短距离无线通信
短距离无线通信的重要特征和优势:低功耗，对等通信，低成本
IEEE 802.11技术
?IEEE802.11标准定义了两种类型的设备
?无线站-通常是通过一台PC机加上一块无线网卡构成
?无线接入点（AP）-当作有线网络与无线网络之间的桥梁。
?无线局域网广义上分为两类：
?基于射频(Radio Frequency，RF)无线电波
?基于光波（如红外线）
?IEEE802.11标准定义单一的媒介访问控制子层（MAC）和多样的物理层
?物理层标准主要有IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g。
IEEE 802.11标准的逻辑结构
MAC层的目的是在LLC的支持下为共享介质物理层提供访问控制功能(寻址方式、访问协调、帧校验序列生成的检查等）
MAC层在LLC层的支持下执行寻址和帧识别的功能
IEEE 802.11标准MAC层采用CSMA/CA协议控制每一个站点的接入
物理层解决的是数据终端设备与通信线路上数据电路设备之间的接口问题
在BSS网络中，有一无线接入点充当中心站，所有络的访问站点对网均由其控制。
此外，中心站为接入有线主干网提供了一个逻辑接入点。
缺点：抗毁性差，成本高。
一个ESS网络是由两个或多个BSS网络构成的一个单一子网，满足大小任意、大范围覆盖的网络要求。
站点通过AP在ESS内不同BSS之间的相互连接。
RTS/CTS机制是为了更好地解决隐蔽站点带来的碰撞问题，发送站和接收站之间以握手的方式对信道进行预约的一种常用方法。
RTS/CTS机制采用四次（Four-way）握手机制，包括RTS-CTS-DATA-ACK四个过程。
?发送者在发送数据之前，首先发送一个RTS来预约信道
?接收者发回一个CTS
?发送者开始进行数据的发送
?接收者进行发送ACK进行确认
如果发送者没有接收到返回的ACK，则会认为之前的传输没有成功，会重新传输。但如果只是ACK丢失而之前的RTS-CTS传输成功，则重新发送的RTS到接收者后，接收者只会重新发送ACK而不是CTS，且退避时间不会增加。如果发送了RTS后没有收到CTS或ACK，那么退避时间就会增加。
SIFS（Short IFS）。SIFS是最短的帧间间隔，它是紧随在被发送信息类型的前面和后面的时间间隔，其长度为28us。SIFS用于确认帧(ACK)、请求发送/清除待发帧(RTS／CTS)等。当无线工作站已经获得介质使用权且需要保持完成帧交换序列的持续时间时，应使用SIFS 。帧交换序列传输之间采用最小的时间间隙，以阻止那些需要等待更长介质空闲时间的工作站试图使用介质，为已启动的帧交换序列的完成提供优先权。
点协调功能(PCF)的帧间间隔(PIFS)。PIFS只能有工作在PCF方式下的站使用，AP 利用能够该帧间隔在无竞争期（CFP）开始时获得对媒体访问的优先权。PIFS的长度为78us（28us+50us）。
分布式协调功能帧间间隔(DIFS)。DIFS由工作在DCF方式下的站使用,以发送数据帧(MPDU)和管理帧(MMPDU)。DIFS的长度比PIFS多一个时隙长度，为128us。扩展的帧问间隔(EIFS)。在当物理层指示未正确接收到含有完整和正确FCS的MAC 帧时，那么DCF使用扩展的帧问间隔(EIFS)。
优先级SIFS> PIFS> DIFS> EIFS
MAC帧结构
地址2、地址3 、顺序控制、地址4 和帧实体域只出现在某些类型的帧中
帧控制（Frame Control）：工作站之间发送的控制信息。帧控制字段定义了该帧的类型：管理帧、控制帧、数据帧。
持续时间／标志（Duration/ID）：大部分帧中，该字段包含持续时间的数值，值的大小取决于帧的类型。通常每个帧一般都包含下一个帧发送的持续时间信息。例如：数据帧和应答帧
中“持续时间／标志”字段表明下个分段和应答的持续时间。网络中的工作站就是通过监视这个字段，依据时间信息来推迟发射的（NAV）。
地址1/2/3/4（Address 1/2/3/4）：地址字段包含不同类型的地址，地址的类型取决于发送帧的类型。地址类型可以包含基本服务组标识（BSSID）、源地址、目的地址、发送站地址、接收站地址。地址分为每一站点的单独地址和组地址，组地址包括：组播地址和广播地址，广播地址的所有位均为1。
序列控制（Sequence Control）：该字段最左边的4bit由分段序列号子字段组成，用于表示一个特定的MSDU的分段序列号。第1个分段的分段序列号为0，并按每次递增1。后面12bit 是帧序列号子字段，序列号由1个模4096的计数器产生，开始值为0，对于每一个发送的MSDU子序列依次加1。
帧体（Frame Body）：该字段长度可变，为0~2312字节。这些信息单元可由若干256 字节长的上层信息单元封装而成。如果帧不需要承载信息，那么帧体字段的长度为0。
帧校验序列（FCS）：发送工作站的MAC层利用循环冗余码校验法（CRC）计算一个32位的FCS，并将结果存入这个字段。
MAC帧的类型
IEEE802.11标准将MAC帧分为三种类型：管理帧、控制帧和数据帧，分别在工作站及AP之间提供管理、控制和数据交换。
管理帧：
负责在工作站和AP之间之间建立初始的通信，提供连接和认证等服务。
在无竞争期间发送的所有管理类帧中持续时间域的值设为32768，而在竞争期间发送的所有管理类帧中持续时间域的值按如下规则决定：
如果目的地址是成组地址时，则持续时间的值取0
如果本帧控制域的多段比特为0，并且目的地址为一个单独站点的地址时，则持续时间值为发送1个ACK帧和1个SIFS所需的时间之和。
如果本帧控制域的多段比特为1，并且目的地址是一个单独站点的地址时，则持续时间值为发送下一个分段所需的时间、2个ACK帧和3个SIFS所需的时间之和。
工作站接收管理帧时，首先根据MAC帧地址1的目标地址（DA）内容来进行地址匹配，以决定是否接收。
如果目标地址与该工作站相匹配，则该站完成帧的接收，并把它交给LLC层。如果地址不匹配，工作站将忽略这个帧。
管理帧的子类型包括11个子类型。
连接请求帧：用于工作站与AP建立连接关系。如果工作站向AP发送连接请求帧，得到AP
的许可后，工作站就连接到了AP上。
连接响应帧：AP收到一个连接请求帧后，返回一个连接响应帧，指明是否允许和该工作站建立连接。
再次连接请求帧：如果工作站想和一个AP再次连接就向AP发送此帧。
再次连接响应帧：AP收到一个再次连接请求帧后，返回一个再次连接响应帧，指明是否和该工作站再次连接。
探测请求帧（Probe Request Frame）：工作站通过发送探测请求帧，以得到来自另一个工作站或AP的信息。
探测响应帧：工作站或AP收到一个探测请求帧后，会向发送工作站发送一个包含自身特定参数（如跳频和DSSS的参数）的探测响应帧。
信标帧：在一个基础结构网络中，AP定期发送信标帧，保证相同物理网络中的工作站同步。信标帧包括时戳，所有工作站都利用时戳来更新计时器。此外，还利用信标帧声明一个无竞争期的开始。在无AP网络，所有工作站发送信标帧，确保网络同步。
业务声明指示信息帧：该帧用于IBSS中。有的工作站缓存发向其它工作站的帧。前者向后者发送该帧，唤醒接收站，接收站发送一个信标帧，随后，发送工作站将缓存的帧发送到接收工作站。
分离帧：当工作站或AP想同某个工作站或AP解除连接关系时，只需要向对方发送一个分离帧即可。广播地址全部为1时，仅仅一个分离帧就会终止和多个工作站的连接。
认证帧：工作站通过发送该帧，可以实现对工作站的认证。
解除认证帧：当工作站想终止安全通信时，就向工作站或AP发送一个解除认证帧。
控制帧:
当工作站与AP 之间建立连接和认证之后，控制帧为数据帧的发送提供辅助功能。
控制帧六类子类型：请求发送（RTS）、清除发送（CTS）、应答（ACK）、节能轮询（PS Poll）无竞争结束（CF End）、带确认信息的无竞争结束（CF END+CF ACK）。
请求发送（RTS）：工作站向某接收工作站发送RTS帧，以协商数据帧的发送。
RTS帧的持续时间是以微秒为单位，是发送工作站发送一个即将要发送的数据帧或者管理帧、一个CTS帧、一个ACK帧和三个短帧间隔（SIFS）所需的时间之和。
清除发送（CTS）：收到RTS帧后，接收工作站向发送工作站返回一个CTS帧，以确认发送工作站享有发送数据帧的权利。
应答（ACK）：工作站收到一个无误的帧后，会向发送工作站发送一个ACK帧，以确认帧已被成功接收。
如果刚接收到的定向数据帧或定向管理帧中的帧控制域的多分段比特被置为0，ACK帧的持续时间域的值置为0，如果这个多分段比特被置为1，那么帧的持续时间域的值为前述数据帧或定向管理帧中的持续时间域中的值减去发送1个ACK帧所需的时间与1个SIFS之和得到
节能轮询（PS Poll）：该帧的作用是向AP 请求工作站处于睡眠状态时缓存的帧。
接收到节能轮询控制帧的工作站都会在协调功能规则下使用持续时间对其NAV值做出适当更新
