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2007-04-03 09:41 出处: 作者:佚名 责任编辑:xiexiaomian

蓝牙(Bluetooth)

  1998年5月,就在IEEE成立WPAN(无线个 人局域网)研究小组不久,5家世界著名的IT公司——Ericsson、IBM、Intel、Nokia和Toshiba联合组织成立了Bluetooth Special Interest Group,简称BSIG或SIG,旨在制定和修改Bluetooth的技术规范和推广其应用。这一计划一经公布,就得到了包括Motorola、Lucent、Compaq、Siemens、3Com、TDK以及Microsoft等大公司在内的近2000家厂商的广泛支持和采纳。

  2001年2月,SIG对外公布了蓝牙1.1版本的标准;2003年11月,蓝牙1.2版本被正式采用;2004年11月,蓝牙2.0版本及增强数据传输速率(EDR)发布,使传输范围可达100米,最高速率达到10Mbps。

  蓝牙作为一种小范围无线连接技术,能够在设备间实现方便快捷、灵活安全、低成本、低功耗的数据和语音通信,是目前实现无线个域网的主流技术之一。蓝牙的出现使嵌入式无线电的概念悄然兴起。预计当嵌入式的无线电芯片价格可被接受时,它的应用可能会达到无所不在的程度。

  跳频是蓝牙使用的关键技术之一,对应于单时隙包,蓝牙的跳频速率为1 600跳/秒;对应于多时隙包,跳频速率有所降低;但在建链时(包括寻呼和查询)速率则提高为3 200跳/秒。使用这样高的跳频速率,蓝牙系统应该具有足够高的抗干扰能力和多址能力。

  蓝牙设备工作在2.4 GHz的工科医(ISM)频段,大多数国家为2400~2 483.5 MHz,使用79频道,间隔均为1MHz,采用时分双工(TDD)方式,调制方式为BT=0.5的GFSK,调制指数为0.28~0.35,最大发射功率分为如下3个等级:100 mW (20 dBm),2.5 mW (4 dBm)和1 mW(0 dBm),在4~20 dBm范围内要求采用功率控制。

bluetooth

Wibree

  2006年10月,在芬兰举行的诺基亚技术大会上,诺基亚宣布率先推出开放的Wibree 技术。与其他无线技术相比,Wibree 的功耗显著降低,从而实现以更小的体积、更低的成本应用在终端之上,并可以轻松与蓝牙解决方案集成在一起。Wibree是率先实现可支持移动终端及个人电脑与手表、无线键盘、玩具和运动传感器等用小型钮扣式电池供电的终端之间建立连接的开放技术。

  为了推动该项技术尽快实现商用,诺基亚与一些领先的半导体制造商、终端厂商和优质的服务提供商一起,定义了Wibree技术的互操作性规范。互操作规范的第一个商用版本预计将于2007年第二季度推出。目前参与规范定义的成员有:已获授权可在商用芯片中部署 Wibree 技术的 Broadcom、CSR、Epson 和 Nordic 半导体;以及在其各自专业领域为制定互操作性规范做出贡献的Suunto 和 Taiyo Yuden。 

  实际使用中,Wibree在性能上可与蓝牙(0~10 米距离,1 Mbps 速率)相补充,该技术特别适用在低功耗、低成本、体积小的终端上应用。Wibree可以是独立的芯片、也可以是蓝牙-Wibree双模芯片。单模芯片适用于手表及运动遥感器等小型终端,双模芯片适用于蓝牙终端,使蓝牙终端能与更多的小型终端实现连接。

UWB

  UWB(Ultra Wideband)可在10 米以内的范围里以至少100Mbps~500Mbps 的速率传输数据。UWB技术拥有数十年历史,过去仅应用在军事雷达和定位设备上,2002年2月首次获得了美国联邦通信委员会(FCC)的批准用于民用通信。

