短距離無線通信數據傳輸方法研究畢業設計-資料下載頁

　　

【正文】 應用范圍無線局域網無線局域網計算機家庭和辦公室設備互連家庭語音和數據流近距離多媒體家庭控制和工業自動化透明可見近距離范圍內數據傳輸終端類型筆記本，臺式電腦，掌上電腦和因特網網關筆記本，臺式電腦，掌上電腦和因特網網關筆記本，移動電話，掌上電腦和移動設備筆記本，無繩電話，無線音響，移動設備無線電視，DVD,高速因特網網關傳感器，遙控器，監控系統筆記本，受機，打印機 幾種傳輸技術的比較通過對這幾種短距離無線通信技術技術的比較，UWB技術優勢較明顯，UWB具有巨大的數據傳輸速率優勢。且UWB具有抗干擾能力強、傳輸速率高、帶寬極寬、發射功率小等優點，具有廣泛的應用前景，在室內通信、高速無線LAN、家庭網絡等場合都能得到充分應用。第四章 UWB在短距離無線通信技術中的展望 UWB的優勢通過對上章的幾種短距離無線通信技術技術的分析，UWB技術優勢較明顯，UWB具有巨大的數據傳輸速率優勢,且UWB具有抗干擾能力強、傳輸速率高、帶寬極寬、發射功率小等優點。主要不足是發射功率過小限制了傳輸距離。就是說，對于10m以內的距離，,UWB可以發揮出高達數百bit/s的傳輸性能，（HomeRF）的性能將強于UWB,但UWB更多是應用于10m左右距離的室內。，HomeRF的通信距離比UWB遠，而傳輸速率比UWB低。HomeRF技術并沒有完全公開，目前只有幾十家小企業支持，在抗干擾等方面相對應其他技術而言尚有欠缺，因此它的應用前景還不是十分明朗。而紅外的最大缺點是只能進行視距傳輸，即通信設備中間不能存在阻擋物，從而把IrDA應用限制在特定領域之內。ZigBee具有功耗極低、系統簡單、成本低、低等待時間(Latency Time)和低數據速率的性質，它非常適合于低功耗、低數據速率的監視、傳感網絡。 UWB的應用概述 UWB技術多年來一直是美國軍方使用的作戰技術之一，但由于UWB具有巨大的數據傳輸速率優勢，同時受發射功率的限制，在短距離范圍內提供高速無線數據傳輸將是UWB的重要應用領域，如當前WLAN和WPAN的各種應用。此外，通過降低數據率提高應用范圍，具有對信道衰落不敏感、發射信號功率譜密度低、安全性高、系統復雜度低，能提供數厘米的定位精度等優點。在數據通信方面，UWB技術可用于實現Adhoc網絡；UWB也適用于短距離數字化的音視頻無線鏈接、短距離寬帶高速無線接入等相關民用領域。總的說來，UWB的用途很多，主要分為軍用和民用兩個方面。在軍用方面主要用于如下領域如UWB雷達、UWB (預警機、艦船等)、警戒雷達、UAV/U GV數據鏈、探測地雷、檢測地下埋藏的軍事目標或以葉簇偽裝的物體；在民用方面，自從2002年2月14日FCC批準將UWB用于民用產品以來，UWB的民用主要包括以下3個方面：地質勘探及可穿透障礙物的傳感器(imaging system)；汽車防沖撞傳感器等(vehicle radar system)；家電設備及便攜設備之間的無線數據通信(munication and measurements system)。下面對兩個重要應用展開論述。UWB技術一個介于雷達和通信之間的重要應用是精確地理定位，例如使用UWB技術的能夠提供三維地理定位信息的設備。該系統由無線UWB塔標和無線UWB移動漫游器組成。其基本原理是通過無線UWB 漫游器和無線UWB塔標間的包突發傳送而完成航程時間測量，再經往返(或循環) 時間的測量值的對比和分析，得到目標的精確定位。，其峰值功率為4W，～，相對帶寬為27%，符合FCC對UWB信號的定義。如果使用小型全向垂直極化天線或小型圓極化天線，其視距通信范圍可超過2km。在建筑物內部，由于墻壁和障礙物對信號的衰減作用，系統通信距離被限制在約100m以內。UWB地理定位系統最初的開發和應用是在軍事領域。目前其主要商業用途之一為路旁信息服務系統。它能夠提供突發且高達100Mbps的信息服務，其信息內容包括路況信息、建筑物信息、天氣預報和行駛建議，還可以用作緊急援助事件的通信。UWB第二個重要應用領域是家庭數字娛樂中心。在過去幾年里，家庭電子消費產品層出不窮。PC、DVD、DVR、數碼相機、數碼攝像機、HDTV、PDA、數字機頂盒、MD、MP智能家電等等出現在普通家庭里，正是“舊時王榭堂前燕，飛入平常百姓家”。家庭數字娛樂中心的概念是：將來你的住宅中的PC、娛樂設備、智能家電和Internet都連接在一起，你可以在任何地方使用它們。舉例來說，你儲存的視頻數據可以在PC、DVD、TV、PDA等設備上共享觀看，可以自由地同Internet交互信息，你可以遙控你的PC，讓它控制你的信息家電，讓它們有條不紊地工作，你也可以通過Internet聯機，用無線手柄結合音、像設備營造出逼真的虛擬游戲空間。如何把這些相互獨立的信息產品有機地結合起來，這是建立家庭數字娛樂中心一個關鍵技術問題。從前面對UWB的技術特點來看，UWB技術無疑是一個很好的選擇。 