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摘要：随着社会的发展与进步，重视短距离无线通信主要技术与应用对于城市生活具有重要的意义。本文主要介绍短距离无线通信主要技术与应用的有关内容。
关键词短距离；无线；通信；网络；系统；技术；原理；应用；
中图分类号：S972.7+6 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着电子技术、计算机技术的发展,近年来短距离无线通信技术蓬勃发展,出现了各种标准的短距离无线数据传输标准,它们各有其优缺点和不同的应用场合. 短距离无线通信可以采用不同的网络技术, 如蓝牙、IEEE802. 11、HomeRF、UWB、红外线等。短距离无线通信网设计的初衷是为了在移动环境下提供短距离的宽带无线接入或临时性的网络形成, 是因特网在移动环境下的进一步发展。
一、短距离无线通信技术
无线信号的发送可以采用不同的技术。首先是蓝牙蓝牙是一种短距离无线通信规范, 工作频段为全球统一开放的2. 4G ISM 频段, 传输范围为10~100 米。蓝牙可以建立临时性对等连接。其次是IEEE802. 11. IEEE 802. 11 工作组开始制定一种无线局域网(WLAN) 标准, 其工作频带为ISM 频段, 标准主要是制定物理层和媒体接入控制(MAC) 层的规范。在802. 11 标准中, 移动终端可在两种方式下工作, 即直接通信方式和与多个接入点通信方式, 前者称为独立配置方式, 后者称为含基础设置的配置方式。而后是超宽带.超宽带(Ultra Wide Band) 技术是一种用极低的功率( 约20mW) 、在极宽的频谱范围内( 最高可高达7. 5GHz) 以极高的速率( 可高达500Mbit / s 以上) 传输信息的无线通信技术。
二、短距离无线通信的基本原理
短距离通信网的覆盖范围相对于公用移动通信网来说规模要小的多, 主要是针对某个单位或群体内部使用的小规模移动无线网。结构可以分为有基础结构和无基础结构两种。网络中负责无线接入的AP 在信号覆盖的距离上与传统蜂窝通信网中基站所覆盖的范围相比要小的多, 通常只有几十米到几百米, 而网络的基础结构和传统的计算机网络无异, 范围可以包括一个单位、一个学校甚至一个小区, 所以只能说其无线接入部分是短距离的, 而网络的基础结构部分( 由固定节点相互连接而成) 却可以覆盖很大的范围。无线接入路由器的作用是无线AP 和路由器的结合, 具有对移动终端无线接入及数据转发和路由的功能。无线接入路由器是事先已经在该区域内布好, 无线接入路由器之间的底层物理链路可以通过有线方式连接, 也可以通过无线链路进行连接。有基础结构的短距离通信网的底层无线传输技术通常采用802. 11 技术, 因为有固定节点为无线AP, 并不具有移动性, 功耗、体积、价格等移动终端非常敏感的问题对于有基础结构的无线网络中的接入点来说并不重要, 而无线传输数据的速率才是最为重要的。有基础结构的短距离无线通信网的应用前景非常广泛, 可以应用于办公室、宾馆、机场等需要移动办公, 移动接入网络的单位和集体, 由于其易于构建, 建设成本低, 并且可以在传统有线局域网的基础上进行改造, 所以业界普遍看好此类型网络, 预计未来几年内会得到普及。另一种网络结构是无基础设施的无线网。此种类型的网络中由于没有固定节点充当无线AP 和转发器, 网络中的每个节点的位置都是不固定的, 随时可能变化。网络中的每个节点都必须具备路由器的功能, 即能够把从某些节点收到的数据转发到其他节点中去。此种类型的网络又叫移动Adhoc 网络或者MANET。
三、短距离无线通信技术现状
通信收发双方通过无线电波传输信息，并且传输距离限制在较短的范围内，通常是几十米以内，就可以称为短距离无线通信。作为终端间直接通信的技术，短距离无线通信技术有低成本（low cost）、低功耗（low power）、对等性（peer to peer）的特点。在现代工业数字化的基础上，随着计算机软硬件技术、网络技术和工业综合自动化系统整合水平的不断发展，无线网络增加了各种控制和数据监测灵活性，突破了有线设备对电缆布线的种种限制。在工控场合的应用条件下，短距离的无线传输尤其受到瞩目。短距离无线通信技术在便携式终端中的应用，解决了越来越迫切的仪器间的通信需求,免布线的短距离无线通信在此领域应用的潜力很大。还特别适用于较难布线及线路容易磨损的环境 ,并且是设备扩充时避免重新布线、施工的极佳解决方案。目前短距离无线通信技术已在广大的大型企业、油田、矿井等不易布线的场所广泛应用于数据采集和无线控制。目前短距离无线通信主要有蓝牙、ZigBee等技术。峰值传输速率低于1Mbps的归为低速短距离无线通信技术，而高于100Mbps的作为高速短距离无线通信技术。冷藏列车的无线仪表系统数据量小，采用低速的短距离无线通信技术。
四、短距离无线通信网的应用
短距离无线通信网的使用范围非常广泛。既可以构建有基础结构的无线接入网络, 也可以在没有任何基础设施的情况下临时性的建立Ad Hoc 网络.