  根据美国联邦通信委员会(FCC)资料,UWB 的带宽大于500MHz或相对带宽超过20%,工作在3.1GHz—10.6GHz 频段。这种通信方式比较适合在家庭内部进行大容量的多媒体业务的传输使用,市场应用前景非常广阔。它除了传输数据速率高外,还具有发射功率谱密度低,保密性强,抗干扰性强等等诸多优点。可以应用到雷达探测,精确定位以及我们现在所谈的WPAN 中。

无线USB2.0 HUB产品

  UWB 的标准没有确定一直是它发展中的一大障碍。目前UWB主要有两种通信技术,一种为基于窄脉冲的超宽带技术,主要由Motorola等公司倡导;另一种为类似于正交频分技术的脉冲化多波超宽带技术,主要由Intel公司倡导。

  目前,UWB只在美国获得工作频谱的授权。日本和欧洲正在分别考察不同的UWB频段:日本想选用1~6 GHz,而欧洲倾向于6~10GHz。这可能会迫使业界针对上述地区开发经过特殊调整的产品。与此同时,参与标准竞争的一方——多频带OFDM联盟的UWB版本仍缺乏媒体存取控制层(MAC)规范。此外,最初的芯片组成本可能高达20美元。

  2005年,飞思卡尔和海尔共同推出了全球首款采用宽带无线技术UWB的液晶电视。而Intel最近宣布一款UWB主机解决方案:Wireless UWB Link 1480 MAC(媒体接入控制器),这种技术能与第三方厂商产品结合提供全功能超宽带连接,并且制造商们可以将它用于各种设备上。

Wibree

ZigBee

  ZigBee是一种简单、低功耗、低数据传输速率、低成本的无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案,主要特色在于可用于近距离无线监控上。它基于802.15.4标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。

  Zigbee是一种运作在868/915 MHz或2.4 GHz无线频带,符合IEEE 802.15.4 MAC层规范的无线协议。由于具有路径选择、自动连结网络及自我回复等主要功能,极适用于监控、控制与感测式网络应用程序,因此可以广泛用于照明、保全、HVAC、工业控制和医疗监测中。不论在家中、办公室或是工厂,都能使用Zigbee取代缆线,只要装上便宜的碱性电池,持续监控时间甚至可达数年之久。

  IEEE 802.15.4 和ZigBee无线兼容标准由ZigBee联盟制定,该联盟由一些开发住宅、商用和工业自动化的无线应用解决方案公司组成。

 

IrDA(红外)

  IrDA技术标准是由红外线数据标准协会制订的利用红外线进行点对点通信的无线通信标准。它在技术上的主要优点有:无需专门申请特定频率的使用执照,具有移动通信设备所必需的体积小、功率低的特点,

IrDA

  红外线数据标准协会IrDA(Infrared Data Association)成立于1993年,是非营利性组织,致力于建立无线传播连接的国际标准,目前在全球拥有160个会员,参与的厂商包括计算机及通信硬件、软件及电信公司等。

  目前,全世界有5000万台设备采用IrDA技术,并且仍然每年以50%的速度增长。有95%的手提电脑安装了IrDA接口。在成本上,红外线LED及接收器等组件远较一般RF组件来得便宜,IrDA端口的成本在5美元以内,如果对速度要求不高甚至可以低到1.5美元以内,相当于目前蓝牙产品的十分之一。

IrDA

  IrDA也的确有其不尽如人意的地方。首先,IrDA是一种视距传输技术,也就是说两个具有IrDA端口的设备之间如果传输数据,中间就不能有阻挡物。其次,IrDA设备中的核心部件——红外线LED不是一种十分耐用的器件。

 

