淺析基于通信系統(tǒng)淺談無線通訊技術

1、<p>　　淺析基于通信系統(tǒng)淺談無線通訊技術</p><p>　　論文關鍵詞：無線通訊　重要作用　Bluetooth 　UWB </p><p>　　論文摘 要：隨著因特網(wǎng)、多媒體和無線通訊技術的發(fā)展，人們與信息網(wǎng)絡已經(jīng)密不可分。當今無線通訊在人們的生活中扮演著越來越重要的角色，低功耗、微型化是用戶對當前無線通訊產(chǎn)品尤其是便攜產(chǎn)品的強烈追求，作為無線通訊技術一個重要分支的短距離無

2、線通訊技術正逐漸引起越來越廣泛的關注。本文通過Bluetooth和UWB的技術對比及多角度的分析，證實了藍牙+UWB作為下一代高速無線通訊技術的可能。 </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　目前，我國大型石化企業(yè)在廠內(nèi)的通訊方式，一般仍然采用傳統(tǒng)的有線傳輸方式，即依靠有線通訊電纜來傳輸信號，配合以傳統(tǒng)的程控交換機和防爆電話，防爆揚聲器等等設

3、備終端來實現(xiàn)在防爆區(qū)與非防爆區(qū)之間的通訊。這樣的通訊系統(tǒng)龐大，線纜眾多不易于人員維護，加之廠區(qū)內(nèi)部腐蝕性氣體，工作環(huán)境，自然環(huán)境等經(jīng)年累月極容易造成設備的線纜損壞，影響通訊，由于是有線電纜連接在事故發(fā)生時更加容易遭受破壞。一旦通訊中斷，對企業(yè)的事故救援，員工的人身安全，都造成巨大的損失。所以要大力發(fā)展無線通訊網(wǎng)絡在企業(yè)的應用。 1、無線通訊技術的重要作用 </p><p>　　石化工廠廠區(qū)面積大，人員分布散，防爆

4、區(qū)內(nèi)移動作業(yè)人員和零散作業(yè)人員眾多。無線通訊系統(tǒng)對滿足人員通訊需要，加強防爆區(qū)內(nèi)分布人員的動態(tài)管理，優(yōu)化廠區(qū)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)企業(yè)安全生產(chǎn)，調(diào)度指揮的有線，無線互聯(lián)互通，相互結(jié)合的信息傳遞，保證企業(yè)安全高效的生產(chǎn)具有十分重大的現(xiàn)實意義。 </p><p>　　2、常用的無線通訊技術分析</p><p>　　目前廣泛應用的無線通訊技術主要有GPRS/CDMA、數(shù)傳電臺、擴頻微波、無線網(wǎng)橋及衛(wèi)星通

5、信、短波通信技術等。 2.1 數(shù)字電臺用于點對點或點對多點的工作環(huán)境，能夠提供標準RS-232接口，可直接與計算機、RTU、PLC等數(shù)據(jù)終端連接，實現(xiàn)透明傳輸。數(shù)傳電臺的傳輸速率從1200～19.2Kbit，傳輸距離20～50公里。具有抗干擾能力強、接收靈敏度高等特點。數(shù)傳電臺技術比較成熟，標準統(tǒng)一。但隨著GPRS/CDMA技術的日漸成熟，相應的設備價格的降低，使得在很多應用場合中數(shù)傳電臺被GPRS/CDMA所取代。但同時，數(shù)傳電臺的相

6、關技術也在不斷發(fā)展，智能化、網(wǎng)絡化、高帶寬的數(shù)傳電臺也不斷涌現(xiàn)。 </p><p>　　2.2 擴頻微波和無線網(wǎng)橋技術是近幾年興起的一門數(shù)據(jù)傳輸技術。擴頻微波最大優(yōu)點在于較強的抗干擾能力，以及保密、多址、組網(wǎng)、抗多徑等，同時具有傳輸距離遠、覆蓋面廣等特點，特別適合野外聯(lián)網(wǎng)應用。而無線網(wǎng)橋是無線射頻技術和傳統(tǒng)的有線網(wǎng)橋技術相結(jié)合的產(chǎn)物。無線網(wǎng)橋是為使用無線（微波）進行遠距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)狞c對點網(wǎng)間互聯(lián)而設計。它是一種在

7、鏈路層實現(xiàn)LAN互聯(lián)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)設備，可用于固定數(shù)字設備與其他固定數(shù)字設備之間的遠距離（可達50km）、高速（可達百Mbps）無線組網(wǎng)。這兩項技術都可以用來傳輸對帶寬要求相當高的視頻監(jiān)控等大數(shù)據(jù)量信號傳輸業(yè)務。</p><p>　　3、短距離無線通訊技術簡介</p><p>　　“藍牙（Bluetooth）”是一個開放性的、短距離無線通訊技術標準，也是目前國際上最新的一種公開的無線通訊技術規(guī)

