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1、第5章 短距离无线通信,FDMA,TDMA,GSM,GPRS,EDGE,WCDMA,CDMA2000,TD-SCDMA,蓝牙,WI-FI,WLAN,Wi-MAX,HSDPA,HSUPA,3G,EV-DO,EV-DV,LTE,UMB,AMPS,TACS,HSCSD,5.1 蓝牙 5.2 ZigBee 5.3 Wifi 5.4 红外线通信技术 5.5 超宽带技术,本章内容,蓝牙技术,蓝牙，是一种支持设备短距离通信的无线电技术，范围一般被限定在10m之内。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用蓝牙技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也
2、能够成功地简化设备与因特网之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。,信息时代最大的特点就是更加方便快速的信息传播，正是基于这一点，工程技术人员也在努力开发更加出色的信息数据传输方式。蓝牙，对于手机乃至整个IT业而言已经不仅仅是一项简单的技术，而是一种概念。当蓝牙联盟信誓旦旦地对未来前景作着美好的憧憬时，整个业界都为之震动。抛开传统连线的束缚，彻底地享受无拘无束的乐趣，蓝牙给予我们的承诺足以让人精神振奋。,在第十世纪有一位丹麦国王叫做Harald Blatand，因为国王喜欢吃蓝莓，牙龈每天都是蓝色的所以叫蓝牙，所以Blatand 在英文里的意思可以被解释为蓝牙（Bluet
3、ooth）。,Blatand国王将挪威，瑞典和丹麦统一起来；他的口齿伶俐、善于交际，就如同这项即将面世的技术，技术将被定义为允许不同工业领域之间的协调工作，保持着各个系统领域之间的良好交流，例如计算机，手机和汽车行业之间的工作。于是蓝牙才能在今天变得家喻户晓起来。,在行业协会筹备阶段，需要一个极具有表现力的名字来命名这项高新技术。行业组织人员，在经过一夜关于欧洲历史和未来无线技术发展的讨论后，有些人认为用Blatand国王的名字命名再合适不过了。,蓝牙的创始人是爱立信公司，爱立信早在1994年就已进行研发。1998年，爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司等五家著名厂商，在联合开展短程无线通
4、信技术的标准化活动时提出了一种新的技术，其宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。,1999年下半年，著名的业界巨头微软、摩托罗拉、三星、朗讯与蓝牙特别小组的五家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织，从而在全球范围内掀起了一股“蓝牙”热潮。全球业界即将开发一大批蓝牙技术的应用产品，使蓝牙技术呈现出极其广阔的市场前景，并预示着21世纪初将迎来波澜壮阔的全球无线通信浪潮。,蓝牙技术是一个一对多的通信方法，在每一对设备之间进行蓝牙通讯时，必须一个为主要角色，另一为从属角色，才能进行通信。 对于一个特定具备蓝牙通讯功能的设备，它既可以是主端设备向其它设备发起呼叫，也可以作为从属角色，等待其它主设
5、备来连接。 通信时，由主端进行查找，发起配对，建链成功后，双方才可以收发数据。在理论上，一个蓝牙主端设备，可同时与7个蓝牙从端设备进行通讯。,一个蓝牙设备以主模式发起呼叫时，需要知道对方的蓝牙地址，配对密码等信息，配对完成后，可直接发起呼叫。首先是查找，找出周围处于可被查找的蓝牙设备，此时从端设备需要处于可被查找状态。 主端设备找到从端蓝牙设备后，与从端蓝牙设备进行配对，此时需要输入从端设备的PIN码，一般蓝牙耳机默认为：1234或0000，立体声蓝牙耳机默认为：8888，也有设备不需要输入PIN码。,配对完成后，从端蓝牙设备会记录主端设备的信任信息，此时主端即可向从端设备发起呼叫，根据应用不