Wi-Fi

  Wi-Fi实质上是一种商业认证,又叫802.11b标准,是IEEE定义的一个无线网络通信的工业标准。该技术使用的使2.4GHz附近的频段,该频段目前尚属没用许可的无线频段。802.11b无线网络规范是IEEE 802.11网络规范的变种,最高带宽为11 Mbps,在信号较弱或有干扰的情况下,带宽可调整为5.5Mbps、2Mbp。其主要特性为:速度快,可靠性高,在开放性区域,通信距离可达305米,在封闭性区域,通信距离为76米到122米,方便与现有的有线以太网络整合,组网的成本更低。

  Wi-Fi的优势在于,无线电波的覆盖范围广,基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小,半径大约只有15米,而Wi-Fi的半径则可达约100米;此外,厂商进入该领域的门槛比较低。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”,并通过高速线路将因特网接入上述场所。不过Wi-Fi也有缺点,其传输的无线通信质量不是很好,数据安全性能比蓝牙差一些,传输质量也有待改进。

  自从实行IEEE 802.11b以来,无线网络取得了长足的进步,因此基于此技术的产品也逐渐多了起来,解决各厂商产品之间的兼容性问题就显得非常必要。因为IEEE并不负责测试IEEE 802.11b无线产品的兼容性,所以这项工作就由厂商自发组成的非营利性组织:Wi-Fi联盟来担任。这个联盟包括了最主要的无线局域网设备生产商,如Intel、Broadcom,以及大家熟悉的中国厂商华硕、BenQ等。凡是通过Wi-Fi联盟兼容性测试的产品,都被准予打上“Wi-Fi CERTIFIED”标记。

  2006年中Wi-Fi行业售出了2亿多个芯片组、全球Wi-Fi累计销量超过5亿单元、全球已有29个国家和地区在350多个城市部署了Wi-Fi。在诺基亚、摩托罗拉、索爱、NEC和华为等手机制造商所提供的3G手机上,支持Wi-Fi 成为了其标配功能。2004年,摩托罗拉发布了第一款支持Wi-Fi技术的GSM/GPRS手机CN620。

链 接:IEEE 802.15工作组

  目前,支持短程无线个域网的标准主要是IEEE 802.15系列,它是为特定的无线短程无线通信网络,即无线个域网所量身定制的标准,虽然目前该标准还没有成熟。

  1998年IEEE 802.15工作组成立,主要致力于研究个人区域网络和短程无线网络标准化问题。根据数据速率、功耗以及对服务质量的要求的不同,IEEE 802.15工作组定义了3种不同类型的无线个域网(WPAN)标准,它们分别是传输速率高于20 Mb/s的高速无线个域网(HR-WPAN)、传输速率1 Mb/s的中速无线个域网(MR-WPAN)和传输速率比较低的低速无线个域网(LR-WPAN)。

  IEEE 802.15.1是IEEE提出的第一个取代有线连接的无线个域网技术标准,以蓝牙技术为基础,属于中速短程无线通信网络。

  IEEE 802.15.2于1999年成立,主要目标是为IEEE 802.15无线个人网络发展推荐应用。它可以与基于开放频率波段的其他无线设备(如IEEE 802.11设备)共存。为其他802.15标准提出修改意见以提高与其他在开放频率波段工作的无线设备的共存性能。

  IEEE 802.15.3的目标在于得到更高的数据传输率,取得低成本和低电能消耗,同时还与蓝牙兼容,为低功率、低成本的短程通信制订高速率WPAN标准。此外,工作组3a(TG3a)进行IEEE 802.15.3超高速WPAN物理层可选标准的制订工作,用以替代高速WPAN的物理层,超宽带(UWB)技术目前为其主要的技术。

  对于一些只需要简单的无线连接的应用领域,对数据速率的要求不高,但对功耗的要求则严格,如工业控制和家庭网络,IEEE 802.15.4工作组由此应运而生。工作组研究定位于低数据传输率的应用设备,为个人区域网络应用提供综合的网络解决方案。工作组4(TG4)主要负责制订物理层及MAC层的协议,其余协议主要参照现有标准。ZigBee技术目前为其主流技术。

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