无竞争结束（CF End）：CF End表明集中控制方式的无竞争的终点。这类帧的持续时间一般设置为0，接收地址包含广播组地址。
带确认信息的无竞争结束（CF END+CF ACK）：该帧用于确认CF End帧。这类帧的持续时间一般设置为0，接收地址包含广播组地址。
RTS/CTS的使用
由于网络有时只能实现部分连通，因此无线局域网协议必须考虑隐藏工作站，这时可以通过AP的安装程序激活RTS/CTS模式。
当存在隐藏工作站的可能性较高时，RTS/CTS性能比基本访问优越得多。当网络使用率增加时，RTS/CTS性能的降低速度比基本访问慢得多。如果隐藏工作站存在的可能性很低，RTS/CTS反而会导致网络吞吐量的降低。
数据帧:
数据帧的主要功能是传送信息（如介质服务数据单元）到目标工作站，转交给LLC层。
数据帧地址域的内容取决于帧控制字段的输入DS （To DS）和输出DS （From DS）两个比特的取值。地址
域1总是为预定的接收方的接收地；地址域2总是为发送本帧的工作站的的地址
帧控制字段的To DS和From DS子字段决定了数据帧地址字段的有效内容
物理层:
无线局域网物理层是空中接口的重要组成部分，它为无线局域网提供无线通信链路。它主要解决适应无线局域网信道特性的高效而可靠的数据传输问题，并向上层提供必要的支持与响应。
传输媒介可以是无线电波和红外线。电波-窄带或宽带。
物理层的结构
PLM
PLCP子层
PMD子层
物理层管理（Physicallayer management）：为物理层提供管理功能，它与MAC层管理相连。物理层会聚子层（PHY Convergence Procedure，PLCP）：MAC层和PLCP通过物理层访问点（SAP）利用原语进行通信。MAC层发出指示后，PLCP开始准备需要传输的介质协议数据单元MPDU，并为MPDU附加包含物理层发送和接收的所需信息的字段，这个合成帧称为PLCP协议数据单元PPDU。PPDU提供了工作站之间MPDU的异步传输。
物理介质依赖（Physical Medium Dependent，PMD）：位于PLCP下方，支持两个工作站之间通过无线介质实现物理层实体的发送和接收。为了实现以上功能，需要对数据进行调制解调等。PLCP和PMD之间通过原语通信，控制发送和接收功能。
IEEE 802.11标准中规定无线局域网物理层实现的功能：
载波侦听：判断介质的状态是否空闲
发送：发送网络要传输的数据帧
接收：接收网络传输过来的数据帧
载波侦听：通过PMD子层检查介质状态来完成载波侦听功能。如果工作站没有传送和接收数据，PLCP子层将完成下面的侦听工作：
探测信号是否到来：PLCP子层持续对介质进行侦听。如介质繁忙，PLCP将读取PLCP前同
步码和适配头，并使接收端和发射端同步。
信道评估：测定无线介质繁忙还是空闲。如果介质空闲，PLCP将发送原语到MAC层表明信到空闲；如果介质繁忙，PLCP将发送原语到MAC层表明信到繁忙。MAC层根据PLCP 层的信息决定是否发送帧。
发送：
PLCP 在接收到MAC层的发送请求后将PMD 转换到传输模式。同时，MAC层将与该请求一道发送字节数（0~4095）和数据率指示。然后，PMD 在20um内发送帧的前同步码。发送器以1Mbps的速率发送前同步码和适配头，为接收器的接收提供特定的通用数据率。适配头的发送结束后，发送器将数据率转换到适配头确定的速率。发送全部完成后，PLCP 向MAC层发送确认一个MPDU传送结束关闭发射器，并将PMD电路转换到接收模式
接收：
如果载波侦听检测到介质繁忙，同时有合法的即将到来帧的前同步码，则PLCP就开始监视该帧的适配头。当PMD监听到的能量超过-85dBm时，它就认为介质忙。如果PLCP测定适配头无误，目的地址就是本地地址，他将向MAC层通知帧的到来，同时还发送帧适配头的一些信息（如字节数、数据率和RSSI等）。
PLCP根据PSDU（PLCP Service Data Unit，PLCP数据服务单元）适配头字段长度的值来设置字节计数器。计数器跟踪接收到的帧数目，使PLCP知道帧什么时间结束。PLCP在接收数据的过程中，通过原语向MAC层发送帧结束声明。
跳频扩频物理层
是IEEE 802.11标准规定的三种物理层之一。与DSSS物理层相比，跳频扩频物理层抗干扰能力强，但是覆盖范围小于DSSS，同时大于红外线物理层。跳频扩频物理层具有以下特性：
?成本低
?能量耗费最低
?抗干扰能力强
?单物理层数据传输率具有最小的电压
?多物理层具有最大的集成力
?覆盖范围小于DSSS，但大于红外线物理层
跳频扩频PLCP子层:跳频扩频PLCP帧（PLCP协议数据单元，PPDU）由PLCP前导码、PLCP 适配头（提供帧的有关信息）和PLCP服务数据单元组成。
同步80比特
SFD
16比特
PLW
16比特
PSF
4比特
帧校验
16比特
漂白
PSDU
同步：由0和1交替组成。接收端检测到帧同步信号后，就开始与输入信号同步。
SFD（Start Frame Delimiter，开始帧定界符）：表示一个帧的开始，数据通常为0000110010111101
PLW （PSDU 字长）：表示PSDU 的长度，接收端用该信息来测定帧的结束。
PSF（PLCP发信号字段）：表示漂白PSDU的数据速率。PPDU的前导码和适配头以速率1Mbps 发送，而其他部分可以以不同的数据率发送，数据率由PSF字段给出。
帧校验：对适配头中的数据进行差错检测，采用CRC-16循环余校验，生成多项式G（x）=X16+X12+X5+1
漂白PSDU：PSDU的长度为0~4095字节。物理层对PSDU进行“漂白”。“漂白”实际上是一个扰码过程，通过扰码使数据信号传输的“1”和“0”等概率，从而减小直流分量，降低电路非
线形产生的交调分量。PSDU的“漂白”过程是用一个127位的扰码器和一个32/33偏差压制编码算法来实现的
跳频扩频PMD子层：PMD子层在PLCP子层下方，完成数据的发送和接收，实现PPDU和无线电信号的转换。因此，PMD直接与无线介质接口，并为帧的传送提供FHSS调制和解调。FHSSPMD通过跳频和频移键控（FSK）技术来实现数据的收发。
跳频功能
工作频率:北美洲及大多数欧洲国家的工作频率为2.402 ~ 2.480 GHz,总信道数为79个; 日本的-工作频率为2.473~2.495GHz,总信道数为23,每个信道带宽为1MHz;
跳频序列:北美洲及大多数欧洲国家为78个,日本为12个;
跳频速率:可变,但有一个最小值。美国规定最小跳频速率为2.5跳/秒，最小跳距为6MHz；日本规定的最小跳距为5MHz。
安装无线局域网时，需要选择跳频组和跳频序列，IEEE 802.11标准规定了三个独立的跳频组set1、set2、set3，每组包含多个互不相干的跳频序列。
跳频扩频调制:什么叫调制？
FHSSPMD 数据传输速率为1Mbps或2Mbps。对1Mbps的速率采用高斯频移键控（GFSK）调制。GFSK就是在2FSK调制的前面加一个高斯滤波器，使频率按照高斯特性变化。系统的噪声和干扰一般只会影响到信号的振幅，而不会影响到频率。
对2Mbps的数据速率，采用的调制方式是4GFSK，也就是有四个不同的载波频率表示不同的两比特组合。所以，如果数据信号的波特率相同，4GFSK调制传输的数据率将比GFSK提高一倍。
IEEE 标准C95.1-1999对FHSS无线电设备的发射功率做出了具体规定。IEEE 802.11标准还限制了最大输出功率不超过100mw。
IEEE 802.11标准还规定所有的PMD必须支持至少10mw的发射功率。AP和无线网卡通过初始化参数，可以提供多个发射功率级别。
直接序列扩频物理层
直接序列扩频物理层是IEEE 802.11标准规定的三种物理层之一。与跳频扩频物理层相比，直接序列扩频物理层传输的数据速率高（在IEEE 802.11 标准中二者速率相同，但在以后标准如IEEE 802.11b中，DSSS传输速率高于FHSS），传输距离比跳频扩频和红外线物理层都大，但在同一区域内能够提供的无干扰信道数小。
特点
?成本最高
?能量消耗最大
?和跳频相比，其来自各个物理层的数据率最高
?和跳频相比，它的多物理层集成能力最低
?其可支持的不同地理位置无线电小区的个数最小，所以限制了可提供的信道
数
?其发送距离比跳频扩频和红外线物理层都大
DSSSPLCP子层:DSSS PLCP帧（PPDU）由一个PLCP前同步码、PLCP适配头和MPDU组成
同步：该字段由0和1交替组成。开始后与输入信号同步。
SFD（Start Frame Delimiter，开始帧定界符）：表示一个帧的开始，数据通常为1111001110100000（X‘F3A0’）