6、同，可能是ACL数据链路呼叫或SCO语音链路呼叫，已配对的设备在下次呼叫时，不再需要重新配对。已配对的设备，做为从端的蓝牙耳机也可以发起建链请求，但做数据通讯的蓝牙模块一般不发起呼叫。链路建立成功后，主从两端之间即可进行双向的数据或语音通讯。在通信状态下，主端和从端设备都可以发起断链，断开蓝牙链路。,蓝牙无线技术是在两个设备间进行无线短距离通信的最简单、最便捷的方法。它广泛应用于世界各地，可以无线连接手机、便携式计算机、汽车、立体声耳机、MP3 播放器等多种设备。由于有了“配置文件”这一独特概念，蓝牙产品不再需要安装驱动程序软件。,如果说蓝牙最大的应用就是解决了电线的困扰。从为设备供电的电线到
7、连接计算机至键盘、打印机、鼠标和 PDA 的电缆，无不造成了一个杂乱无序的环境。在某些情况下，这会增加办公室危险，如员工可能会被电线绊倒或被电缆缠绕。随着蓝牙的出现，再也看不到凌乱的电线，房间也像一台机器一样有条不紊地高效运作着。,无需支付任何费用。蓝牙技术在 2.4 GHz 波段运行，该波段是一种无需申请许可证的工业、科技、医学无线电波段。因此，许多行业的制造商都积极地在其产品中实施此技术，以减少使用零乱的电线，实现无缝连接、流传输立体声，传输数据或进行语音通信。 无需基础设施。蓝牙技术是一项即时技术，它不要求固定的基础设施，且易于安装和设置。您不需要电缆即可实现连接。新用户使用亦不费力，只
8、需拥有 蓝牙品牌产品，检查可用的配置文件，将其连接至使用同一配置文件的另一蓝牙设备即可。 功耗低体积小。蓝牙设备在通信连接下有四种模式：激活模式、呼吸模式、保持模式、休眠模式。在正常的工作状态下采用激活模式，其他三种模式都是为了达到最小功耗而设置的。 很好的抗干扰能力和安全性。蓝牙采用了跳频方式来扩展频谱，抵抗来自设备的干扰。同时提供了认证和加密功能以确保链路的安全性。,蓝牙耳机就是将蓝牙技术应用在免持耳机上，让使用者可以免除恼人电线的牵绊，自在地以各种方式轻松通话。自从蓝牙耳机问世以来，一直是行动商务族提升效率的好工具。,蓝牙停车场的全称是蓝牙远距离停车场管理系统，蓝牙停车场是利用蓝牙技术完
9、成远距离非接触性刷卡的停车场管理系统。司机把蓝牙卡放在车挡风玻璃边，调好角度，车辆距离蓝牙读头3-30米内，激活蓝牙读卡器，读写器读取该卡的特征和有关信息，若有效，给停车场控制器传达指令，停车场控制器给道闸开关量信号，道闸升起，车辆感应器检测到车辆通过后，栏杆自动落下；若卡片无效或已过有效期，则道闸不起杆。,蓝牙技术不仅仅运用于电脑，像移动电话、数字相机、摄像机、打印机、传真机、家电等许许多多电子设备都可以采用蓝牙技术，实现无线连通，而不必拖一条尾巴（连接线）。随着蓝牙技术的普及，家庭装修时不再为电器的布线而烦恼；使用家电时，不必为一大堆遥控器而头疼，一部手机或是一把汽车钥匙就能一切搞定；出门
10、在外，公司的工作安排和家里亲人的画面可以随时随地获得；打卡、缴费不用排队，从缴费点附近经过，不必进门就可以轻松完成。蓝牙技术的广泛应用将使我们的生活无比轻松。,ZigBee技术,ZigBee译为“紫蜂”，它与蓝牙相类似。是一种新兴的短距离无线通信技术，用于传感控制应用。由IEEE 802.15工作组中提出，并由其TG4工作组制定规范。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。,其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、高数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。,ZigBee这一
11、名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。,IEEE 802.15.4网络,IEEE 802.15.4网络是指在一个POS内使用相同无线信道并通过IEEE 802.15.4标准相互通信的一组设备的集合，又名LR-WPAN网络。在这个网络中，根据设备所具有的通信能力，可以分为全功能设备（Full Function Device , FFD）和精简功能设备（Reduced Function Device , RFD）。,ZigBee网络特点,ZigBee网络特点,ZigB
