短距離無線通信技術與應用研究

王道平 王凱 鄭浩

摘 要：隨著國民經(jīng)濟的不斷增長，科學技術的不斷創(chuàng)新，網(wǎng)絡通信行業(yè)發(fā)展得到了質的飛躍。在如今社會，人們無時無刻不在與信息數(shù)據(jù)打交道，快捷方便的無線設備被廣泛應用在人們的學習生活中，創(chuàng)造出巨大的現(xiàn)實價值。而短距離無線通信技術的發(fā)展最大化提高通信設備的工作效率，能夠滿足不同層次用戶的各項需求，具備多樣化的功能與作用。文章進一步對短距離無線通信技術與應用展開分析與探討。

關鍵詞：短距離；無線通信；超帶寬技術

當前是信息化時代，通信行業(yè)發(fā)展要與時俱進。無線通信技術的完善發(fā)展，促使其已經(jīng)成為現(xiàn)代民眾進行日常信息通信的核心應用技術，為民眾帶來了各種便利。隨著時間的推移，現(xiàn)代民眾更加希望自己隨身攜帶的各種電子產(chǎn)品與其他設備之間完成信息交互。短距離無線通信技術輔助下，可實現(xiàn)隨時隨地與他人的通信交流。短距離通信技術的通信應用范圍在100 m以內，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，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，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相關特征和應用優(yōu)勢

1.1短距離無線通信技術的特征

伴隨著經(jīng)濟市場各行各業(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，從而推動了無線通信技術的快速發(fā)展，結合以往無線通信技術在各個領域中的應用內容，可以將短距離無線通信技術的特征總結為以下幾點：（1）技術應用成本低。短距離無線通信技術的工作頻率是免付費的工業(yè)、科學、醫(yī)學（Industrial Scientific Medical，ISM）頻段。（2）技術應用功耗低。短距離無線發(fā)射器的發(fā)射功率通常保持在100 MW以內，不會導致設備產(chǎn)生過多的能耗。（3）對等通信。短距離通信技術的應用只能將設備之間通信距離維持在100 m以內。

1.2短距離無線通信技術的應用優(yōu)勢

在當今社會，短距離無線技術被頻繁應用在各個行業(yè)領域中，結合幾種常用的短距離無線通信技術的實踐應用，可以看出短距離無線通信技術的獨特應用優(yōu)勢包括了以下幾方面內容：（l）快捷方便性。通過兩個移動設備實現(xiàn)短距離信息數(shù)據(jù)傳輸作業(yè)，無需運用到任何線路將設備進行連接。（2）明確通信技術成本。短距離無線通信技術能夠按照用戶實際需求，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]，去確定用戶的實際通信技術運用成本。（3）信息傳輸保密性。短距離無線通信技術具備加密功能，用戶在使用該項技術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。雖然當前短距離無線通信技術還存在一定的不足之處，但是仍然不能否定應用該項技術對社會工作生活發(fā)展所帶來的價值，人們還需投入更多的時間與精力去不斷深入研究該項技術，促使其為人類生活提供更多便利。

2 短距離無線通信技術的對比分析

2.1藍牙技術

藍牙技術作為一種短距離且低功率的無線連接技術標準，其能夠有效實現(xiàn)設備之間的無線通信，同時無需消耗過多的成本。藍牙系統(tǒng)的構成主要分為4個部分，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)揮出藍牙技術短距離無線通信的作用，就必須首先建立起一個通用的無線電空中接口和控制設備軟件的統(tǒng)一標準，只有這樣才能促使計算機技術與通信技術融合在一起。藍牙技術的發(fā)展應用有效拓展了無線通信應用領域，通過利用藍牙設備，用戶可以實現(xiàn)在短距離范圍內進行通信交流。

藍牙無線通信技術的顯著特點包括了低成本、低功率。其通信工作頻段設置為全球通用的2.4 GHz，在藍牙技術輔助下，人們可以利用藍牙設備進行實時傳輸數(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。藍牙技術的缺點在于數(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

超寬帶（Ultra Wide Band，UWB）技術，其作為一種采用極窄脈沖方式實現(xiàn)無線發(fā)射和接收的特殊技術，被廣泛應用在通信與測量系統(tǒng)、成像系統(tǒng)以及車載雷達系統(tǒng)中。超寬帶無線通信技術打破了傳統(tǒng)無線收發(fā)中必須利用載波調制的技術弊端，有效成了一種能夠在時域中進行直接操作的無線技術，不僅具有低成本、低功耗的應用優(yōu)勢，還可以保障無線通信的高傳輸效率。根據(jù)美國聯(lián)邦通信委員會制定頒布的內容，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，超寬帶通信傳輸信號的速率可以達到500 Mb/s。