在军事战场上的应用: 信息在现在战场上发挥着越来越重要的作用, 各作战单位之间是否能及时的交换信息直接关系到一场战斗的胜负。作战人员需要随时了解彼此之间的各种作战状况以便紧密配合, 协同作战, 但这一切的实现都需要无线移动通信网络来支撑, 基于Ad Hoc 方式的短距离无线通信网能够充分满足上述的需求, 对各个作战人员装备上无线收发器并使之连成一个网络。在这样的网络中每个节点都是移动的, 如何缩短高速移动环境下的路由恢复和重建的时间是基于Ad Hoc 方式的短距离无线通信网能否成功应用于战场的关键。
在紧急救援、紧急响应中的应用: 在紧急救援中, 一套可靠、高效的无线通信系统能够保证救援人员之间的密切配合, 顺利完成各种任务。传统的基于蜂窝结构和基站发射塔的蜂窝移动通信网系统容量小, 随时可能出现业务量过大而无法接通的情况,并且通常只能传输语音信号。一些现场图片等具有重要价值的数据无法传送到控制中心。短距离无线通信网可以满足此类特殊需求并为之提供宽带数据、视频、话音和定位等功能。网络中各无线转发器都具备路由功能, 当某一台无线转发器遭到破坏时其他的路由器可以按照事先设定好的路由表和算法自动生成新的路由, 所以整個网络能够正常工作, 具备自行修复的功能和抗破坏性.
在数字信息站中的应用: 可以应用于各种需要移动中接入网络的情况, 如地铁沿线中列车和站台之间的通信、城市中公交车路线上公共汽车和总站及各站台的通信、博物馆或公园内游客通过手持设备每到一个参观点可以通过无线方式接收到该参观点的各种相关介绍, 同时和该参观点或总台进行数据交互等等。数字信息站将随着人们生活质量的不断提高投入大规模的应用。
结束语
短距离无线通信网的出现和应用较好的适应了市场发展的需求, 特别是在最近一两年内以惊人的速度发展, 各种相关技术层出不穷, 已经在医疗、销售、制造、仓储、运输、会展、金融、小型办公、学校等许多不适合或无法布线的场合或需要移动办公、移动工作的企事业单位和行业系统得到了初步的应用。但其基本上还局限在单个无线AP 接入的方式, 真正意义上的无线网络还很少见。相信在未来几年内, 人们可以通过各种移动终端随时随地的组建临时性网络或无线接入因特网, 实现包括语音、视频、数据文件等业务的高速收发, 充分享受短距离无线通信网络带给人们的便利.
参考文献
[1]涂巧玲,刘小康.短距离无线测控系统及其应用.电子技术，2004.