12、ee网络特点,ZigBee网络结构,ZigBee应用,Wifi技术,Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。,特别是对于宽带的使用，Wi-Fi更显优势，有线宽带网络(ADSL、小区LAN等）到户后，连接到一个AP，然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够，甚至用户的邻里得到授权后，则无需增加端口，也能以共享的方式上网。,Wi-Fi技术由澳洲政府的研究机构CSIRO在90年代发明并于1996年在美国成功申请了无线网技术专利。发明人
13、是悉尼大学工程系毕业生Dr John OSullivan领导的一群由悉尼大学工程系毕业生组成的研究小组 。 IEEE选择并认定了CSIRO发明的无线网技术是世界上最好的无线网技术，成为了2010年Wi-Fi的核心技术标准。 IEEE曾请求澳洲政府放弃其Wi-Fi专利，让世界免费使用Wi-Fi技术，但遭到拒绝。收取了世界上几乎所有电器电信公司（包括苹果，英特尔，联想，戴尔，AT&T，索尼，东芝，微软，宏碁，华硕，等等）的专利使用费。,组建 一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP(无线访问接入点)，如此便能以无线的模式，配合既有的有线架构来分享网络资源，架设费用和复杂程度远远低于传统的有
14、线网络。如果只是几台电脑的对等网，也可不要AP，只需要每台电脑配备无线网卡。 AP主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP，就像一般有线网络的Hub一般，无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。,一个Wi-Fi联接点网络成员和结构站点(Station) ，网络最基本的组成部分。,基本服务单元(Basic Service Set,BSS)是网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成。站点可以动态地联结(Associate)到基本服务单元中。 分配系统(Distribution System,DS)。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒
15、介(Medium) 逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的，尽管它们物理上可能会是同一个媒介，例如同一个无线频段。 接入点(Access Point,AP)。接入点既有普通站点的身份，又有接入到分配系统的功能。 扩展服务单元(Extended Service Set,ESS)。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上，并非物理上的-不同的基本服务单元物有可能在地理位置相去甚远。分配系统也可以使用各种各样的技术。 关口(Portal) ，也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或其它网络联系起来。,更宽的带宽 虽然IEEE启动了两个项目打算将802.11标准数据速率提高到千兆
16、或几千兆，但至今也还没有形成初稿。 更实际一点的是802.11n标准将数据速率提高了一个等级，可以适应不同的功能和设备，所有11n无线收发装置支持两个空间数据流，发送和接收数据可以使用两个或三个天线组合，苹果最新的Wi-Fi iPod Touch就含有一颗博通(Broadcom)的无线芯片，支持11n标准。,更强的射频信号 11n中更多可选的性能特性将会出现在无线芯片中，无线客户端和无线访问点利用这些芯片可以使射频(RF)信号更具弹性，稳定和可靠，换句话说更象一个电线。 这些性能特性包括：低密度奇偶校验码，提高纠错能力；发射波束形成，它使用来自Wi-Fi客户端的反馈，让一个访问点集中处理客户端的射频信号；空间时分组编码(STBC)，它利用多重天线提高信号可靠性。,功耗更低 802.11n在功耗和管理方面进行了重大创新，不仅能够延长Wi-Fi智能手机的电池寿命，还可以嵌入到其它设备中，如医疗监控设备，楼宇控制系统，实时定位跟踪标签和消费电子产品。可以不断地监测和收集数据，可基于用户的身份和位置进行个性化。,改进的安全性 互联网最具破坏性的影响是通过盗窃身份证明，拒绝服务攻击，侵犯隐私
