通信協(xié)議（如物理層、主要完成底

46、層通信協(xié)議（如物理層、MAC層）的功能。層）的功能。q目前藍(lán)牙產(chǎn)品的鏈路控制硬件單元包括目前藍(lán)牙產(chǎn)品的鏈路控制硬件單元包括3個集成芯片：個集成芯片：連接控制連接控制器器、基帶處理器基帶處理器以及以及射頻傳輸射頻傳輸/接收器接收器，此外還使用了，此外還使用了35 個單個單獨(dú)調(diào)諧元件。獨(dú)調(diào)諧元件。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤36n鏈路管理（軟件）單元 q主要負(fù)責(zé)基帶連接的設(shè)定及管理，基帶數(shù)據(jù)的分段及重組、多路復(fù)用和Qos等功能。q鏈路管理（LM）單元攜帶了鏈路的數(shù)據(jù)設(shè)置、鑒權(quán)、鏈路硬件配置和其它一些協(xié)議。LM能夠發(fā)現(xiàn)其他遠(yuǎn)端LM并通過LMP（鏈路管

47、理協(xié)議）與之通信。qLM單元提供如下服務(wù)：發(fā)送和接收數(shù)據(jù)、請求名稱、鏈路地址查詢、建立連接、鑒權(quán)、鏈路模式協(xié)商和建立、決定幀的類型等。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤37n軟件單元軟件單元 q藍(lán)牙的軟件是一個獨(dú)立的操作系統(tǒng)，不與任何操作系統(tǒng)捆綁，它符合已經(jīng)制定好的藍(lán)牙規(guī)范。q藍(lán)牙規(guī)范包括兩部分：第一部分為核心部分，用以規(guī)定諸如射頻、基帶、連接管理、業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)、傳輸層以及與不同通信協(xié)議間的互用、互操作性等組件；第二部分為應(yīng)用規(guī)范（Profile）部分，用以規(guī)定不同藍(lán)牙應(yīng)用所需的協(xié)議和過程。q軟件結(jié)構(gòu)主要為各種應(yīng)用提供應(yīng)用軟件所需的通信協(xié)議與應(yīng)用程序接口

48、。q藍(lán)牙系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)將實(shí)現(xiàn)的功能有：配置及診斷、藍(lán)牙設(shè)備的發(fā)現(xiàn)、電纜仿真、與外設(shè)通信、語音通信及呼叫控制，以及交換名片和電話號碼等。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤384.4 藍(lán)牙的技術(shù)參數(shù)藍(lán)牙的技術(shù)參數(shù)2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤39信道數(shù)：信道數(shù)：79 個個 （0-78）范圍：范圍：2.402GHz - 2.480GHz 信道間隔：信道間隔：1MHzn1 1、2.4GHz ISM 2.4GHz ISM 頻段頻段 2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤40

49、n2 2、調(diào)制方式：、調(diào)制方式：qGFSKGFSK（載波向上頻移（載波向上頻移157kHz157kHz表示表示“1”1”，向下頻移，向下頻移157kHz157kHz表示表示“0”0”，速率是，速率是1Mbit/s1Mbit/s）q調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)=0.28-0.35=0.28-0.35n3 3、跳頻技術(shù)：、跳頻技術(shù)：q跳頻速率：跳頻速率：1600H/s1600H/s，T=625sT=625sq跳頻頻率點(diǎn)：跳頻頻率點(diǎn)：7979n4 4、雙工方式：、雙工方式：TDDTDDn5 5、語音編碼：、語音編碼：脈沖編碼調(diào)制和脈沖編碼調(diào)制和連續(xù)可變斜率增量調(diào)制連續(xù)可變斜率增量調(diào)制n6 6、包的格式：、包的格

50、式：接入碼接入碼包頭包頭內(nèi)容內(nèi)容72b54b0-2745b7 7、糾錯技術(shù)、糾錯技術(shù)n在藍(lán)牙中有三種糾錯方案：q1/3比例前向糾錯(FEC) q2/3比例的前向糾錯q數(shù)據(jù)的自動請求重發(fā)(ARQ) n前向糾錯是為了減少數(shù)據(jù)重發(fā)的次數(shù)，降低傳輸數(shù)據(jù)量。在自動請求重發(fā)的機(jī)制中在時隙中傳送的數(shù)據(jù)必須在下一個時隙得到確認(rèn)，在數(shù)據(jù)的收端通過了報頭錯誤檢測和CRC校驗(yàn)之后才向發(fā)端回確認(rèn)的消息，否則返回一個錯誤消息。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤418 8、加密和鑒權(quán)、加密和鑒權(quán)n藍(lán)牙基帶部分在物理層為用戶提供加密，鑒權(quán)基于藍(lán)牙基帶部分在物理層為用戶提供加密，鑒

