短距離無線網絡通信技術及其應用分析

劉旭東

摘要：信息科技越發達，網絡通信的普及度越廣，人們的需求也在進一步增加。文章通過對現在的短距離無線網絡通信技術的種類進行詳細的分析，以此分析短距離無線網絡通信技術的實際應用。

關鍵詞：短距離；無線網絡；通信技術

短距離無線網絡通信技術指的是最遠距離可以達到100m以上，利用半導體通信、無線通信、電子網絡等技術進行有效的連接，在100m范圍內實現無線信息傳遞的技術。簡單來說，就是利用電磁波信號能夠在自由空間內傳播的特性進行信息之間的交換的一種通信方式。進入新世紀以后，短距離無線網絡通信技術更是有了廣博的發展空間，原因是無線頻率的快速發展為之奠定了基礎。因而短距離無線網絡通信技術的應用研究與技術研發，在國內外的眾多研究機構的研究中都得到了相當迅速的發展。近幾年以來，更是隨著局域網疾速發展與普及，而呈現出多元化的發展趨勢。

1 短距離無線網絡通信技術的特征

在我國原本無線通信技術是只運用在軍事和海防作戰等領域的通信技術，但隨著短距離無線網絡通信技術的快速發展，加上人們對于信息傳輸效率要求的提升，使得無線通信技術開始走進千家萬戶，讓平常的老百姓在日常生活中，也能享受到方便、快捷的無線通信方式，并逐漸成為人們尋常生活中的主要通信方式。通過對其主要集中通信技術的研究，可以看出短距離無線網絡通信技術具有如下幾點特征：

第一，從字面意思上來看，短距離無線網絡通信技術就是指的通過2個電子設備，進行數據與數據之間的短距離直接傳輸，因為其并不需要線路設備來進行連接，所以應用方便快捷；第二，短距離無線網絡通信技術能夠通過控制數據傳輸的范圍、傳輸的距離，以及寬帶的寬窄等來控制其所需的成本價，能夠靈活多變的來滿足不同用戶的不同需求；第三，短距離無線網絡通信技術能夠對其使用過程中的用戶信息進行加密處理，因而可以很好地保護用戶信息的私密性，從而使得短距離無線網絡通信技術具有很強的安全性。

雖然以上3點特征都是短距離無線網絡通信技術所具有的，但是這3點特征是綜合了短距離無線網絡通信技術的主要技術來看的，至今為止還沒有哪一種單一的無線通信技術同時擁有上述三種特征。因此可見，短距離無線網絡通信技術的功能性還有待完善，研究人員應該更進一步的深入研究，為創造高水平的無線通信技術而不懈努力。

2 短距離無線網絡通信技術幾種主要技術的分析

2.1 UWB超寬帶技術

UWB超寬帶技術是短距離無線網絡通信技術中的一種，它是一種新型的、功率超級小（普遍情況中只有20mW）的無線通信技術。同時，經過近幾年來的發展，超寬帶技術已經能夠通過對具有很陡的上升率和很快的下降時間的沖激脈沖進行直接的調制，讓其傳輸信號具有GHz量級的帶寬，速率可以達到每秒500兆以上，頻譜的范圍可以達到七點五吉赫茲。因此UWB超寬帶技術是具有非常強大的信號的無線網絡通信技術。

因為超寬帶技術是利用小功率的沖擊脈，按照對應的時間順序來進行發射的工作原理來進行工作的，所以其在工作過程中會受到的信號干擾比較小。它以超寬帶技術具有發射信號功率譜密度較低、系統復雜程度低、能提供數厘米的定位精度、對信道衰落不敏感、截獲能力低等優點，解決了困擾傳統無線技術多年的有關傳播方面的重大難題。超寬帶技術在早期的應用中，是被用來進行近距離高速數據的傳輸的，到了近幾年，國外開始利用它的亞納秒級超窄脈沖來進行近距離精確室內定位。在國內類似于這樣的產品有清華大學研發的Local Sense無線定位系統。

2.2 Bluetooth 藍牙技術

藍牙技術是一種無線技術標準，它可以用來實現移動設備、固定設備以及樓宇個人局域網之間的短距離數據傳輸。通常情況下藍牙技術的接收范圍是10m以內，在經過特定的技術改造后，其傳輸范圍可以延伸達到100m，是一個臨時的對等連接。它相當于是一個基于數據包與主從架構的協議，其中的1個主設備最多可以與同一微微網里邊的7個從設備進行通訊。

藍牙技術中所有的設備共同分享主設備的時鐘，分組交換是基于主設備所定義的每312.5μs為運行間隔的基礎時鐘。每兩個時鐘周期構成一個625μs的槽，兩個時間間隙就構成了一個1250μs的縫隙對接，在單槽封包的這種簡單的情況下，主設備在雙數槽中進行信息的發送，在單數槽中進行信息的接收。而其中的其余從設備的信息發送與接收情況，則恰好與主設備的情況相反。封包容量一般可以長達1到3個或者5個時間間隙，但是不管是在哪種情況下，主設備都是從雙數槽開始進行數據傳輸，從設備從單數槽開始進行數據傳輸。雖然藍牙主設備最多可同時與一個微微網中的7個設備進行連接， 但并不是說所有的藍牙設備都能夠達到這一個最大量，不過，各個設備之間是可以通過協議來進行角色轉換的，比如從設備轉換為主設備等。

