短距離無線通信技術(shù)與應(yīng)用研究

王道平 王凱 鄭浩

摘 要：隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長，科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，網(wǎng)絡(luò)通信行業(yè)發(fā)展得到了質(zhì)的飛躍。在如今社會(huì)，人們無時(shí)無刻不在與信息數(shù)據(jù)打交道，快捷方便的無線設(shè)備被廣泛應(yīng)用在人們的學(xué)習(xí)生活中，創(chuàng)造出巨大的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。而短距離無線通信技術(shù)的發(fā)展最大化提高通信設(shè)備的工作效率，能夠滿足不同層次用戶的各項(xiàng)需求，具備多樣化的功能與作用。文章進(jìn)一步對短距離無線通信技術(shù)與應(yīng)用展開分析與探討。

關(guān)鍵詞：短距離；無線通信；超帶寬技術(shù)

當(dāng)前是信息化時(shí)代，通信行業(yè)發(fā)展要與時(shí)俱進(jìn)。無線通信技術(shù)的完善發(fā)展，促使其已經(jīng)成為現(xiàn)代民眾進(jìn)行日常信息通信的核心應(yīng)用技術(shù)，為民眾帶來了各種便利。隨著時(shí)間的推移，現(xiàn)代民眾更加希望自己隨身攜帶的各種電子產(chǎn)品與其他設(shè)備之間完成信息交互。短距離無線通信技術(shù)輔助下，可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地與他人的通信交流。短距離通信技術(shù)的通信應(yīng)用范圍在100 m以內(nèi)，根據(jù)其傳輸數(shù)據(jù)速率的不同，可以將其分為兩種類型，一種是高速短距離無線通信技術(shù)，它的數(shù)據(jù)傳輸速率超過了100 Mbit/s，另一種是低速短距離無線通信技術(shù)，它的數(shù)據(jù)傳輸速率小于1 Mbit/s。

1 短距離無線通信技術(shù)相關(guān)特征和應(yīng)用優(yōu)勢

1.1短距離無線通信技術(shù)的特征

伴隨著經(jīng)濟(jì)市場各行各業(yè)的不斷發(fā)展，人們對于信息數(shù)據(jù)傳輸工作提出了更高的要求，從而推動(dòng)了無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，結(jié)合以往無線通信技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用內(nèi)容，可以將短距離無線通信技術(shù)的特征總結(jié)為以下幾點(diǎn)：（1）技術(shù)應(yīng)用成本低。短距離無線通信技術(shù)的工作頻率是免付費(fèi)的工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)（Industrial Scientific Medical，ISM）頻段。（2）技術(shù)應(yīng)用功耗低。短距離無線發(fā)射器的發(fā)射功率通常保持在100 MW以內(nèi)，不會(huì)導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生過多的能耗。（3）對等通信。短距離通信技術(shù)的應(yīng)用只能將設(shè)備之間通信距離維持在100 m以內(nèi)。

1.2短距離無線通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

在當(dāng)今社會(huì)，短距離無線技術(shù)被頻繁應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，結(jié)合幾種常用的短距離無線通信技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，可以看出短距離無線通信技術(shù)的獨(dú)特應(yīng)用優(yōu)勢包括了以下幾方面內(nèi)容：（l）快捷方便性。通過兩個(gè)移動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)短距離信息數(shù)據(jù)傳輸作業(yè)，無需運(yùn)用到任何線路將設(shè)備進(jìn)行連接。（2）明確通信技術(shù)成本。短距離無線通信技術(shù)能夠按照用戶實(shí)際需求，明確其通信成本，也就是通過分析用戶傳輸數(shù)據(jù)的多少、傳輸距離范圍以及寬帶的帶寬大小[1]，去確定用戶的實(shí)際通信技術(shù)運(yùn)用成本。（3）信息傳輸保密性。短距離無線通信技術(shù)具備加密功能，用戶在使用該項(xiàng)技術(shù)過程中能夠利用加密功能充分保障自身信息的安全，避免被不法分子所盜取利用。雖然當(dāng)前短距離無線通信技術(shù)還存在一定的不足之處，但是仍然不能否定應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)對社會(huì)工作生活發(fā)展所帶來的價(jià)值，人們還需投入更多的時(shí)間與精力去不斷深入研究該項(xiàng)技術(shù)，促使其為人類生活提供更多便利。