[2]蔡型,张思全.短距离无线通信技术综述.现代电子技术，2004
[3]Mark Ciampa.无线局域网设计与实现[M].科学出版社,2003
[4]金纯等.蓝牙技术[M].电子工业出版社,2001
[5]Wayne Tomasi,Vincent F••Alisou-skas.远程通信[M].电子工业出版社,2002
[6]方旭明, 何蓉等. 短距离无线与移动通信网络. 人民邮电出版社,2004
关键词短距离；无线；通信；网络；系统；技术；原理；应用；
中图分类号：S972.7+6 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着电子技术、计算机技术的发展,近年来短距离无线通信技术蓬勃发展,出现了各种标准的短距离无线数据传输标准,它们各有其优缺点和不同的应用场合. 短距离无线通信可以采用不同的网络技术, 如蓝牙、IEEE802. 11、HomeRF、UWB、红外线等。短距离无线通信网设计的初衷是为了在移动环境下提供短距离的宽带无线接入或临时性的网络形成, 是因特网在移动环境下的进一步发展。
一、短距离无线通信技术
无线信号的发送可以采用不同的技术。首先是蓝牙蓝牙是一种短距离无线通信规范, 工作频段为全球统一开放的2. 4G ISM 频段, 传输范围为10~100 米。蓝牙可以建立临时性对等连接。其次是IEEE802. 11. IEEE 802. 11 工作组开始制定一种无线局域网(WLAN) 标准, 其工作频带为ISM 频段, 标准主要是制定物理层和媒体接入控制(MAC) 层的规范。在802. 11 标准中, 移动终端可在两种方式下工作, 即直接通信方式和与多个接入点通信方式, 前者称为独立配置方式, 后者称为含基础设置的配置方式。而后是超宽带.超宽带(Ultra Wide Band) 技术是一种用极低的功率( 约20mW) 、在极宽的频谱范围内( 最高可高达7. 5GHz) 以极高的速率( 可高达500Mbit / s 以上) 传输信息的无线通信技术。
二、短距离无线通信的基本原理
短距离通信网的覆盖范围相对于公用移动通信网来说规模要小的多, 主要是针对某个单位或群体内部使用的小规模移动无线网。结构可以分为有基础结构和无基础结构两种。网络中负责无线接入的AP 在信号覆盖的距离上与传统蜂窝通信网中基站所覆盖的范围相比要小的多, 通常只有几十米到几百米, 而网络的基础结构和传统的计算机网络无异, 范围可以包括一个单位、一个学校甚至一个小区, 所以只能说其无线接入部分是短距离的, 而网络的基础结构部分( 由固定节点相互连接而成) 却可以覆盖很大的范围。无线接入路由器的作用是无线AP 和路由器的结合, 具有对移动终端无线接入及数据转发和路由的功能。无线接入路由器是事先已经在该区域内布好, 无线接入路由器之间的底层物理链路可以通过有线方式连接, 也可以通过无线链路进行连接。有基础结构的短距离通信网的底层无线传输技术通常采用802. 11 技术, 因为有固定节点为无线AP, 并不具有移动性, 功耗、体积、价格等移动终端非常敏感的问题对于有基础结构的无线网络中的接入点来说并不重要, 而无线传输数据的速率才是最为重要的。有基础结构的短距离无线通信网的应用前景非常广泛, 可以应用于办公室、宾馆、机场等需要移动办公, 移动接入网络的单位和集体, 由于其易于构建, 建设成本低, 并且可以在传统有线局域网的基础上进行改造, 所以业界普遍看好此类型网络, 预计未来几年内会得到普及。另一种网络结构是无基础设施的无线网。此种类型的网络中由于没有固定节点充当无线AP 和转发器, 网络中的每个节点的位置都是不固定的, 随时可能变化。网络中的每个节点都必须具备路由器的功能, 即能够把从某些节点收到的数据转发到其他节点中去。此种类型的网络又叫移动Adhoc 网络或者MANET。
三、短距离无线通信技术现状
通信收发双方通过无线电波传输信息，并且传输距离限制在较短的范围内，通常是几十米以内，就可以称为短距离无线通信。作为终端间直接通信的技术，短距离无线通信技术有低成本（low cost）、低功耗（low power）、对等性（peer to peer）的特点。在现代工业数字化的基础上，随着计算机软硬件技术、网络技术和工业综合自动化系统整合水平的不断发展，无线网络增加了各种控制和数据监测灵活性，突破了有线设备对电缆布线的种种限制。在工控场合的应用条件下，短距离的无线传输尤其受到瞩目。短距离无线通信技术在便携式终端中的应用，解决了越来越迫切的仪器间的通信需求,免布线的短距离无线通信在此领域应用的潜力很大。还特别适用于较难布线及线路容易磨损的环境 ,并且是设备扩充时避免重新布线、施工的极佳解决方案。目前短距离无线通信技术已在广大的大型企业、油田、矿井等不易布线的场所广泛应用于数据采集和无线控制。目前短距离无线通信主要有蓝牙、ZigBee等技术。峰值传输速率低于1Mbps的归为低速短距离无线通信技术，而高于100Mbps的作为高速短距离无线通信技术。冷藏列车的无线仪表系统数据量小，采用低速的短距离无线通信技术。
四、短距离无线通信网的应用
短距离无线通信网的使用范围非常广泛。既可以构建有基础结构的无线接入网络, 也可以在没有任何基础设施的情况下临时性的建立Ad Hoc 网络.