信号（Signal）：8比特长的字段用于指示发送（以及接收）MPDU的调制方式。其取值等于数据速率除以100kbps。1997年6月版IEEE 802.11标准规定该字段的取值是：1Mbps速率时为00001010；2Mbps速率时为00010100。PLCP前同步码和适配头都以1Mbps速率发送。服务（Service）：IEEE 802.11标准保留该字段为以后用，目前的值是00000000。
长度（Length）：取值是一个无符号的16位整数，用来表示发送MPDU所需的时间（微秒）。帧校验（Frame Check Sequence）：采用和FHSS相同的CRC-16循环余校验，生成多项式G（x）=X16+X12+X5+1。PSDU中存在差错不在物理层检测，而是在MAC层由FCS字段进行差错检测。
PSDU：PSDU实际上MAC层发来的MPDU，它的大小可以从0位到最大尺寸，最大尺寸由MIB（管理信息库）中的aMPDUMaxLength参数设定
DSSS PMD子层
DSSS PMD子层完成的功能与FHSSPMD子层相同，即实现PPDU和无线电信号的转换，提供调制和解调功能。
DSSS物理层的工作频带为2.4 ~ 2.4835 GHz。在IEEE 802.11标准中, DSSS最多有14个信道（6MHz带宽），每个信道的中心频率不同。
DSSS扩频：DSSS扩频过程是首先数字化扩展基带数据（PPDU），然后将扩展数据调制到一个特定的频率。
发送器通过二进制加法器将PPDU和一个伪噪声码（PN）组合起来，从而达到扩展PPDU的目的。
IEEE 802.11标准中DSSS 的PN序列是11chip 的Barker序列，从左到右依次为：1，-1，1，1，-1，1，1，1，-1，-1，-1
二进制加法器的输出具有比原始信号更高的速率，调制器将基带信号转换成基于选定信道的发送操作频率的模拟信号。
DSSS与CDMA有所不同，DSSS一般使用相同的扩展序列，允许用户从多个频率中为当前的操作选择一个频率。
DSSS系统的特点是“处理增益”。“处理增益”等于DSSS信号的数据率除以原始PPDU的数据率。IEEE 802.11标准规定DSSS的处理增益是11，美国FCC和日本MKK规定的最小处理增益为10。
DSSS调制：
DSSS PMD对1Mbps或2Mbps的速率采用不同的调制方式：
?对于1Mbps速率，采用差分二相移键控（DBPSK）
?对于2Mbps速率，采用差分4相移键控（DQPSK）
差分相移键控是用前后码之间的相位变化来表示基带信号的。IEEE 802.11标准中规定的DBPSK输入码元和相位对应关系为：0对应0相位变化；1对应π。
在DQPSK调制中，共有四中相位状态，每一状态对应一组码元，因此，四种载波相位就表征了四种二进制码元的组合（00，01，10，11）。在IEEE 802.11标准中规定采用“/2”调相系统，输入码元和相位对应关系为：00对应0相位变化；01对应π/2相位变化，10对应π相位变化，11对应3π/2相位变化。
IEEE 802.11无线局域网的网络构成
WLAN的设备包括无线网卡、无线访问接入点、无线集线器和无线网桥。通常所有的无线网络产品都自带无线发射/接收功能，且通常是一机多用。
WLAN的网络结构主要有两种
?无中心网络
?有中心网络
无中心网络:
无中心网络（无AP网络）也称对等网络或Ad hoc网络，它覆盖的服务区域是IBSS。
对等网络用于一台无线工作站和另一台或多台其它无线工作站的直接通信，该网络无法接入有线网络，只能独立使用。
对等网络中计算机要有相同的工作组名、服务区号和密码。
对等网络中的一个节点必须能同时“看”到网络中的其他节点，否则认为网络中断。因此，对等网络只能用于少数用户的组网环境（4~8个），且离得足够近
有中心网络
有中心网络也称结构化网络，它由无线AP、无线工作站以及DSS（Distribution System Service，发布系统服务构成覆盖的区域分BSS和ESS。
无线访问点也称为AP或无线Hub，用在无线工作站和有线网络之间接收、缓存和转发数据。无线AP通常能够覆盖几十至几百个用户，覆盖半径达上白米。
BSS由一个无线访问点及其关联的无线工作站组成，在任何时候，任何无线工作站都与该无线访问点关联。无线工作站与无线访问点关联采用AP的BSSID，在IEEE 802.11标准中，BSSID 是AP的MAC地址。
扩展服务区ESS是指由多个AP以及连接它们的的分布式系统组成的结构化网络，所有AP 必须共享一个ESSID。分布式系统在IEEE 802.11标准中没有定义，扩展服务区只包含物理层和数据链路层，网络结构不包含网络层及其以上各层，因此，对于高层协议（如IP）来说，ESS就是一个IP子网。
WLAN网络的操作分为两个工作过程
?工作站中加入一个BSS
?工作站从一个BSS移动到另一个BSS，实现小区间的漫游
工作站中加入一个BSS:
工作站开机加电开始运行，然后进入睡眠或进入BSS小区。
站点始终要获得同步信号，该信号一般来自AP接入点
站点通过主动和被动扫描来获得同步
主动扫描是站点启动或关联成功后扫描所有频道，如果发现某个频道空闲，就广播带有ESSID 的探测信号，AP根据该信号做出响应
被动扫描指AP每100毫秒向外传送灯塔信号，站点收到灯塔信号后启动关联过程。WLAN为防止非法用户接入，需要交换验证信息。验证业务提供了控制局域网接入的能力。站点经过验证后，关联就开始了。关联用于建立无线访问点和无线工作站的映射关系，实际
上是把无线变成有线的连接。一个工作站只能与一个AP关联。
工作站从一个BSS移动到另一个BSS:
工作站从一个小区移动到另一个小区需要重新关联。重关联是指当无线工作站从一个扩展服务区的一个基本服务区到另一个基本服务区时，与新的AP关联的整个过程。重新关联是由移动工作站发起。
IEEE 802.11无线局域网的每个站点都与一个特定的接入点相关。如果站点从一个小区切换到另一个小区，就是处在漫游过程中。漫游包括基本漫游和扩展漫游。
IEEE 802.11标准并不保证扩展漫游的上层连接。
IEEE802.11b
IEEE批准了IEEE802.11b标准，这个标准也称为Wi-Fi（Wireless Fidelity，无线高保真）。IEEE802.11b标准定义了在共享的WLAN进行通信的物理层和媒体访问控制（MAC）子层IEEE802.11b标准工作频率为2.45GHz，最大传输速率为11Mbps，采用DSSS传输技术。在数据链路层的MAC子层，采用CSMA/CA协议
IEEE 802.11b标准在IEEE 802.11标准的物理层基础上增加了两种更高的通信速率：11Mbps、5.5Mbps。
IEEE 802.11标准中DSSS 的PN序列是11chip 的Barker序列，调制方式为：
DBPSK-1Mbps DQPSK-2Mbps
IEEE 802.11b标准中，采用CCK（Complementary Code Keying，补偿编码键控）技术。
CCK由64个8比特长的码字组成。作为一个整体，这些码字
具有自己独特的数据特性，即使在出现严重噪声和多径干扰的情况下，接收方也能够正确地予以区别。
在5.5Mbps时使用CCK串对每个载波进行4比特编码，在11Mbps时使用CCK对每个载波进行8比特编码。
调制方式为DQPSK。
1.多速率支持
IEEE 802.11b标准采用动态速率调节技术，允许用户在不同环境下自动使用不同的连接速度来补充环境的不利影响。
速率调节机制是在物理层自动实现的，不会对用户和其它上层协议产生任何影响。
所有的控制信令都按同样的一种速率在BSS基本服务集中传输，这就是1Mbps。数据和MPDU 以任意的支持数据速率传输。
管理响应帧（CTS或ACK）以BSS中最高速率传输，并且控制响应帧的发送速率应该和其他已接收的帧相同。
2.发送
IEEE 802.11b标准定义了一系列原语对MAC层管理实体（MLME）和物理层管理实体（PLME）进行控制。通过修改、更新管理信息库（MIB），实现MAC层和物理层交互，从而实现数据包的发送和接收。
MAC层通过发送一个“请求开始发送”（PHY_TXSTART.requst)来启动PPDU的发送，物理层的PLCP子层收到MAC层的发送请求后，就向PMD子层发出“天线选择请求”、“发送速率请求”、发射功率请求“等原语对物理层进行配置。
配置好物理层后，PLCP子层立即向PMD子层发出“请求开始发送”，同时PLME开始对PLCP 前导序列进行编码并发送。随后，数据在MAC层和物理层之间通过一系列原语完成频繁的数据交换。
物理层持续以8位一组由低到高的顺序把PSDU数据包发送出去。
只有在PSDU最后一个字节被发送出去后，发送才算结束，但发送过程可以被MAC层提前终止（PHY_TXEND.request)。
PSDU数据包发送结束后, PLME立即进入接收状态。
3.接收
CCA(Clear Channel Assessment，空闲信道评估):物理层根据某种条件判断当前无线介质是否空闲，并向MAC层通报。
CCA模式1：根据接收端能量是否高于一个阈值进行判断。