2 短距離無線通信技術(shù)的對比分析

2.1藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙技術(shù)作為一種短距離且低功率的無線連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其能夠有效實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的無線通信，同時(shí)無需消耗過多的成本。藍(lán)牙系統(tǒng)的構(gòu)成主要分為4個(gè)部分，分別是天線單元、鏈路管理單元、鏈路控制單元以及軟件單元。要想有效發(fā)揮出藍(lán)牙技術(shù)短距離無線通信的作用，就必須首先建立起一個(gè)通用的無線電空中接口和控制設(shè)備軟件的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，只有這樣才能促使計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)融合在一起。藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用有效拓展了無線通信應(yīng)用領(lǐng)域，通過利用藍(lán)牙設(shè)備，用戶可以實(shí)現(xiàn)在短距離范圍內(nèi)進(jìn)行通信交流。

藍(lán)牙無線通信技術(shù)的顯著特點(diǎn)包括了低成本、低功率。其通信工作頻段設(shè)置為全球通用的2.4 GHz，在藍(lán)牙技術(shù)輔助下，人們可以利用藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)和音頻等操作，并且在此過程中具備良好的抗干擾能力。藍(lán)牙技術(shù)的缺點(diǎn)在于數(shù)據(jù)傳輸距離較短，安全保密性有待提升。

2.2超寬帶技術(shù)

超寬帶（Ultra Wide Band，UWB）技術(shù)，其作為一種采用極窄脈沖方式實(shí)現(xiàn)無線發(fā)射和接收的特殊技術(shù)，被廣泛應(yīng)用在通信與測量系統(tǒng)、成像系統(tǒng)以及車載雷達(dá)系統(tǒng)中。超寬帶無線通信技術(shù)打破了傳統(tǒng)無線收發(fā)中必須利用載波調(diào)制的技術(shù)弊端，有效成了一種能夠在時(shí)域中進(jìn)行直接操作的無線技術(shù)，不僅具有低成本、低功耗的應(yīng)用優(yōu)勢，還可以保障無線通信的高傳輸效率。根據(jù)美國聯(lián)邦通信委員會(huì)制定頒布的內(nèi)容，UWB通信系統(tǒng)能夠正常使用的頻段為3.1-10.6GHz，只要將無線通信距離控制在10 m范圍內(nèi)，超寬帶通信傳輸信號的速率可以達(dá)到500 Mb/s。

超寬帶技術(shù)的顯著特點(diǎn)包括了低功耗、低成本、傳輸速率快、保密性良好以及定位精準(zhǔn)等[2]。在日常生活中，超寬帶技術(shù)被廣泛應(yīng)用在KTV、酒吧等娛樂場所，基于視頻無線局域網(wǎng)的連接，能夠直接為客戶提供各種實(shí)時(shí)服務(wù)，從而有效縮減場所設(shè)施投資成本，適應(yīng)娛樂市場發(fā)展的需求。超寬帶技術(shù)最大的不足在于對于多方面支持使用點(diǎn)偏少，實(shí)際應(yīng)用范圍受到了一定的限制。

2.3 ZigBee技術(shù)

ZigBee技術(shù)又被稱之為紫蜂技術(shù)，其作為一種新興的低成本、低功耗以及短距離的無線通信技術(shù)，是一種介于藍(lán)牙技術(shù)與無線標(biāo)記技術(shù)之間的技術(shù)提案，被廣泛應(yīng)用在自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制等工作領(lǐng)域，相關(guān)技術(shù)人員可以將其主動(dòng)嵌入到各種設(shè)備當(dāng)中。ZigBee是基于IEEE8022.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，要想有效發(fā)揮出ZigBee技術(shù)的無線通信作用，就必須首先科學(xué)部署好ZigBee節(jié)點(diǎn)，建立起一個(gè)完善的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)信息的目的。

ZigBee技術(shù)的顯著特點(diǎn)包括了低成本、低功耗以及大網(wǎng)絡(luò)容量，每個(gè)ZigBee設(shè)備都能夠最多與254個(gè)設(shè)備進(jìn)行有效連接，從而形成一個(gè)具有255個(gè)節(jié)點(diǎn)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的通信覆蓋范圍達(dá)到了10-75 m。因此，ZigBee技術(shù)適宜用在企業(yè)辦公室或者家庭環(huán)境中，ZigBee技術(shù)應(yīng)用工作頻段較為靈活，有多種可供選擇使用的頻段。例如，全球通用的2.4 GHz頻段、美國的915 MHz頻段以及斗軸的868 MHz頻段。ZigBee技術(shù)最大的不足在于數(shù)據(jù)傳輸速率偏低，其數(shù)據(jù)傳輸速率范圍僅在20-250 kb/s，無法滿足高速率數(shù)據(jù)傳輸工作。

