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無線個域網(WPAN)

發布時間:2008/11/26 0:00:00 訪問次數:1496

  無線個域網就是在個人周圍空間形成的無線網絡,現通常指覆蓋范圍在10m半徑以內的短距離無線網絡,尤其是指能在便攜式消費者電器和通信設備之間進行短距離特別連接的自組織網。wpan被定位于短距離無線通信技術,但根據不同的應用場合又分為高速wpan(hr-wpan)和低速wpan(lr-wpan)兩種。發展高速wpan是為了連接下一代便攜式消費者電器和通信設各,支持各種高速率的多媒體應用,包括高質量聲像配送、多兆字節音樂和圖像文檔傳送等。這些多媒體設各之間的對等連接要提供20mb/s以上的數據速率以及在確保的帶寬內提供一定的服務質量(qos)。高速率wpan在寬帶無線移動通信網絡中占有一席之地。發展低速wpan是因為在我們的日常生活中并不是都需要高速應用。

  在家庭、工廠與倉庫自動化控制,安全監視、保健監視、環境監視,軍事行動、消防隊員操作指揮、貨單自動更新、庫存實時跟蹤以及在游戲和互動式玩具等方面都可以開展許多低速應用。有許多低速應用比高速應用對我們的生活更為重要,甚至能夠挽救我們的生命。例如,當你忘記關掉煤氣爐或者睡前忘鎖門的時候,有了低速wpan就可以使你獲救或免于財產損失。

  從網絡構成上來看,wpan位于整個網絡架構的底層,用于很小范圍內的終端與終端之間的連接,即點到點的短距離連接。wpan是基于計算機通信的專用網,工作在個人操作環境,把需要相互通信的裝置構成一個網絡,且無須任何中央管理裝置及軟件。用于無線個域網的通信技術有很多,如藍牙、紅外、homerf等,下面就幾種主要的技術進行講述。

  ①藍牙。藍牙是由愛立信、英特爾、諾基亞、ibm和東芝等公司于1998年5月聯合主推的一種短距離無線通信技術,它可以用于在較小的范圍內通過無線連接的方式實現固定設備或移動設各之間的網絡互聯,從而在各種數字設各之間實現靈活、安全、低功耗、低成本的語音和數據通信。藍牙技術的一般有效通信范圍為10m,強的可以達到100m左右,其最高速率可達lmb/s。

  藍牙技術運行在全球通行的、無須申請許可的2.46hz頻段◇采用gfsk調制技術,傳輸速率達1mb/s;采用跳頻擴頻(frequency hopping spread spectrum,fhss)擴頻技術,把信道分成若干個長為625pts的時隙,每個時隙交替進行發射和接收,實現時分雙工。在2.402~2.480ghz頻段內含有間隔為lmhz的79個跳頻載頻及一系列的跳頻序列,跳頻速率為1600hops/s,每個時隙傳送一個分組數據。藍牙由于采用了時分雙工,可以防止收發信機之間的串擾;采用跳頻技術提高了設各抗干擾能力,以及提供了一定的安全保障,便于疊區組網。藍牙采用電路交換和分組交換技術,可獨立或同時支持異步數據信道和語音信道。每個同步語音信道數據速率為64kb/s,語音信號編碼采用脈沖編碼調制或連續可變斜率增量調制方法。當采用非對稱信道傳輸數據時,其速率可達723.2kb/s;當采用對稱信道傳輸數據時,速率最高為342.gkb/s。藍牙還使用了前向糾錯(forward errorcorrection,fec)機制,從而抑制了長距離鏈路的隨機噪聲。

  基于藍牙技術的設備在網絡中所扮演的角色有主設各和從設各之分。主設各負責設定跳頻序列,從設各必須與主設備保持同步。主設各負責控制主從設各之間的業務傳輸時間與速率。在組網方式上,通過藍牙設各中的主設各與從設各可以形成一點到多點的連接,即在主設備周圍組成一個微微網,網內任何從設各都可與主設各通信,而且這種連接不需要任何復雜的軟件支持,但是一個主設各同時最多只能與網內的7個從設備相連接進行通信。同樣,在一個有效區域內多個微微網通過節點橋接可以構成散射網。

  藍牙技術是一種新興的技術,其傳輸使用的功耗很低,它可以應用到無線傳感器網絡中。同時,也可以廣泛應用于無線設備(如pda、手機、智能電話)、圖像處理設各(照相機、打印機、掃描儀)、安全產品(智能卡、身份識別、票據管理、安全檢查)、消遣娛樂(藍牙耳機、mp3、游戲)、汽車產品(gps、動力系統、安全氣袋)、家用電器(電視機、電冰箱、電烤箱、微波爐、音響、錄像機)、醫療健身、智能建筑、玩具等領域。如今日常生活中基于藍牙技術的手機、耳機和筆記本電腦隨處可見。

  ②紅外(irda)。irda是國際紅外數據協會的英文縮寫,irda技術是一種利用紅外線進行點對點短距離通信的技術。irda技術的主要特點有:利用紅外傳輸數據,無須專門申請特定頻段的使用執照;具有對設各體積小、功率低的特點;由于采用點到點的連接,數據傳輸所受到的干擾較小,數據傳輸速率高,速率可達1gmb/s。

  由于irda使用紅外線作為傳播介質。紅外線是波長在0.75~1o00pm之間的無線電波,是人用肉眼看不到的光線。紅外數據傳輸一般采用紅外波段內波長在0.7r~25pm之間的近紅外線。紅外數據協會成立后,為保證不同廠商基于紅外技術的產品能獲得最佳的通信效果,規定所用紅外波長在0.85~0.90pm之間,紅外數據協會相繼也制訂了很多紅外通信協