51、權(quán)基于“請求請求-響應(yīng)響應(yīng)”運(yùn)算法則，個人的藍(lán)牙設(shè)備可建立信任域，只有建運(yùn)算法則，個人的藍(lán)牙設(shè)備可建立信任域，只有建立在統(tǒng)一信任域的藍(lán)牙設(shè)備才能互相通信。立在統(tǒng)一信任域的藍(lán)牙設(shè)備才能互相通信。n在安全保密性方面，藍(lán)牙系統(tǒng)認(rèn)證與加密服務(wù)由物理層提在安全保密性方面，藍(lán)牙系統(tǒng)認(rèn)證與加密服務(wù)由物理層提供，采用供，采用流密碼加密技術(shù)流密碼加密技術(shù)，適于硬件實(shí)現(xiàn)，密鑰長度可以，適于硬件實(shí)現(xiàn)，密鑰長度可以是是0、40或或64位，密鑰由高層軟件管理。如果用戶有更高位，密鑰由高層軟件管理。如果用戶有更高級別的保密要求，可以使用更高級更有效的傳輸層和應(yīng)用級別的保密要求，可以使用更高級更有效的傳輸層和應(yīng)用層安全機(jī)制

52、。層安全機(jī)制。 2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤424.5 藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)n首先是由最多首先是由最多8臺獨(dú)立的設(shè)備連成臺獨(dú)立的設(shè)備連成Piconet（微微（微微網(wǎng)）。網(wǎng)）。n再由多個獨(dú)立的，非同步的再由多個獨(dú)立的，非同步的Piconet組成一個獨(dú)組成一個獨(dú)立的立的Scatternet（分布網(wǎng)）。（分布網(wǎng)）。n在在Piconet（微微網(wǎng)）內(nèi)部，各設(shè)備單元分主、（微微網(wǎng)）內(nèi)部，各設(shè)備單元分主、從工作方式運(yùn)行，雖然所有的藍(lán)牙設(shè)備都是對等從工作方式運(yùn)行，雖然所有的藍(lán)牙設(shè)備都是對等的，以同樣的方式工作。的，以同樣的方式工作。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院

53、通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤43微微網(wǎng)微微網(wǎng)n一個微微網(wǎng)可由一個微微網(wǎng)可由8 8個藍(lán)牙設(shè)個藍(lán)牙設(shè)備組成備組成，其中有一個主設(shè)，其中有一個主設(shè)備單元和最多備單元和最多7個從設(shè)備單個從設(shè)備單元。元。n主設(shè)備單元負(fù)責(zé)提供時鐘主設(shè)備單元負(fù)責(zé)提供時鐘同步信號和跳頻序列。同步信號和跳頻序列。n從設(shè)備單元一般是受控同從設(shè)備單元一般是受控同步的設(shè)備單元，接受主設(shè)步的設(shè)備單元，接受主設(shè)備單元的控制。備單元的控制。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤44MasterSlaveSlaveSlaveSlaveSlaveSlaveSlave微微網(wǎng)的應(yīng)用（一拖七

54、）微微網(wǎng)的應(yīng)用（一拖七）2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤452022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤46分布網(wǎng)分布網(wǎng)4.6 藍(lán)牙的應(yīng)用藍(lán)牙的應(yīng)用n對講機(jī)對講機(jī)n無繩電話無繩電話n頭戴式耳機(jī)頭戴式耳機(jī)n傳真?zhèn)髡鎛局域網(wǎng)接入局域網(wǎng)接入n文件傳輸文件傳輸n目標(biāo)上傳目標(biāo)上傳n數(shù)據(jù)同步數(shù)據(jù)同步2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤474.7 藍(lán)牙與藍(lán)牙與WLANn相同之處相同之處q工作在工作在2.4GHz頻段上；頻段上；q支持移動聯(lián)網(wǎng)，用戶可以靈活地移動計算設(shè)備的位置，支持移動聯(lián)網(wǎng)

55、，用戶可以靈活地移動計算設(shè)備的位置，保持持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)連接；保持持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)連接；q不需要使用物理線路，安裝非常簡便；不需要使用物理線路，安裝非常簡便；q因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)所使用的高頻率無線電波可以穿透墻壁或因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)所使用的高頻率無線電波可以穿透墻壁或玻璃窗，所以網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以在有效范圍內(nèi)任意放置；玻璃窗，所以網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以在有效范圍內(nèi)任意放置；q多層安全防護(hù)措施可以充分確保用戶隱私；多層安全防護(hù)措施可以充分確保用戶隱私；q改動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或布局時，不需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新設(shè)置。改動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或布局時，不需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新設(shè)置。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤48n不同