3 短距離無線通信技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

3.1短距離無線通信技術(shù)在緊急響應(yīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

在緊急救援工作中，為了最大化提升救援隊(duì)伍的工作質(zhì)量和效率，就必須有效建立起科學(xué)完善的無線通信系統(tǒng)，為相關(guān)工作人員配備好無線短距離信息傳輸設(shè)備，這樣有利于救援隊(duì)員之間信息的實(shí)時(shí)快速傳輸，充分掌握了解到救援現(xiàn)場的實(shí)際情況，從而有針對性地制定救援方案，根據(jù)救援發(fā)展過程不斷優(yōu)化調(diào)整實(shí)施內(nèi)容。在短距離無線通信技術(shù)的輔助下，救援隊(duì)伍能夠應(yīng)用其所提供的定位、語音以及視頻等多線功能[3]。此外，在無線設(shè)備路由功能的幫助下，能夠保障救援隊(duì)員之間數(shù)據(jù)信息傳輸過程的穩(wěn)定可靠性。當(dāng)前，UWB技術(shù)就被普遍應(yīng)用于工程探測和救援工作中，其不僅具有高速率數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)勢，還具備了精確測距、定位以及成像等功能，能夠與多種設(shè)備應(yīng)用程序相兼容。

3.2短距離無線通信技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用

軍事競爭作為全球各國綜合實(shí)力相互競爭的重要指標(biāo)，要想不斷提高國家的軍事競爭力，就必須高度重視科技信息化建設(shè)工作。當(dāng)前，信息技術(shù)在軍事領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展應(yīng)用已經(jīng)成為核心工作工作。其中，新興的短距離無線通信技術(shù)就被廣泛應(yīng)用在軍事演習(xí)戰(zhàn)場中，各支軍隊(duì)通過引進(jìn)應(yīng)用專業(yè)的無線收發(fā)器設(shè)備，組織培訓(xùn)官兵靈活運(yùn)用好無線接收器設(shè)備，從而有效實(shí)現(xiàn)短距離信息的高速傳輸，促使整個(gè)軍事演習(xí)戰(zhàn)場形成一個(gè)完善統(tǒng)一的作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)。UWB超寬帶技術(shù)最開始就被普遍應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，發(fā)揮出了其數(shù)據(jù)高速傳輸作用。

3.3短距離無線通信技術(shù)在數(shù)字信息站中的應(yīng)用

短距離無通信技術(shù)的在數(shù)字信息中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在，現(xiàn)代各種移動(dòng)通信應(yīng)用需要有效接入相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)情形。就比如，在地鐵管理工作上，當(dāng)?shù)罔F在軌道上進(jìn)行行駛時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)地鐵與各個(gè)站臺(tái)的實(shí)時(shí)通信交流，確保各站臺(tái)工作人員能夠?qū)崟r(shí)掌握了解到地鐵實(shí)際運(yùn)行情況，就必須合理運(yùn)用到短距離無線通信技術(shù)。此外，在旅游觀光過程中，每個(gè)游客也可以通過利用短距離無線通信設(shè)備去全面準(zhǔn)確地獲取到該地區(qū)的著名景點(diǎn)信息，觀光汽車則可以利用無線通信設(shè)備將運(yùn)行情況實(shí)時(shí)報(bào)備給總站臺(tái)，方便總站臺(tái)對汽車的調(diào)度管理。

4結(jié)語

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及應(yīng)用帶動(dòng)了短距離無線通信技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的短距離無線通信技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)中，發(fā)揮出了他們各自的優(yōu)勢作用，無論是常見的藍(lán)牙技術(shù)、無線WiFi技術(shù)，還是UWB技術(shù)、ZigBee技術(shù)，它們都有著明確的使用工作領(lǐng)域。為了促進(jìn)短距離無線通信技術(shù)更好地發(fā)展，還需加強(qiáng)對當(dāng)前通信方式的改進(jìn)工作，相關(guān)工作人員必須不斷實(shí)踐去完善技術(shù)，通過將短距離無線通信技術(shù)與長距離無線技術(shù)相互有效融合在一起，實(shí)現(xiàn)兩種技術(shù)的共同發(fā)展，為人類社會(huì)發(fā)展創(chuàng)造出更多的現(xiàn)實(shí)價(jià)值，滿足不同層次用戶的生活工作需求。

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