CCA模式2：定时检测载波。启动3.65ms长的定时器，在该时间段内如果检测到载波，就认为信到忙。
CCA模式3：上述两种模式的混合。
接收机收到一个PPDU时，通过SFD字段判断当前数据包是长PPDU还是短PPDU，并用1Mbps 速率BPSK调制方式对长PLCP适配头信息进行解调，否则用2Mbps速率QPSK调制方式对短PLCP适配头信息进行解调。按照PLCP适配头的信号字段和服务字段确定PSDU的速率和调制方式。
IEEE 802.11b标准定义了两种不同的前导序列和适配头
强制性长前导序列和适配头-与IEEE 802.11标准具有互操作性
可选的短前导序列和适配头-获得最大的吞吐量，并且与具备短前导序列和适配头的设备具有可互操作性。
1.PLCP 帧结构:长前导序列PPDU 帧格式
长前导序列PPDU 帧格式:
同步域包含被扰码器扰乱的128比特的同步码”1“，提供同步域是为了接收方能够进行必要的同步操作。扰码器初始状态（种子）为1101100
提供SFD是为了指定PLCP前导中物理媒介依赖参数的起始位置，它是一个16比特的域[1111001110100000]，最右边的比特应该首先被发送。
PLCP 适配头包含了与数据传输相关的物理参数，包括信号、服务、将要传输的数据长度和16位的CRC校验码，接收机根据这些参数调整接收速率、选择解码方式、决定何时结束数据接收。
?信号字段8bit定义数据传输速率：0Ah-1Mbps、14h-2Mbps、37h-5.5Mbps、
6Eh-11Mbps。
?服务字段8bit指定使用何种调制编码
?长度字段16bit指示发送后面的PSDU需要多长时间
?16bit的CRC校验码用于校验收到的信令、业务和长度字段是否正确
前导序列和适配头以固定的1Mbps速率发送，PSDU数据部分可以1Mbps、2Mbps、5.5Mbps、
11Mbps速率进行传送
短前导序列PPDU 帧格式:
同步域包含被扰码器扰乱的56比特的同步码”0“，扰码器初始状态（种子）为0011011。SFD长16比特，其值是长PPDU格式的时间反转码[1111001110100000]-0000010111001111 信号字段8bit定义数据传输速率：2Mbps，14h-2Mbps、37h-5.5Mbps、6Eh-11Mbps。
服务字段、长度字段和CRC校验字段与长PPDU格式定义相同。
前导序列的传输速率为1Mbps（DBPSK调制），整个PLCP适配头信息传输速率为2Mbps(DQPSK 调制)，PSDU数据传输速率为2Mbps、5.5Mbps、11Mbps
PLCP PPDU域定义
长前导序列PPDU域定义
SERVICE（服务）：定义了3比特来表示IEEE 802.11b标准扩展的高速率。
最右边的比特7用于补充后面描述的长度域，比特3用于表示采用的调制方式还CCK（=0）还是PBCC（=1），比特2用于表示发送频率时钟和符号时钟是否都来源于同一振荡器。这个锁定时钟比特由基于具体实现结构的物理层来设置。服务域最左边比特0首先被发送，该域受到后面小节描述的16 位帧校验序列的保护。
LENGTH（长度）：LENGTH的值由发送请求PHY_TXSTART.requst原语中发送矢量TXVECTOR 中的LENGTH和DataRate两个参数决定。
由TXVECTOR提供的长度域是一个以字节为单位的值，需要转换为PLCP LENGTH中的微秒数。对于任何一个超过8Mbps的数据传输速率，以整数个微秒描述的字节长度不够精确，需要用服务域中的长度扩展比特进行修正，具体转换规则如下：
? 5.5MbpsCCK调制: LENGTH=字节数x8÷5.5，上取整到下个整数。
?11MbpsCCK调制: LENGTH=字节数x8÷11，上取整到下个整数。如果小数部分
取整后差值小于8/11，SERVICE中的bit7等于0，如果差值大于或等于8/11 ，
SERVICE中的bit7等于1
? 5.5MbpsPBCC调制: LENGTH=（字节数+1）x8÷5.5，上取整到下个整数。
11MbpsPBCC调制: LENGTH=（字节数+1）x8÷11，上取整到下个整数。如果小数部分取整后差值小于8/11，SERVICE中的bit7等于0，如果差值大于或等于8/11 ，SERVICE中的bit7
等于1
在接收端，根据PPDU长度域的值可以按如下规则计算MPDU中的字节数
? 5.5MbpsCCK调制：字节数=LENGTHx5.5÷8，下取整到下个整数。
?11MbpsCCK调制：字节数=LENGTHx11÷8，下取整到下个整数。如果SERVICE
中的bit7等于1，字节数还应该减去1。
? 5.5MbpsPBCC调制:字节数=LENGTHx5.5÷8-1，下取整到下个整数。
?11MbpsPBCC调制:字节数=LENGTHx5.5÷8-1-1，下取整到下个整数。如果
SERVICE中的bit7等于1，字节数还应该减去1。
计算例子-11Mbps速率
LENGTH’x=((number of octets+P)*8)/R
LENGTH=Ceiling(LENGTH’x)
If
(R=11)and(LENGTH-LENGTH’x)>=8/11
Then Length Extension=1
Else Length Extension=0
扰码和解扰码
?IEEE 802.11b标准中,扰码的多项式为:
G(Z)=z7+z4+1
?扰码器是一个自同步式的扰码器，在接收和同步时不需要扰码器和解扰器同步。
?扰码器需要初始化
?长前导序列初值为[1101100]
?短前导序列初值为[0011011]
CCK调制方式和扩频序列
?CCK调制方式的扩频码是长度为8的补码，码片速率为11Mchip/s，符号持续时间精确等于8个复数码片的长度，因此，码元速率为1.375Msymbol/s。
?8个复数码片的码字通过下面的公式计算得到：
?其中C表示码字，φ1、φ2、φ3、φ4根据不同速率而不同。这个公式用来产生
8 个复数码片{c0，c1，c2，c3，c4，c5，c6，c7} ，复数码字c0首先被发送。
?第4个码片和第7个码片的相位旋转180度的目的是用来优化序列的相关特性以及最小化码元的直流偏移量。
?可以把相同的相位φ1提出来，C分解成两个转换矩阵：
?直接映射成两位（一个复相位）的单位矩阵
?剩下的6bit（3相）映射成8个元素的复矢量，有64？种可能的组合?对于5.5Mbps的CCK，每个符号发送4比特（d0，d1，d2，d3），d0首先发送?数据比特d0和d1按照DQPSK调制技术对φ1编码
?φ1 的相位变化是相对于前一个符号φ1的相位。在短前导序列PLCP帧中，CCK调制的φ1就是相对与适配头中最后一个相位的改变量，即最后一个CRC-16符号的相
位是由PSDU字节产生的第1个符号的参考相位。
?所有PSDU字节产生的所有奇数号符号还将被额外的进行180度旋转，由PSDU字节产生的符号从第1个符号以“0”开始编号，其目的就是为了确定奇数符号和偶数符号。
也就是说，PSDU的发送是从1个偶数号的符号开始的。
?CCK的数据二位二进制比特d2和d3对基本符号编码，如下表：
?上表中φ2=(d2 ×π)+ π /2, φ3=0, φ4=d3×π
?对于11Mbps的CCK调制，每个符号发送8比特（d0，d1，d2，d3，d4，d5，d6，d7 ），d0首先发送
?数据比特d0和d1按照DQPSK调制技术对φ1编码，CCK的数据二位二进制比特（d2，d3）、（d4，d5）和（d6，d7）使用下表所示的QPSK调制分别对φ2、φ3和φ4
编码
11Mbps的CCK调制方法总结：
?8个数据比特（d0，d1，d2，d3，d4，d5，d6，d7 ）编码生成φ1 、φ2、
φ3和φ4，其编码规则如下表：
?比特d0、d1使用DQPSK编码构成φ1
?比特d2，d3，d4，d5，d6，d7相互配对依次生成φ2、φ3和φ4，使用QPSK
调制方法
?CCK使用64个基本扩频码字，基本扩频码字应具有良好的自相关特性和互相关特性。?输入数据将数据以字节为单位进行复用，形成并行数据。6比特的数据用于从64个复数码中选择一个送入差分调制器中。另外2个比特用于进行DQPSK调制。
?差分调制器的输出分成为I和Q两路，即完成了CCK调制
?IEEE 802.11b标准定义了两种运作模式
?特殊模式(Ad hoc)
?基础模式(Infrastructure)
?特殊模式(Ad hoc):也称点对点模式,无线客户端直接进行相互通信(不使用AP)，用于在没有提供无线AP时连接服务端。
?基础模式：至少存在一个无线AP和一个无线客户端。无线客户端利用无线AP访问有线网络的资源。
?支持一个或多个无线客户端的AP称为一个基础服务集(Basic Service Set，BSS)，一组连接到相同有线网络的两个或多个AP称为扩展服务集ESS。如果某个ESS中的无线AP的可用物理区域相互重叠，那么无线客户端就可以漫游。