在军事战场上的应用: 信息在现在战场上发挥着越来越重要的作用, 各作战单位之间是否能及时的交换信息直接关系到一场战斗的胜负。作战人员需要随时了解彼此之间的各种作战状况以便紧密配合, 协同作战, 但这一切的实现都需要无线移动通信网络来支撑, 基于Ad Hoc 方式的短距离无线通信网能够充分满足上述的需求, 对各个作战人员装备上无线收发器并使之连成一个网络。在这样的网络中每个节点都是移动的, 如何缩短高速移动环境下的路由恢复和重建的时间是基于Ad Hoc 方式的短距离无线通信网能否成功应用于战场的关键。
在紧急救援、紧急响应中的应用: 在紧急救援中, 一套可靠、高效的无线通信系统能够保证救援人员之间的密切配合, 顺利完成各种任务。传统的基于蜂窝结构和基站发射塔的蜂窝移动通信网系统容量小, 随时可能出现业务量过大而无法接通的情况,并且通常只能传输语音信号。一些现场图片等具有重要价值的数据无法传送到控制中心。短距离无线通信网可以满足此类特殊需求并为之提供宽带数据、视频、话音和定位等功能。网络中各无线转发器都具备路由功能, 当某一台无线转发器遭到破坏时其他的路由器可以按照事先设定好的路由表和算法自动生成新的路由, 所以整個网络能够正常工作, 具备自行修复的功能和抗破坏性.
在数字信息站中的应用: 可以应用于各种需要移动中接入网络的情况, 如地铁沿线中列车和站台之间的通信、城市中公交车路线上公共汽车和总站及各站台的通信、博物馆或公园内游客通过手持设备每到一个参观点可以通过无线方式接收到该参观点的各种相关介绍, 同时和该参观点或总台进行数据交互等等。数字信息站将随着人们生活质量的不断提高投入大规模的应用。
结束语
短距离无线通信网的出现和应用较好的适应了市场发展的需求, 特别是在最近一两年内以惊人的速度发展, 各种相关技术层出不穷, 已经在医疗、销售、制造、仓储、运输、会展、金融、小型办公、学校等许多不适合或无法布线的场合或需要移动办公、移动工作的企事业单位和行业系统得到了初步的应用。但其基本上还局限在单个无线AP 接入的方式, 真正意义上的无线网络还很少见。相信在未来几年内, 人们可以通过各种移动终端随时随地的组建临时性网络或无线接入因特网, 实现包括语音、视频、数据文件等业务的高速收发, 充分享受短距离无线通信网络带给人们的便利.
参考文献
[1]涂巧玲,刘小康.短距离无线测控系统及其应用.电子技术，2004.
[2]蔡型,张思全.短距离无线通信技术综述.现代电子技术，2004
[3]Mark Ciampa.无线局域网设计与实现[M].科学出版社,2003
[4]金纯等.蓝牙技术[M].电子工业出版社,2001
[5]Wayne Tomasi,Vincent F••Alisou-skas.远程通信[M].电子工业出版社,2002
[6]方旭明, 何蓉等. 短距离无线与移动通信网络. 人民邮电出版社,2004