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1、毕业设计短距离无线通信数据传输方法的研究摘 要随着网络与通信技术的飞速发展，人们对无线通信的需求越来越大，各种短距离无线通信技术将在自动化控制和家庭信息化领域扮演越来越重要的角色。对这些短距离无线通信数据传输方法的发展必将更好地服务于人们的工作和生活，使通信变得更为便捷。本文主要研究几种常见的短距离无线通信数据传输方法，对目前使用较广泛的蓝牙、IEEE802.11系列无线局域网、UWB、HomeRF、ZigBee和红外传输技术分别进行了阐述，分析了它们的优缺点与实现方法，比较了它们在技术上的异同点，讨论了在选择、使用这些技术时应注意的问题。进一步探究较具发展潜力的新无线技术标准UWB的实现方法
2、，并对它的应用前景进行了分析和展望。关键词：短距离无线通信 无线网络 蓝牙 UWB 红外 / ABSTRACTWith the rapid development of network and communication technology,the wireless communication is more and more increasingly for the people.all the kind of short-range wireless communication technology will play a more and more important part in
3、the automation control and the region of home information.The method of data transfer should service which peoples work and life better for these short-range wireless communication,at the same time,it is quite convenient for the correspondent.The thesis mostly research the method of data transfer wh
4、ich some kind of common short-range wireless communication.and expound the transmission technology which used more widely of the Bluetooth,ieee802.11 series wireless local area networks,uwb,homerf,zigbee and infrared for the moment,to further analyses and compare their relative merits and implementa
5、tion method clearly,the technical of similarities and different point,it has been reviewed the selection and use of these technologies should be noticed.To further investigate the new wireless technology standard uwb which have the development potential method.Keyword：Short-range wireless communicat
6、ion，Wireless networks Bluetooth,UWB,Infrared目 录第一章 绪 论11.1 引言11.2 短距离无线通信技术的发展状况11.3 论文研究目的和容2第二章 无线传输技术42.1 调制技术42.2 分集技术42.3 扩频技术52.4 多址技术6第三章 短距离无线通信数据传输方式73.1 蓝牙技术73.2 IEEE802.1193.3 红外（IrDA）123.4 HomeRF技术133.5 ZigBee技术133.6 超宽带技术153.7 传输方式比较24第四章 UWB在短距离无线通信技术中的展望274.1 UWB的优势27 4.2 UWB的应用概述274.
7、3 UWB的发展前景29结 论31参考文献32致 33第一章 绪 论1.1 引言进入21世纪以来，无线通信技术正在以前所未有的速度向前发展。现有的GSM、NCDMA等技术正红红火火地发展，第三代移动通信系统(3G)也已经提上了议事日程，并将很快投入商用。这些技术能实现远距离的通信。但人们也许没有注意到，在同一间屋或很近的地方，同样也需要无线通信。因此，又出现了另外一种需求：实现低价位、低功耗、可替代电缆的无线数据和语音链路。人们希望通过一个小型的、短距离的无线网络为移动和商业用户提供各种服务。短距离无线通信技术的围很广，只要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围，通常是几