?关联：一个无线适配器打开，扫描无线频率，查找无线AP或客户端。例如将无线客户端配置为基础模式，无线适配器将选择一个要与之相连接的无线AP。随后，无线适配器切换到无线AP指定的信道，开始协商断口的使用。
?重新关联：如果无线AP的信号强度太低，出错率太高，无线适配器将扫描其他无线AP，以确定是否有某个无线AP提供更强的信号或更低的出错率。如果找到一样一个无线AP，无线适配器切换到无线AP指定的信道，然后开始协商断口的使用。
?建立重新关联的原因包括：
?远离无线AP，信号减弱
?无线AP流量太高或干扰太大变得拥挤-切换到另外的无线AP
?重新关联能维持对有线网络的连续性逻辑连接
?IEEE 802.11b WLAN的优点
?使用2.4GHz自由频段，同时可以达到较大的通信范围（室外300米，室内100米）
?具有良好的可伸缩性，允许最多三个同时定位于有效使用范围中，可以支持
上百个用户同时通信。
?硬件设备的兼容性提高，网络组建更为方便。
?IEEE 802.11b WLAN的缺点
?网络速率较低-实际上最大6Mbps
?通信容易受到干扰
?安全问题
IEEE802.11技术
IEEE 802.11a标准描述:
1999年9月，IEEE802.11a标准制定完成。
IEEE802.11a标准定义了在共享的WLAN进行通信的物理层和媒体访问控制（MAC）子层。IEEE802.11a标准工作频率为5GHz(5.15~5.825)，最大传输速率为54Mbps，采用正交频分复用(OFDM)的多载波调制技术
没普及原因:
?5GHz频段在一些国家和地区没有开放,存在频谱管制问题
?兼容性的问题
?没有规模优势导致的成本增高不下
?成为主流的54Mbs速率标准的希望已经很小
IEEE 802.11a标准采用的正交频分复用(OFDM)的多载波调制方式，是将一个高速的数据流分成多个并行的数据进行传输.
?52个子载波，48个用于传输数据，子载波带宽大约300KHz
IEEE 802.11a标准主要在IEEE 802.11标准的物理层进行了一些改动。
通过标准的调制（1、2、4、6），每个符号持续时间为4us，PLCP为每个符号分配一个专门的子载波，在传送前通过IFFT将这些子载波进行合成。
2.多速率支持
IEEE 802.11a标准传输速率为6、9、12、18、24、36、48或54Mbps
?采用BPSK时，每个子载波速率为125kbps
?采用QBPSK时，每个子载波速率为250kbps
?采用16QAM时，每个子载波速率为500kbps
?采用64QAM时，每个子载波速率为1.125Mbps
调制阶数越高，信号越容易受到干扰的影响，最终发射范围变短
64QAM调制时，每个周期输出6bit，每个子载波输出达到1.125Mbps
3:主要参数
4.发送
IEEE 802.11a标准定义了一系列原语对MAC层管理实体（MLME）和物理层管理实体（PLME）进行控制。通过修改、更新管理信息库（MIB），实现MAC层和物理层交互，从而实现数据包的发送和接收。
MAC层向PLCP发送一个“请求开始发送”（PHY_TXSTART.requst) 进入发送通知物理层状态，物理层收到MAC层的发送请求后，经PLME把物理层设置到合适的工作频率上，其它发射参数如数据率和发射功率，则由PHY_TXSTART.requst（TXVECTOR）通过物理层访问服务点进行配置。
物理层事先通过一个CCA指令（PHY_CCA.request）向MAC层通报了信道空闲的指示。MAC 层只有在确认CCA指令指示的信道空闲后才会向PLCP发出“请求开始发送”的消息，物理层只有在确认收到PHY_TXSTART.requst（TXVECTOR）后才有可能发送PPDU数据。
一旦开始发送前导序列，物理层实体就立即对数据进行扰码和编码。随后，数据在MAC层和物理层之间通过一系列原语完成频繁的数据交换。
物理层持续以8位一组由低到高的顺序把PSDU数据包发送出去。
只有在PSDU最后一个字节被发送出去后，发送才算结束，但发送过程可以被MAC层提前终止（PHY_TXEND.request)。
PMD在每一个OFDM中，都会插入一个保护间隔GI。
5.接收
?为了接收数据，必须禁止“请求开始发送”（PHY_TXSTART.requst)的使用，并通过PLME 设置合适的频率，其它的接收参数，如RSSI、数据速率可通过物理层服务点取得。
?当接收到PLCP前导序列后，PMD子层用PMD_RSSI. requst告知PLCP当前信号的强度。同样，PLCP用PHY_RSSI. requst向MAC层告知这一强度。当正确接收PLCP帧之前，物理层用PHY_CCA.indication（BUSY）告知MAC层，当前信道上有信号在传输。
?在发出PHY_CCA.indication后, PLME开始接收“训练序列”符号并搜索信号域，以便得到数据流长度、调制方式和码率。一旦检测到信号，而且CRC也没有错误，就开始卷积译码。如果帧校验失败，接收机将返回接收空闲状态，CCA状态也回到空闲。
?如果PLCP适配头信息接收成功，物理层就向MAC层发出一个带接收参数的请求开
始接收（PHY_RXSTART. Indication（RXVECTOR），通知MAC层准备接收数据。该
原语相关的RXVECTOR参数包括信号域、长度域等。
物理层不断将收到的PSDU数据按8bit一组重建后，通过一系列的PHY_DATA. Indication（DATA）原语，完成数据向MAC层的传递
IEEE 802.11a PLCP子层
1. PLCP帧结构
PLCP前导序列：用于获得引入的OFDM 信号和序列，并使解调同步。采用BPSK-OFDM的调制方式，卷积编码为1/2,速率为6Mbps。
?12个训练序列：
?10个短训练序列-自动增益控制和粗频偏估计
?2个长训练序列-精确频偏估计
信号：24bit
?速率4bit-速率和编码
?预留1bit
?长度12bit-PSDU中的字节数，1~4095
?校验1bit-奇偶校验
?6bit尾比特-刷新卷积编码器
数据域：
?服务-16bit，前7bit为0，初始化扰码器，后9bit保留用
?PSDU数据
?6bit全部是加在PPDU后的0，保证卷积回归0状态。
?数据部分的比特数是每OFDM符号的编码比特数的整数倍（48，96，192，
288），因此，信息的长度必须扩展为OFDM符号的整数倍。
?N sym=[（16+8*Length+6）/N DBPS]
?N DATA= N sym*N DBPS
?N pad = N DATA –(16+8*Length+6)
信号（SIGNAL）符号中的尾bit的作用:
当接收机收到这些尾bit后，立即开始对速率（RATE）字段和长度（LENGTH）字段进行解码。这两个字段的内容在对收到的PPDU中的数据（DATA）部分解码时至关重要。
通过这两个字段的内容，可以预测数据包的发送持续时间，这样，即使接收站点并不支持当前数据速率，也能增强CCA（空闲信道评估）机制的能力。
PPDU的编码过程
PPDU的编码过程非常复杂，下面将介绍其详细步骤。
生成前导码。先是重复10次的短培训序列（用于接收机的自动增益控制AGC收敛、分集
接收选择、定时捕捉和粗频捕捉），然后插入一个保护间隔（GI），再加上2个重复的长培训序列（用于接收机的信道评估、精频捕获。
生成PLCP头信息。从TXVECTOR（来自PHY_TXSTART.request指令所带的参数）中取出速率（RATE）、信息长度（LENGTH）和业务（SERVICE）字段，将其填入正确的位字段中。PLCP 头信息中的RATE和LENGTH字段用R=1/2码率的卷积码编码，然后映射为一个单独的BPSK 编码的OFDM符号，称作信令（SIGNAL）符号。为了便于可靠及时地检测到RATE和LENGTH 字段，还要在PLCP头信息中插入6个“0”尾bit。把信令（SIGNAL）字段转变为一个OFDM 符号的过程为：卷积编码、交织、BPSK调制、导频插入、傅里叶变换以及预设保护间隔（GI）。注意，信令（SIGNAL）字段的内容未进行扰码处理。
根据TXVECTOR中的RATE字段，计算出每个OFDM符号中将包含的数据bit的位数(N DBPS)、码率（R）、每个OFDM子载频上的数据bit数（N BPSC）和每个OFDM符号中的已编码bit的个数（N CBPS）。
将PSDU加在业务（SERVICE）字段的后面形成bit串，并在该bit串中加入至少6位“0”bit 使得最终长度为N DBPS的倍数。这个bit串就构成了PPDU包的数据部分。
用一个伪随机非零种子码进行扰码，产生一个不规则序列，然后与上述的已扩展数据bit 串进行逻辑异或（XOR）处理。
用一个已经过扰码处理的6位“0”bit替换未经扰码处理的6位“0”bit（这些bit叫作“尾bit”，它们使卷积编码器返回“零状态”）。