超寬帶技術的顯著特點包括了低功耗、低成本、傳輸速率快、保密性良好以及定位精準等[2]。在日常生活中，超寬帶技術被廣泛應用在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時服務，從而有效縮減場所設施投資成本，適應娛樂市場發(fā)展的需求。超寬帶技術最大的不足在于對于多方面支持使用點偏少，實際應用范圍受到了一定的限制。

2.3 ZigBee技術

ZigBee技術又被稱之為紫蜂技術，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，是一種介于藍牙技術與無線標記技術之間的技術提案，被廣泛應用在自動控制和遠程控制等工作領域，相關技術人員可以將其主動嵌入到各種設備當中。ZigBee是基于IEEE8022.15.4標準的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，要想有效發(fā)揮出ZigBee技術的無線通信作用，就必須首先科學部署好ZigBee節(jié)點，建立起一個完善的無線傳感器網(wǎng)絡，這樣才能夠實現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)信息的目的。

ZigBee技術的顯著特點包括了低成本、低功耗以及大網(wǎng)絡容量，每個ZigBee設備都能夠最多與254個設備進行有效連接，從而形成一個具有255個節(jié)點的ZigBee網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡的通信覆蓋范圍達到了10-75 m。因此，ZigBee技術適宜用在企業(yè)辦公室或者家庭環(huán)境中，ZigBee技術應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的實踐應用

3.1短距離無線通信技術在緊急響應系統(tǒng)中的應用

在緊急救援工作中，為了最大化提升救援隊伍的工作質量和效率，就必須有效建立起科學完善的無線通信系統(tǒng)，為相關工作人員配備好無線短距離信息傳輸設備，這樣有利于救援隊員之間信息的實時快速傳輸，充分掌握了解到救援現(xiàn)場的實際情況，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)化調整實施內容。在短距離無線通信技術的輔助下，救援隊伍能夠應用其所提供的定位、語音以及視頻等多線功能[3]。此外，在無線設備路由功能的幫助下，能夠保障救援隊員之間數(shù)據(jù)信息傳輸過程的穩(wěn)定可靠性。當前，UWB技術就被普遍應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，能夠與多種設備應用程序相兼容。

3.2短距離無線通信技術在軍事領域中的應用

軍事競爭作為全球各國綜合實力相互競爭的重要指標，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工作。當前，信息技術在軍事領域的創(chuàng)新發(fā)展應用已經(jīng)成為核心工作工作。其中，新興的短距離無線通信技術就被廣泛應用在軍事演習戰(zhàn)場中，各支軍隊通過引進應用專業(yè)的無線收發(fā)器設備，組織培訓官兵靈活運用好無線接收器設備，從而有效實現(xiàn)短距離信息的高速傳輸，促使整個軍事演習戰(zhàn)場形成一個完善統(tǒng)一的作戰(zhàn)網(wǎng)絡。UWB超寬帶技術最開始就被普遍應用在軍事領域，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在數(shù)字信息站中的應用

短距離無通信技術的在數(shù)字信息中的應用主要體現(xiàn)在，現(xiàn)代各種移動通信應用需要有效接入相關的網(wǎng)絡情形。就比如，在地鐵管理工作上，當?shù)罔F在軌道上進行行駛時，為了實現(xiàn)地鐵與各個站臺的實時通信交流，確保各站臺工作人員能夠實時掌握了解到地鐵實際運行情況，就必須合理運用到短距離無線通信技術。此外，在旅游觀光過程中，每個游客也可以通過利用短距離無線通信設備去全面準確地獲取到該地區(qū)的著名景點信息，觀光汽車則可以利用無線通信設備將運行情況實時報備給總站臺，方便總站臺對汽車的調度管理。

4結語

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

[參考文獻]

[1]楊宇，李嗚宇.短距離無線通信技術的信息傳輸方式和內容分析[J].信息通信，2013（ 10）：142-145.

[2]韓華峰，杜克明，孫忠富，等.基于ZigBee網(wǎng)絡的溫室環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計與應用[J]農業(yè)工程學報，2015 （7）：158-163

[3]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，2014 （3）：35-38