除了上述的微微網以外，藍牙技術還有一種散射網的連接模式。在這種連接模式中，數據的傳輸可隨時的在主設備和其他設備之間進行，主設備還可以自由選擇想要訪問的從設備。一般情況下比較典型的模式是，數據可以在設備之間以輪替的方式進行快速的轉換。由于通常情況下都是由主設備來選擇想要訪問的從設備，因此在理論上來說，從設備是要呆在接收槽內進行待命的，因而主設備的負擔相對來說要比從設備少一點。散射網模式中主設備可以同時與7臺從設備相連接，但是從設備是很難和1個以上的主設備進行連接的，所以規格對于散射網中的行為來說，其要求是相對比較模糊的。

2.3 低功耗局域網協議

低功耗局域網協議是一種短距離、低功耗的無線通信技術，英文名為zigbee，因其技術原理來自于蜜蜂采蜜時的“八字舞”，蜜蜂（bee）離巢進行采蜜時，主要依靠飛翔與“嗡嗡”（zig）地抖動翅膀所形成的“舞蹈”，為同伴傳遞花粉所在方位的信息。也就是說蜜蜂依靠著這種“舞蹈”的方式，建造了屬于它們自身群體中的通信網絡，故此也把這種源自蜜蜂采蜜“舞蹈”的技術稱之為紫峰協議。

這項技術可以嵌入各種設備中使用，其主要是在遠程控制與自動控制領域之中的應用。這項技術雖然傳輸效率相對較低，但是它的反應速度非常快，而且具有安裝與維修成本低、消耗功率低、時延短、網絡容量高、免執照頻段、安全性能高等特點。總之，簡單來說，低功耗局域網協議就是一種相對其他無線網絡通信技術來說比較便宜的，其功耗率也比較低的近距離的無線組網通訊技術。

3 短距離無線網絡通信技術在實際中的應用

3.1 軍事上的應用

在當今社會，一個國家的軍事實力如何，就是這個國家的綜合國力的基本體現，一個國家只有擁有強大的軍事力量，才能與其他強大的國家相抗衡，才能不受強國的欺侮。而無線通信技術的出現，更是為現代軍事的發展提供了先進的技術支持，在我國乃至世界，短距離無線網絡通信技術都已在軍事領域中開始了廣泛的應用。在軍事演習中，部隊的每個作戰隊員都會配備無線通訊器，用以接收作戰過程中短距離的信息傳輸，這樣就能使參加作戰演戲的軍隊成員之間形成一個統一的作戰網絡系統。

3.2 緊急救援系統中的應用

隨著時代的發展，科學技術越來越發達，一般的大城市都會配備緊急救援系統，而緊急救援系統又會為其救援人員，配備短距離無線網絡通信工具。借用無線通信工具來保障救援人員可以迅速的了解好救援現場的實際情況，以便進行相應的救援措施，并且能夠在救援人員之間形成一個快速傳輸的信息網絡，幫助救援人員更加順利的進行配合，來更好的完成各項救援工作。而且隨著無線網絡通信技術的不斷發展與完善，現如今它已經可以支持語音通話、視頻通話、無線定位等多種功能，有些專業性強的無線通訊工具還具備了路由器的功能，更是為信息的穩定傳輸提供了保障。

3.3 數字信息站中的應用

網絡信息社會的強大，就在于一切信息都可以通過無線網絡輕松獲得，無論你身處何方，只要有網絡那么一切你想知道的消息都可以快速找到。而短距離無線網絡通信技術在數字信息戰中的應用，也就是指的如此，就是移動無線通信設備接入網絡的情況。如：地鐵與公交車的報站信息，都是要通過車載的無線網絡設備連接入總站，然后將獲取到的消息調出來使用，就連有些旅游景點都設置了無線網絡查找景點信息的設備，為人們的生活提供了許多方便。

4 結語

綜上所述，我們可以看出短距離無線網絡通信技術具有傳輸速度快、使用成本低、使用設備靈活、安全性高等特點，其主要的技術類型分為UWB超寬帶技術、Bluetooth藍牙技術、低功耗局域網協議等3種，每一種技術的功能都極其強大。但是，依照目前形勢下的情況來看，它在許多領域的運用中還存在著很多不足之處，因此還有很大的需要加以改善的地方。不過，短距離無線網絡通信技術未來的發展前景必然是巨大的，只要人們能夠很好地運用它，發展它，它將為以后人類的生活所需要的一切高科技產品提供技術支持。

[參考文獻]

[1]傅民倉，馮立杰，李文波.短距離無線網絡通信技術及其應用[J].現代電子技術，2006（11）：15-17，20.

[2]馮莉，董桂梅，林玉池.短距離無線通信技術及其在儀器通信中的應用[J].儀表技術與傳感器，2007（2）：31-32，38.

[3]應俊.短距離無線網絡通信技術及其應用芻議[J].信息與電腦：理論版，2016（1）：142-143.

[4]馬瑞.分析短距離無線通信主要技術與應用[J].通訊世界，2015（11）：95-96.

[5]王柳萍.短距離無線通信主要技術與應用[J].電子制作，2013（10）：99.

Analysis on Short Distance Wireless

Network Communication Technology and Its Application

Liu Xudong

（Information Center of Yellow River Conservancy Commission， Zhengzhou 450054， China）

Abstract：Information technology is developed， the popularity of network communication more widely， people demand further increase. Through the detailed analysis of the types of short distance wireless network communication technology now， in order to analyze the application of short distance wireless network communication technology.

Key words：short distance； wireless network； communication technology