用卷积编码器对已扰码的数据串进行编码。按照特定的“穿刺模本”从编码器的输出串中剔掉一部分bit，以获得需要的码率。
把已编码的bit串分组，每组含N DBPS个bit。按照所需速率对应的规则，对每组中的bit进行交替处理（也就是重新排序）。
再把已编码并做过重新排序处理数据串进行分组，每组含N DBPS个bit。对每一个组，都按IEEE802.11a标准文本中给定的编码表转换为一个复数。
把复数串进行分组，每组有48个复数。如此处理后的每个组对应为一个OFDM符号。在每个组中，复数值分别为从0到47，并分别被映射到已用数字标号的OFDM的子载频上。这些子载频的号码是：-26到-22，-20到-8，-6到-1，1到6，8到20，22到26。剩下的-21，-7，7和21被跳过，它们将被用作插入导频的子载频。中心频率对应的子载频0被剔除，并被填上了一个零值。
在-21，-7，7和21四个位置对应的子载频上，插入四个导频。这样全部子载频数就是52（48＋4）。
对每个组中-26到26的子载频，用反向傅里叶变换将其变换到时域。将傅里叶变换后的波形做循环扩展，形成保护间隔（GI）。用时域窗技术从这个周期性波形中截出长度等于一个OFDM符号长度的一段。
在表示速率和数据长度的信令（SIGNAL）字段后面，把OFDM符号一个接一个加上。
按照所需信道的中心频率，把得到的“复数基带”波形向上变频到射频并发射
信号域
由24个bit组成,4个bit（0~3）生成速率，bit4预留，bit5~bit16为长度域。
采用BPSK调制和1/2的卷积编码，使用6Mbps的数据传输速率
数据域
数据(DATA)域包含服务（SERVICE ）域、PSDU、尾比特域和填充比特。
服务域：有16bit，显示为0~ 15。Bit0首先传输，Bit0~bit6用来初始化解扰码器，后9bit 保留用，全置为0。
尾比特域：PPDU后的尾比特6bit全部是“0”，保证卷积解码器回归“0”状态。
填充比特：数据域比特应该是N CBPS的整数倍，即一个OFDM符号的编码比特数（48，96，192，288）的整数倍。
射频信道带宽峰值数 据速率 典型的数 据速率 研究组 织 最大并发 用户 调制类型 2G IS-95 1.25MHz 1.228 Mcps 2.4Kbps， 4.8Kbps 电信工 业协会 64 正交扩频 BPSK GSM 200KHz 270.833 Kbps9.6Kbps 欧洲电 信运营 者和制 造厂家 组成的 标准委 员会 8 GMSKBT =0.3 IS-136 &PDC 30KHz [25KHz 用于 PDC] 48.6 Kbps11.2Kbps 美国电 子工业 协会和 通信工 业协会 （EIA 和 TIA） 3 PDC 20帧内支 持6个用 户 DQPSK π /4DQPSK 2.5G IS-95B 1.25MHz 64 Kbps64Kbps 64 正交扩频 BPSK HSCSD 200KHz 57.6 Kbps9.6Kbps GSM 的运营 商 单用户GMSK
2.5G GPRS 200KHz 171.2 Kbps 115 Kbps GSM 的运营 商 多用户 π /4DQPSK EDGE 200KHz 384 Kbps 144 Kbp GSM， IS-136 的运营 商 单用户GSMK, 8-PSK 3G CDMA 2000 1.25MHz 307 Kbps 2Mbps 国际电 信联盟 ITU 是 2GCDMA 用户数的 2倍 多载波技 术 W-CDMA 5MHz 2.048 Mbps 8Mbps 国际电 信联盟 ITU 100~350 直接序列 扩频 TD- SCDMA 1.6MHz 384 Kbps 超过 384Kbps 国际电 信联盟 ITU 一个高速 用户或者 几个低速 用户 直接序列 扩频 习题2.5 1.IS-136是2G通信标准，其每30KHz支持3个用户时隙，能在一定程度上 满足用户的需求，但随着技术的发展，人们对通信的要求也越来越高，传统的2G已不能满足人们的需要，就需要我们来寻求更方便快捷的通信方式。 2.GSM平台上发展起来的第三代移动通信标准W-CDMA能够保证对GSM， IS-136，PDC TDMA技术以及多种2.5G TDMA技术的后向兼容，它保留了网络结构和比特级的GSM数据封装，通过新的CDMA空中接口标准提供了更强的网络能力和带宽。
短距离无线通信技术的时代背景 我们已经真正进入一个无线技术无所不在的时代。手机通话、短信息通信无处不在；GPS导航系统为我们导航指路；无线智能家居设备、无线故障监测系统、农作物环境监测控制系统等典型应用，让我看到无线技术不断发展和不断扩大，无线技术正不断改变我们的生活方式，使人们的生活更加舒适、美好、安全。对于无线系统来说，是以天线为载体发送接收无线电波来实现信息地正确发送和接收，发射时，把高频电流转化为电波；接收时，把电波转换为高频电流。依据频谱不同，各国的无线电管理机构都对RF频道的使用进行了相应的管理。而频道管理最基本的规则是无线收发器的使用需要获得许可，同时也规定了一些无须许可的免费频带，也称ISM频带，以满足不同的需要。目前，我国可以使用的ISM 频率为433MHz和2.4GHz。此外，在我国整个低于135Khz的频带也都是免费的。而ISM频带在欧洲所分配到的频率为433MHz、868MHz、2.4GHz。 无线通信系统可分为长距离无线通信系统和短距离无线通信系统。典型的长距离无线通讯系统主要包括发送终端、接收终端和中继站。其中发送终端向外界发送数据信息，随着距离的增加，需要中继站来提高信号传输质量，接收终端把信息接收下来并进行分析、处理以备使用。长距离无线通讯系统，广泛应用于军事、交通、电台、石油勘探等领域。但长距离无线通讯系统的最大特点是通讯距离一般在几十米到几千公里，但大部分需要申请固定的无线频道，需要交纳使用费用。短距离无线通信系统，是随着数字通信和计算机技术的不断发展而产生的，短距离无线通信和长距离无线通信有很多不同之处，主要有无线发射功率低适合电池供电，一般功率在几1mW到小于10mW，通信距离从几厘米到几百米，使用全向天线或PCB天线，不受环境阻隔影响，一般工作在ISM频段等优点。主要应用于室内无线信息交换。典型应用包括射频身份识别（RFID）系统、无线局域网、无线条码阅读器、无线安全系统等。同时，在现代网络技术中，以太网是一种采用CSMA/CD访问机制，基于总线型的局域网，以其高度灵活、相对简单、易于实现等显著特点，成为当前最重要、最广泛采用的局域网技术。随着无线技术的发展，很多专家提出了以太网在无线领域的逻辑扩展思想，形成由许多独立的无线节点通过无线电波相互信息交换的无线通信网络。时代需要速度更快、互操作更方便以及更安全可靠的无线网络，Nordic VLSI ASA Freascale、Atmel等具有国际影响力的IC生厂商都相继推出了新一代短距离无线数据通信收发芯片，以nRF905、CC1100、Jennic为主流的无线芯片性能得到了很大提高，最新的无线收发芯片将全部无线通信需要的调制/解调芯片、高/低频放大器等全部集成在芯片中，使外围器件大幅度减少，很容易与各种型号微控制器连接实现高可靠性无线通信，使开发无线产品成本大大降低，开发难度更简单，应用更广泛，嵌入式无线通信和无线网络将逐步取代现有的有线通信和有线网络，无线技术将展示其巨大的影响力，必将掀起一场的新的技术浪潮。 短距离无线通信技术的典型应用领域 (1)检测监控类：车辆管理系统、遥控引爆、工业遥控、无线鼠标键盘、遥测、航模控制器、无线抄表、门禁系统、安全防火系统；
短距离无线通信技术 1.1短距离无线通信 以信号有效接发/传输距离为标志区分各种无线技术，由于技术不断融合和发展，具体 技术的应用围也会动态变化。 WWAN 无线广域网 WMAN 无线城域网 WLAN 无线局域网 WPAN 无线个域网 无线基站（信源） 发送/接收 蜂窝通讯技术 2G/3G/4G GPRS EDGE LTE …… WiMax Wibro（国） 802.16 WIFI WAPI 802.11 Bluetooth UWB Zigbee …… RFID NFC IrDA 中、长距离无线通信，卫星通信和长波、 短波则能实现超长距离无线通信 短距离无线通信，NFC则被视为非接触超 短距离无线通信 WIFI IrDA Zigbee Bluetooth UWB NFC RFID 通信模式点对点网状单点对多点点对点 通信距离0~100m 0~1m 10m~75m 0~10m 0~10m 0~20cm 0~50m 传输速度54Mbps 1Mbps 10K~250Kbps 1Mbps 53.3~480M 424Kbps 安全性低低中高高极高高 频段 2.4GHz 2.4GHz 868MHZ欧洲 915MHz美国 2.4GHz 3.1~10.6G 13.56MHz 多频段 国际标准802.11b 802.11g 无802.15.4 802.15.1x 无ECMA340 ECMA352 成本高低极低低高低低 1.1.1WLAN WIFI是WLAN的主流技术标准，应用中常把WIFI与WLAN等价，其实这并不严谨，例如，中国对WLAN强制执行自有知识产权的WAPI标准。 WLAN应用的标准协议是802.11，这是一个庞大的协议家族。 802.11是WLAN原始标准，WIFI应用802.11b标准，可向11g、11n升级。有兴趣的可