56、之處不同之處q藍(lán)牙的覆蓋范圍小，傳輸速率低。藍(lán)牙的覆蓋范圍小，傳輸速率低。q藍(lán)牙通信模塊與藍(lán)牙通信模塊與802.11相比，耗電低，成本便宜，通信時操作簡單。由相比，耗電低，成本便宜，通信時操作簡單。由配有藍(lán)牙的設(shè)備搜索出位于半徑配有藍(lán)牙的設(shè)備搜索出位于半徑10m內(nèi)的另外一臺配備藍(lán)牙的設(shè)備，雙內(nèi)的另外一臺配備藍(lán)牙的設(shè)備，雙方認(rèn)證后就可通信。對方可為手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等多種設(shè)備。藍(lán)牙技術(shù)方認(rèn)證后就可通信。對方可為手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等多種設(shè)備。藍(lán)牙技術(shù)為已有的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)和外設(shè)提供通用接口以組建一個遠(yuǎn)離固定網(wǎng)絡(luò)的為已有的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)和外設(shè)提供通用接口以組建一個遠(yuǎn)離固定網(wǎng)絡(luò)的個個人特別連接設(shè)備群人特別連接設(shè)備群。q藍(lán)

57、牙設(shè)備使用藍(lán)牙設(shè)備使用ISM頻段實(shí)時進(jìn)行數(shù)據(jù)和語音傳輸，意味著在辦公室、家頻段實(shí)時進(jìn)行數(shù)據(jù)和語音傳輸，意味著在辦公室、家庭和旅途中，無需布設(shè)專用線纜和連接器，通過藍(lán)牙遙控裝置可以形庭和旅途中，無需布設(shè)專用線纜和連接器，通過藍(lán)牙遙控裝置可以形成一點(diǎn)到多點(diǎn)的連接，即在該裝置周圍組成一個成一點(diǎn)到多點(diǎn)的連接，即在該裝置周圍組成一個“微網(wǎng)微網(wǎng)”，網(wǎng)內(nèi)任何，網(wǎng)內(nèi)任何藍(lán)牙設(shè)備都可與該裝置互通信號，而且無需復(fù)雜的軟件支持。藍(lán)牙設(shè)備都可與該裝置互通信號，而且無需復(fù)雜的軟件支持。qWLAN研發(fā)與生產(chǎn)成本的降低速度比較快，以研發(fā)與生產(chǎn)成本的降低速度比較快，以802.11技術(shù)為規(guī)格的相關(guān)技術(shù)為規(guī)格的相關(guān)產(chǎn)品，幾乎每年

58、都以產(chǎn)品，幾乎每年都以30的速度降低成本。但相比較而言，目前的速度降低成本。但相比較而言，目前IEEE802.11更具競爭力。多層安全防護(hù)措施可以充分確保用戶隱私更具競爭力。多層安全防護(hù)措施可以充分確保用戶隱私n總的來講，總的來講，802.11比較適合于辦公室中的企業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)，而藍(lán)比較適合于辦公室中的企業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)，而藍(lán)牙技術(shù)則可以應(yīng)用于任何可以用無線方式替代線纜的場合。牙技術(shù)則可以應(yīng)用于任何可以用無線方式替代線纜的場合。2022-6-27青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤青農(nóng)大理信學(xué)院通信教研室李愛濤49五、五、ZigBeenZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成技術(shù)是一種近

59、距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的本的雙向無線通訊技術(shù)雙向無線通訊技術(shù)。nZigbee也被稱為也被稱為“HomeRF Lite”、“RF- EasyLink”或或“fireFly”無線電技術(shù)，目前統(tǒng)稱為無線電技術(shù)，目前統(tǒng)稱為ZigBee。 nZigBee可工作在可工作在2.4GHz（全球流行）（全球流行）、868MHz（歐洲流行）（歐洲流行）和和915MHz（美國流行）（美國流行）3個頻段上，分別具有最高個頻段上，分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和和40kbit/s的傳輸速率，它的傳輸距離在的傳輸速率，它的傳輸距離在10-75m的范圍的范圍內(nèi)，但可以繼續(xù)增加。內(nèi)，但可以繼

60、續(xù)增加。n在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。這些傳感器只需這些傳感器只需要很低的功耗，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器要很低的功耗，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器，因此它們的通信效率非常高。傳到另一個傳感器，因此它們的通信效率非常高。n主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。2022-6-27青