8、十米以，就可以称为短距离无线通信。特别是包括UWB、蓝牙、红外等在的短距离无线通信技术正日益走向成熟，应用步伐也不断加快。1.2 短距离无线通信技术的发展状况随着21世纪社会经济的迅速发展，人们对能够随时随地提供信息服务的移动计算与宽带无线通信的需求越来越迫切。无处不在的网络终端，个性化、智能化的移动计算，以与方便、快捷的无线接入、无线互联等新概念和新产品，已经逐渐地融入人们的工作领域和正常生活中。随之而来的便携式终端以与无线通信相关的新技术层出不穷，其中短距离无线通信技术的发展更是百花齐放、令人目不暇接。正是由于无线频率资源的日渐珍贵，为短距离宽带无线通信技术的应用提供了广阔的市场前景。因而
9、短距离宽带无线通信技术受到了世界各国工业界和研究机构的广泛关注,也是今后较长时间通信界研究的热点。近来人们常见的热门话题中就包括无线局域网（WLAN）、无线个域网(WPAN)。相关有代表性的短距离无线通信技术标准有IrDA、IEEE802.11b、IEEE802.11a、Bluetooth(蓝牙)、HomeRF、ZigBee、UWB超宽带等。总体来讲，短距离无线通信技术目前在中国尚处于拓荒阶段。国的通信厂商对短距离无线通信标准化的参与还不是很多，主要停留在研究跟踪阶段。不过，随着我国加入WTO进程加快，各种各样的知识产权纠纷接踵而至，许多组织机构和公司已经将短距离无线通信技术纳入了今后的研究视
10、野。从国际标准组织上看，我国不少高校和公司已经成为超宽带两大阵营组织的成员，在IEEE802.15会议上，中国UWB论坛、邮电大学等甚至联合意大利Create-Net公司向IEEE802.15.4a提交了备选物理层方案。这说明我国的研究力量已经开始向短距离无线通信领域转移了，可以相信在未来几年，国对这方面的研究将会更加深入和富有成效，从而最大程度地保护自主知识产权，争取在未来的技术标准竞争中位于不败位置。1.3 论文研究目的和容本文研究的目的是将短距离无线通信数据传输方法的发展更好地服务于人们的工作和生活，使通信变得更为便捷。它不仅给人类社会带来了极大的方便，也给人类社会创造了巨大的财富，同时
11、也促进了科技的发展。它对人类的作用是非常重大的，它是科学家们努力汗水的结晶。目前，短距离宽带无线通信技术已经受到世界各国工业界和研究机构的广泛关注,同时也是今后较长时间通信界研究的热点。本文的主要容是研究各种短距离无线通信数据传输的方式，并且详细地阐述了目前使用较广泛的蓝牙、IEEE802.11、UWB、HomeRF和红外等传输技术，通过分析它们的优缺点与技术比较，确定一种目前最有发展前途的短距离无线通信数据传输方法UWB超宽带无线通信技术。它是一种高速、低成本和低功耗的数据通信方式，并且有望在无线通信领域得到广泛的应用。第二章 无线传输技术无线通信经历了从无到有，从简单到复杂，从点对点通信到
12、无线网络通信，从低速数据报到高速多媒体通信等过程。在无线通信中，各种无线技术互补发展，各尽所长，向接入多元化、网络一体化、应用综合化的宽带无线网络发展，并逐步实现和宽带固定网络的有机融合。下面简要介绍无线通信的几种传输技术。2.1 调制技术调制技术就是对信号源的编码信息进行处理，使其变为适合于信道传输的形式的过程。调制是通过改变高频载波的幅度、相位或者频率，使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的。而解调是将基带信号从载波中提取出来，以便预定的接收者（信宿）处理和理解的过程。模拟基带信号的调制有调幅(AM)和调频(FM)两种。大部分模拟无线通信系统采用FM方式。数字基带信号的调制方式有幅度键控
13、(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)等。目前，在GSM数字蜂窝移动通信系统中选用高斯滤波最小移频键控(GMSK)调制，GMSK调制基于MSK调制，而MSK调制是连续相位频移键控(CPFSK)的一种特殊情况。在很多无线系统中，大都使用了BPSK或QPSK以与多进制PSK或QAM方式。2.2 分集技术分集技术是用来补偿信道衰落影响的，它通常要通过两个或更多的接收支路来实现。基站和移动台的接受机都可以应用分集技术。由于在任一瞬间，两个非相关的衰落信号同时处于深度衰落的概率是极小的，因此合成信号的衰落程度会明显减小。分集有两重含义：一是分散传输，使接收端能获得多个
14、统计独立的、携带同一信息的衰落信号；二是集中处理，即接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并，以降低衰落的影响。分集的接收合并方式主要有3种：选择性合并、最大比合并和等增益合并。分集技术有多种，依信号的传输方式主要分为显分集和隐分集；依分集的目的，还可分为宏分集和微分集。在无线通信系统中，很多都采用两个接收天线，以达到空间分集的效果；采用编码加交织方式实现时间隐分集的作用。在无线数据传输中，采用多种自动重传技术实现时间分集；采用跳频、扩频或直接序列扩频技术实现频率隐分集作用。2.3 扩频技术所谓扩频通信，是指发送端将待传送数据用扩频码调制实现频谱扩展，再进行传输的通信方式。接收端采用同样的扩频码进行相关处理与解调，恢复原始数据信号。扩频数字通信系统的框图如图2.1所示，图中输入和输出为二进制信息序列，PN序列用作扩频序列。扩