广州大学 无线网络与移动计算课程作业 学院：计算机科学与教育软件学院 班别：软件工程125班 姓名：陈炜坤 学号：1206100099
短距离无线通信技术综述 摘要：随着通信技术和网络的飞速发展，无线通信技术开始在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,其中作为无线通信技术的重要分支——短距离无线通信技术由于在技术，成本以及实用性上的巨大优势，越来越受到人们的重视。本文主要介绍短距离无线通信领域中的几种关键技术,包括蓝牙，802.11（Wi-Fi），紫蜂技术和ＵＷＢ技术，并简要介绍了它们的发展状况和应用领域。 关键字：短距离无线通信，蓝牙，Wi-Fi，红外数据传输，紫蜂技术，超宽带技术 一 .引言 随着Internet，多媒体和无线通信技术的飞速发展，无线通信技术具有巨大的发展潜能和商业价值。作为无线通信技术的重要分支,短距离无线通信技术更是凭借自己独有的特性受到人们的关注。 短距离无线通信包含如下特征：首先，它的通信距离很短，一般在百米范围之内，只适合小区域使用。由于距离较短，传输过程中遇到障碍物的几率较小，所以可以用较小的发射功率发射信号，功耗低；其次，对等通信是短距离无线通信的重要特性，它不需要中转设备，可以在发送端和接受端直接进行数据的传输，方便快捷；最后，成本低廉，节省了布线资源。 二 .短距离无线通信技术的分类和应用 简单的说，一个典型的短距离无线通信系统主要由两部分组成，即无线发射机和无线接收机。目前应用广泛的无线通信技术包括蓝牙(Bluetooth),802.11(Wi-Fi),红外数据传输(IrDA),紫蜂(Zigbee)超宽带技术(UWB)等。 1. 蓝牙(bluetooth) 蓝牙是由爱立信公司于1994年首先提出的一种工作在2.4GHz频段的短距离无线通信技术规范，它的有效范围在10m以内。在此范围内，运用蓝牙技术可以实现多台设备的无线互联并以1Mb/s的速度进行信息传输。它主要分为主设备和从设备，其中主设备是在组网连接中主动发送连接请求的设备，而从设备是被连接的设备，几个蓝牙设备连接成一个微微网，微微网是蓝牙最基本的网络形式，多个微微网在时间和空间的复用组成了更加复杂的网络拓扑结构，成为散射网[1]。 蓝牙具有低成本高速率的特点,目前主要应用在数据输入,外围设备连接以及无线局域网中,在日常生活中,蓝牙产品涵盖PC,移动电话,汽车电子,家用电器和工业设备等领域,应用十分广泛。
无线通信原理通俗解读 刚出校门的两个小伙子到了偶部门，皈依了偶门下。嘿嘿，偶也算带了两徒弟。 徒弟A很好学，刚来就满脸天真地问了偶一个很简单的问题：“师傅，手机之间是怎样通信的啊？” #￥%%%……##%T##@@@@@&&&@ MY GOD!这我要能解释清楚我为啥不去高通、爱立信混啊！想想也罢，咱虽然不懂大道理，皮毛还是懂一点的，就跟徒弟来个通俗版的解释，算引徒弟入门吧。 我：“徒弟，你说这手机是咋实现通信的啊？” 徒弟：“这个。。。。@@%%￥#” 我：“小样，没吃过猪肉总见过猪跑吧。你家以前有过韶峰电视机吧，傻傻地竖着两根天线，它的电视信号哪里来的呢？” 徒弟：“哦，我明白了，我家就住在县城里，县城最高的山上竖了一个高高的发射塔，电视信号就从那里来的。敢情这手机就是缩水版的电视，基站就是那山寨版的电视发射塔啊” PIA!PIA!PIA!徒弟脑门上挨了偶三戒尺 偶怒道：“啥叫山寨版，偶们的基站比那鸟电视发射台可牛B多了，给你三戒尺！不过你能领悟到两者的共同点，也算孺子可教” 徒弟：“咱单位可真会浪费钱啊，俺们县城就一个电视发射塔，××联通居然有500个基站。师傅，这是为了拉动内需么？” PIA!PIA!PIA!又是三戒尺 偶：“脑子咋这么不开窍呢，光知道相同的地方，这两者有啥不同呢。比如说你的手机不光收到××***给你发的垃圾短信，你也给别人发垃圾短信，比如～师傅我。而电视的话，你只有收西西TV信号的份，可甭想给人家发什么” 徒弟顿悟“电视是单向的，只有收没有发；而手机是双向的，既有收又有发。” “那为什么××TV一个发射塔就够了，而偶们要500个基站呢”偶启发道 “这个～～～～俺还是不知道”徒弟很尴尬 “你不是最爱看抗ri谍战片么，谈谈那里面的电台” “恩，这个我了解。谍战片里也有手机嘛@%%恩，那个叫电台。发报人抱着一个保险箱大小的终端，那玩意功率大啊，信号能从中国传到日本，也不用电池的。没看见敌特抓我们的地下党都是采取分片停电么，停了电要是信号没了，就去那里抓人嘛，可这个与多少个基站有啥关系”徒弟有点疑惑 “呵呵，终端个头越大发射功率就越大啊，电磁波传送距离也就越远啊。电台时代在日本拉根天线就能收到中国的信号，你看～～保险箱就是强大啊！可是咱不是地下党啊，咱出门要打电话不能抱一个保险箱啊，那玩意那么沉，中国移动还不得改名叫‘中国移不动’。后来大哥大不就应运而生么，那玩意～～砖头似的，酷毙了，既能打电话又能拿来拍人后脑勺，
短距离无线通讯（芯片）技术概述 一、各种短距离无线通信使用范围与特性比较 无线化是控制领域发展的趋势，尤其是工作于ISM频段的短距离无线通信得到了广泛的应用，各种短距离无线通信都有各自合适的使用范围，本文简介几种常见的无线通讯技术。 关键字：短距离无线通信，红外技术，蓝牙技术，802.11b，无线收发 工业应用中，现阶段基本上都是以有线的方式进行连接，实现各种控制功能。各种总线技术，局域网技术等有线网络的使用的确给人们的生产和生活带来了便利，改变了我们的生活，对社会的发展起到了极大的推动作用。有线网络速度快，数据流量大，可靠性强，对于基本固定的设备来说无疑是比较理想的选择，的确在实际应用中也达到了比较满意的效果。但随着射频技术、集成电路技术的发展，无线通信功能的实现越来越容易，数据传输速度也越来越快，并且逐渐达到可以和有线网络相媲美的水平。而同时有线网络布线麻烦，线路故障难以检查，设备重新布局就要重新布线，且不能随意移动等缺点越发突出。在向往自由和希望随时随地进行通信的今天，人们把目光转向了无线通信方式，尤其是一些机动性要求较强的设备，或人们不方便随时到达现场的条件下。因此出现一些典型的无线应用，如：无线智能家居，无线抄表，无线点菜，无线数据
采集，无线设备管理和监控，汽车仪表数据的无线读取等等。1．几种无线通信方式的简介 生产和生活中的控制应用往往是限定到一定地域范围内，比如：主机设备和周边设备的互联互通，智能家居房间内的电器控制，餐厅或饭店内的无线点菜系统，厂房内生产设备的管理和监控等0～200米的范围内，本文着重探讨短距离无线通信实用技术，主要有：红外技术，蓝牙技术，802.11b无线局域网标准技术，微功率短距离无线通信技术，现简介如下： 1.1 红外技术 红外通信技术采用人眼看不到的红外光传输信息，是使用最广泛的无线技术，它利用红外光的通断表示计算机中的0-1逻辑，通常有效作用半径2米，发射角一般不超过20度，传统速度可达4 Mbit/s，1995年IrDA（InfraRed Data Association）将通信速率扩展到的高达16Mbit/s ，红外技术采用点到点的连接方式，具有方向性，数据传输干扰少，速度快，保密性强，价格便宜，因此广泛应用于各种遥控器，笔记本电脑，PDA，移动电话等移动设备，但红外技术只限于两台设备通讯，无法灵活构成网络，而且红外技术只是一种视距传输技术，传输数据时两个设备之间不能有阻挡物，有效距离小，且无法用于边移动边使用的设备。 1.2 蓝牙技术 蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，它采用无线电射频技术实现设备之间的无线互连，有穿透能力，能够全方位传送，主要面对