8、范。它可以在較小的范圍內(nèi)，通過無線連接的方式安全、低成本、低功耗的網(wǎng)絡互聯(lián)，使得近距離內(nèi)各種通訊設備能夠?qū)崿F(xiàn)無縫資源共享，也可以實現(xiàn)在各種數(shù)字設備之間的語音和數(shù)據(jù)通訊。由于藍牙技術可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中，因此特別適用于小型的移動通訊設備，使設備去掉了連接電纜的不便，通過無線建立通訊。 藍牙技術以低成本的近距離無線連接為基礎，采用高速跳頻(Frequency Hopping)和時分多址(Time Division Mult

9、i-access—TDMA)等先進技術，為固定與移動設備通訊環(huán)境建立一個特別連接。作為一個新興技術，藍牙技術的應用還存在許多問題和不足之處，如成本過高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無疑問，藍牙技術已成為近年應用最快的無線通訊技術，它必將在不久的將來滲透到生活的各個方面。</p><p>　　4、超寬帶(UWB)技術研究</p><p>　　超寬帶(Ultra-wideba

10、nd—UWB)技術起源于20世紀50年代末，此前主要作為軍事技術在雷達等通訊設備中使用。隨著無線通訊的飛速發(fā)展，人們對高速無線通訊提出了更高的要求，超寬帶技術又被重新提出，并倍受關注。UWB是指信號帶寬大于500MHz或者是信號帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通訊方案。與常見的使用連續(xù)載波通訊方式不同，UWB采用極短的脈沖信號來傳送信息，通常每個脈沖持續(xù)的時間只有幾十皮秒到幾納秒的時間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達幾GHz，因此最大數(shù)

11、據(jù)傳輸速率可以達到幾百分之一。在高速通訊的同時，UWB設備的發(fā)射功率卻很小，僅僅是現(xiàn)有設備的幾百分之一，對于普通的非UWB接收機來說近似于噪聲，因此從理論上講，UWB可以與現(xiàn)有無線電設備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數(shù)據(jù)通訊方式，它有望在無線通訊領域得到廣泛的應用。UWB的特點如下： </p><p>　　4.1 抗干擾性能強：UWB采用跳時擴頻信號，系統(tǒng)具有較大的處理增益，在發(fā)射時將微弱的無線電脈沖信

12、號分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設備產(chǎn)生的噪聲。 4.2 傳輸速率高：UWB的數(shù)據(jù)速率可以達到幾十Mbit/s到幾百Mbit/s，有望高于藍牙100倍。 4.3 帶寬極寬：UWB使用的帶寬在1GHz以上，高達幾個GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大，并且可以和目前的窄帶通訊系統(tǒng)同時工作而互不干擾。 4.4 消耗電能少：通常情況下，無線通訊系統(tǒng)在通訊時需要連續(xù)發(fā)射載波，因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波，只是發(fā)出瞬間脈沖電波，也就

13、是直接按0和1發(fā)送出去，并且在需要時才發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能少。 4.5 保密性好：UWB保密性表現(xiàn)在兩方面：一方面是采用跳時擴頻，接收機只有已知發(fā)送端擴頻碼時才能解出發(fā)射數(shù)據(jù)；另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低，用傳統(tǒng)的接收機無法接收。 4.6 發(fā)送功率非常小：UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通訊設備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實現(xiàn)通訊。低發(fā)射功率大大延長了系統(tǒng)電源工作時間。 4.7 成本低，適合于便攜型使用：由于UWB技術使用

14、基帶傳輸，無需進行射頻</p><p><b>　　5、結(jié)束語 </b></p><p>　　總之，無線通訊方式由于其建立物理鏈路簡單易行，成本低，可以根據(jù)現(xiàn)場需求及時調(diào)整項目方案，靈活性好，系統(tǒng)的功能擴展方便，因此特別適合石化行業(yè)對通信鏈路的要求。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p>&

15、lt;p>　　[1]方旭明，何蓉.短距離無線與移動通訊網(wǎng)絡[M].北京：人民郵電出版社，2004. </p><p>　　[2]劉乃安.無線局域網(wǎng)(WLAN)—原理、技術與應用[M].西安電子科技大學出版社，2004. 　</p><p>　　[3]許東. 網(wǎng)絡化的全數(shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng). 北京: 有線電視技術, 2002: 27-56 </p><p>　　[