UWB的發展前景UWB系統在很低的功率譜密度的情況下，已經證實能夠在戶內提供超過480Mbps的可靠數據傳輸。與當前流行的短距離無線通信技術相比，UWB 具有巨大的數據傳輸速率優勢，最大可以提供高達1000Mbps以上的傳輸速率。UWB技術在無線通訊方面的創新性、利益性已引起了全球業界的關注。與藍牙、等無線通信相比，UWB可以提供更快、更遠、更寬的傳輸速率，越來越多的研究者投入到UWB領域，有的單純開發UWB技術，有的開發UWB應有，有的兼而有之。相信UWB技術，不僅為低端用戶所喜愛，且在一些高端技術領域，在軍事需求和商業市場的推動下，UWB技術將會進一步發展和成熟起來。據聯合商業情報公司在《關于UWB的預測和潛在市場應用的報告》指出，2007年全球配備UWB的電子設備和芯片的生產量將達到4510萬套。同先進國家相比較，我國在無線通信領域仍處于待開發狀態，通過UWB技術的研究，可以充分發揮后發優勢，研究將會更有方向性和針對性，因而有可能在該領域達到并超過世界先進水平，促進我國在UWB技術方面的全面發展，同時對我國在該研究領域擁有自主知識產權和相關產品，建立新的經濟增長點，具有重大意義。UWB將宣告一個便利和自由的新時代。如今，在曾經需要使用USB或1394電纜的任何地方，您都可以使用無線技術來作為替代。例如，袖珍DVD播放器可以將其內容廣播到掛在墻上的平板顯示器上。而筆記本電腦用戶只須將筆記本放在桌上，其筆記本就會立即連到周圍的外設（打印機、備份磁盤驅動器、掃描儀、全尺寸鍵盤、鼠標、揚聲器系統以及數字攝像機等）上去。市場調查公司InStat/MDR預測，從2006年到2008年，UWB節點/芯片組的交貨量將會經歷綜合年增長率超過百分之四百的新興市場增長。而且，沒有任何替代技術的競爭能對UWB造成嚴重的威脅，那些替代技術只不過是些能夠運送數據的“老車破牛”，它們的速度只有UWB的五分之一到百分之一。所以，UWB處于獨領風騷的地位。結 論短距離無線通信技術的出現和應用較好的適應了市場發展的需求,特別是在最近一兩年內以驚人的速度發展,各種相關技術層出不窮,已經在醫療、銷售、制造、倉儲、運輸、會展、金融、小型辦公、學校等許多不適合或無法布線的場合或需要移動辦公、移動工作的企事業單位和行業系統得到了初步的應用。通過對這幾種常見的短距離無線通信數據傳輸方法的研究可知，超寬帶無線通信技術(UWB)在近距離無線傳輸方面優于其它的無線通信技術。無線傳輸數據量需求的日益增長以及無線電頻段的日益擁擠，促使我們不斷開發高速度低成本的無線通信技術，無疑UWB技術將在此方面一顯身手。家庭無線網絡將是UWB的主流市場，以UWB為物理基礎的傳感器網絡(sensor network)將成為未來泛網(Ubiquitous network)的重要組成部分。可以預料，UWB技術將在未來高速信息網中發揮重要的作用。當然，作為一種新的民用技術，UWB還有其不完善的地方，如輻射問題以及同其它設備（如GPS）共存等一系列問題還有待解決。參考文獻[1]方旭明,何蓉等. ,[2]李新付，樓才義，[3]尹長川，羅濤，[4]查光明，,[5]伍疆，羅常青，,2002[6]，[7]馬建倉，羅亞軍，：科學出版社，2003[8]:[9]嚴紫建，[10]卿斯漢. 密碼學與計算機網絡安全 . 北京: 清華大學出版社, 2001.[11]金純, 許光辰, 孫睿. 藍牙技術. 電子工業出版社，[12]D G next step in shortrange wireless. 2003IEEEMTTS International Microwave Symposium Digest ,June 2003,1,8213:357360[13]Federal Communications of part 15 of the Commission Rules Regarding UltraWideband Transmision Systems NPRM 00163,May 10,2000[14]Cassioli D,Win M Z,Molisch A Statistical Model for the USB Indoor 2001,致 謝本文是我在柏逢明老師的悉心指導下完成的。在此次論文的完成過程中，自始至終受到柏宋老師的支持和幫助，從論文的選題到論文的成稿，無一不凝聚著柏老師的心血和關懷。回顧做畢業設計的幾個月，通過柏老師的提供資料和耐心講解，使我對整個大學四年所學的知識有了更深刻的認識，在課題研究等專業方面的能力有了很大的提高，也使我更加了解到所學的專業知識在實踐應用方面所發揮的重要作用。柏老師淵博的知識、深刻的洞察力、豐富的實踐經驗、嚴謹勤奮的工作作風、平易近人的態度以及正直的人格魅力和要求我們不斷創新的風格給我留下了深刻印象，使我在做人、做事方面受益匪淺，永遠是我學習的楷模!在此，謹向柏老師表示最誠摯的謝意和最崇高的敬意。同時，也衷心感謝答辯委員會以及對此論文進行評閱、評議的全體專家，以及那些幫助過我的其他老師和同學們！