  無線個域網就是在個人周圍空間形成的無線網絡,現通常指覆蓋范圍在10m半徑以內的短距離無線網絡,尤其是指能在便攜式消費者電器和通信設備之間進行短距離特別連接的自組織網。wpan被定位于短距離無線通信技術,但根據不同的應用場合又分為高速wpan(hr-wpan)和低速wpan(lr-wpan)兩種。發展高速wpan是為了連接下一代便攜式消費者電器和通信設各,支持各種高速率的多媒體應用,包括高質量聲像配送、多兆字節音樂和圖像文檔傳送等。這些多媒體設各之間的對等連接要提供20mb/s以上的數據速率以及在確保的帶寬內提供一定的服務質量(qos)。高速率wpan在寬帶無線移動通信網絡中占有一席之地。發展低速wpan是因為在我們的日常生活中并不是都需要高速應用。

  在家庭、工廠與倉庫自動化控制,安全監視、保健監視、環境監視,軍事行動、消防隊員操作指揮、貨單自動更新、庫存實時跟蹤以及在游戲和互動式玩具等方面都可以開展許多低速應用。有許多低速應用比高速應用對我們的生活更為重要,甚至能夠挽救我們的生命。例如,當你忘記關掉煤氣爐或者睡前忘鎖門的時候,有了低速wpan就可以使你獲救或免于財產損失。

  從網絡構成上來看,wpan位于整個網絡架構的底層,用于很小范圍內的終端與終端之間的連接,即點到點的短距離連接。wpan是基于計算機通信的專用網,工作在個人操作環境,把需要相互通信的裝置構成一個網絡,且無須任何中央管理裝置及軟件。用于無線個域網的通信技術有很多,如藍牙、紅外、homerf等,下面就幾種主要的技術進行講述。

  ①藍牙。藍牙是由愛立信、英特爾、諾基亞、ibm和東芝等公司于1998年5月聯合主推的一種短距離無線通信技術,它可以用于在較小的范圍內通過無線連接的方式實現固定設備或移動設各之間的網絡互聯,從而在各種數字設各之間實現靈活、安全、低功耗、低成本的語音和數據通信。藍牙技術的一般有效通信范圍為10m,強的可以達到100m左右,其最高速率可達lmb/s。

  藍牙技術運行在全球通行的、無須申請許可的2.46hz頻段◇采用gfsk調制技術,傳輸速率達1mb/s;采用跳頻擴頻(frequency hopping spread spectrum,fhss)擴頻技術,把信道分成若干個長為625pts的時隙,每個時隙交替進行發射和接收,實現時分雙工。在2.402~2.480ghz頻段內含有間隔為lmhz的79個跳頻載頻及一系列的跳頻序列,跳頻速率為1600hops/s,每個時隙傳送一個分組數據。藍牙由于采用了時分雙工,可以防止收發信機之間的串擾;采用跳頻技術提高了設各抗干擾能力,以及提供了一定的安全保障,便于疊區組網。藍牙采用電路交換和分組交換技術,可獨立或同時支持異步數據信道和語音信道。每個同步語音信道數據速率為64kb/s,語音信號編碼采用脈沖編碼調制或連續可變斜率增量調制方法。當采用非對稱信道傳輸數據時,其速率可達723.2kb/s;當采用對稱信道傳輸數據時,速率最高為342.gkb/s。藍牙還使用了前向糾錯(forward errorcorrection,fec)機制,從而抑制了長距離鏈路的隨機噪聲。

  基于藍牙技術的設備在網絡中所扮演的角色有主設各和從設各之分。主設各負責設定跳頻序列,從設各必須與主設備保持同步。主設各負責控制主從設各之間的業務傳輸時間與速率。在組網方式上,通過藍牙設各中的主設各與從設各可以形成一點到多點的連接,即在主設備周圍組成一個微微網,網內任何從設各都可與主設各通信,而且這種連接不需要任何復雜的軟件支持,但是一個主設各同時最多只能與網內的7個從設備相連接進行通信。同樣,在一個有效區域內多個微微網通過節點橋接可以構成散射網。

  藍牙技術是一種新興的技術,其傳輸使用的功耗很低,它可以應用到無線傳感器網絡中。同時,也可以廣泛應用于無線設備(如pda、手機、智能電話)、圖像處理設各(照相機、打印機、掃描儀)、安全產品(智能卡、身份識別、票據管理、安全檢查)、消遣娛樂(藍牙耳機、mp3、游戲)、汽車產品(gps、動力系統、安全氣袋)、家用電器(電視機、電冰箱、電烤箱、微波爐、音響、錄像機)、醫療健身、智能建筑、玩具等領域。如今日常生活中基于藍牙技術的手機、耳機和筆記本電腦隨處可見。

  ②紅外(irda)。irda是國際紅外數據協會的英文縮寫,irda技術是一種利用紅外線進行點對點短距離通信的技術。irda技術的主要特點有:利用紅外傳輸數據,無須專門申請特定頻段的使用執照;具有對設各體積小、功率低的特點;由于采用點到點的連接,數據傳輸所受到的干擾較小,數據傳輸速率高,速率可達1gmb/s。

  由于irda使用紅外線作為傳播介質。紅外線是波長在0.75~1o00pm之間的無線電波,是人用肉眼看不到的光線。紅外數據傳輸一般采用紅外波段內波長在0.7r~25pm之間的近紅外線。紅外數據協會成立后,為保證不同廠商基于紅外技術的產品能獲得最佳的通信效果,規定所用紅外波長在0.85~0.90pm之間,紅外數據協會相繼也制訂了很多紅外通信協

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