一、选择题 1?用光缆作为传输的通信方式是_A ____ A有限通信B明显通信C微波通信D无线通信 2.下列选项屮_A—不属于传输设备 A电话机B光缆C微波接收机D同轴电缆 3?网状网拓扑结构中如果网络节点数为6,则连接网络的链路数为_D ________ A10 B 5 C6 D15 4.目前我国的电信网络是_C_级网络结构 A7 B5 C 3 D2 5.国际电信联盟规定话音信号牌的抽样频率为_D_ A3400HZ B5000HZ C6800HZ D8000HZ 6?下列_C_号码不属于我国常用的特殊号码业务。 A110 B122 C911 D114 7.PCM30/32路系统采用的是_B _____ 多路复用技术。 A频分多路复用技术B时分多路复用技术C波分多路复用技术D码分多路复用技术8?我国7号信令网采用的是_C_级网络结构。 A7 B5 C3 D2 9.下列哪两种数字数据编码方式会积累直流分量（多选）_A,C_ A单极性不归零码B双极性不归零C单极性归零码D双极性归零码 10.下列哪种数据交流形式不属于分组交换_A_ A电路交换B ATM交换CIP交换D MPLS交换 11?传统微波频段，频率范围为_D _____ A30~300HZ B30K~300KHZ C300K~3000KHZ D300M~300GHZ 12.下列哪种传输方式不属于无线电波的多径传输方式_B _____ A地波B宁宙射线C对流层反射波D B由空间波 13.关于微波通信补偿技术屮，下列哪项不属于常用的分集接收技术_D_ A频率分集B空间分集C混合分集D时间分集 14.卫星通信的工作频段屮，C频段的工作频段为6/4GHZ,下列哪项关于C频段的表述是正 确的___ C ___ A工作频段为4~6GHZ B工作频段为1.5GHZ C上行频率为6GHZ,下行频率为4GHZ D上彳丁频率为4GHZ,下彳丁频率为6GHZ 15.为保证同步卫星的可通信区域，地球站天线的仰角应为_B ______ AO B5 C大于0 D大于5 正在建设的我国第二代北斗系统是由_A_颗卫星组成 A35 B5 C3 D30 17.ADSL技术采用的是—A_复用技术 A频分复用技术B时分复用技术C波分复用技术D码分复用技术 18.下列哪种xDSL技术是上、下行速率对称的_C— A VDSL B ADSL C SDSL D RADSL 19.ADSL信道传输速率是_C ____ A上行最高1.6Mbits/s,下彳丁最高13Mbits/s B上彳丁最高2.3Mbits/s,下彳丁最高2.3Mbits/s C上行最高IMbits/s,下行最高12Mbits/s D上行最高2Mbits/s,下行最高2Mbits/s
第一章绪论 1.1以无线广播和电视为例，说明图1-1模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么 在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波 1.2何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么 数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的 1.3何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点 传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强； 2.传输差错可以控制； 3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理； 4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化； 5.设备便于集成化、微机化。数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低； 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。 1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么 数字通行系统的模型见图1-4所示。其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。1-5按调制方式，通信系统分类？ 根据传输中的信道是否经过调制，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输系统。 1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类？ 按信号特征信道中传输的信号可分为模拟信号和数字信号，相应的系统分别为模拟通信系统和数字通信系统。 1-7按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 频分复用，时分复用，码分复用。 1-8单工，半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释他们的工作方式并举例说明他们是按照消息传递的方向与时间关系分类。单工通信是指消息只能单向传输的工作方式，通信双方只有一个进行发送，另一个只能接受，如广播，遥测，无线寻呼等。半双工通信指通信双方都能进行收发信息，但是不能同时进行收发的工作方式，如使用统一载频的普通对讲机。全双工通信是指通信双方能同时进行收发消息的工作方式，如电话等。 1-9通信系统的主要性能指标是什么？ 分为并行传输和串行传输。并行传输是将代表信息的数字信号码元以组成的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输，其优势是传输速度快，无需附加设备就能实现收发双方字符同步，缺点是成本高，常用于短距离传输。串行传输是将代表信息的数字码元以串行方式一
几种短距离无线通信技术对 比 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
短距离无线通信技术比较 近年来，各种无线通信技术迅猛发展，极大的提供了人们的工作效率和生活质量。然而，在日常生活中，我们仍然被各种电缆所束缚，能否在近距离范围内实现各种设备之间的无线通信？ 纵观目前发展较成熟的几大无线通信技术主要有ZigBee;蓝牙(Bluetooth)，红外(IrDA)和无线局域网802.11(Wi-Fi)。 同时还有一些具有发展潜力的近距离无线技术标准，它们分别是：超宽频(UltraWideBand)、短距离通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、无线139和专用无线系统等。它们都有各自立足的特点，或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求; 或着眼于距离的扩充性;或符合某些单一应用的特殊要求;或建立竞争技术的差异优化等。但没有一种技术完美到可以满足所有的要求。 蓝牙技术 蓝牙技术诞生于1994年，Ericsson当时决定开发一种低功耗、低成本的无线接口，以建立手机及其附件间的通信。能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHz ISM频段，提供1Mbps的传输速率和10m的传输距离。该技术还陆续获得PC行业业界巨头的支持。 1998年，蓝牙技术协议由Ericsson、IBM、Intel、NOKIA、Toshiba等五家公司达成一致。蓝牙协议的标准版本为802.15.1，由蓝牙小组(SIG)负责开发。802.15.1的最初标准基于1.1实现，后者以构建到现行很多蓝牙设备中。新版802.15.1a基于等同于蓝牙1.2标准，具备一定的Qos特性，并完整保持后项兼容性。 但蓝牙技术遭遇最大的障碍在于传输范围受限，一般有效的范围在10米左右，抗干扰能力不强、信息安全问题等问题也是制约其进一步发展和大规模应用的主要因素。因此业内专家认为蓝牙的市场前景取决于蓝牙能否有效地解决上述制约难题。 IrDA技术 IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，是第一个实现无线个人局域网(PAN)的技术。目前它的软硬件技术都很成熟，在小型移动设备，如：PDA、手机上广泛使用。起初，采用IrDA标准的无线设备仅能在1m范围内以115.2kb/s速率传输数据，很快发展到4Mb/s以及16Mb/s的速率。
1 FFD通常有的工作状态。A.主协调器 B.协调器 C.终端设备 2 Zigbee技术的优点。近距离低复杂度低数据速率 3作为ZigBee技术的物理层和媒体接入层的标准协议是802.15.4 4 Zigbee每个协调点最多可连接255个节点。Zigbee网络最多可容纳65535个节点。 5 ZigBee网络中传输的数据可分为哪几类周期性，间歇性，反复性的、反应时间低的数据6支持Zigbee短距离无线通信技术的是Zigbee联盟 7 WPAN的特点。A有限的功率和灵活的吞吐量C网络结构简单D成本低廉 8 Zigbee体系结构。 物理层（PHY） 物理层定义了物理无线信道和MAC 子层之间的接口，提供物理层数据服务和物理层管理服务。-物理层数据服务从无线物理信道上收发数据。-物理管理服务维护一个由物理层相关数据组成的数据库。 物理层功能 1)ZigBee 的激活；2)当前信道的能量检测；3)接收链路服务质量信息；4)ZigBee 信道接入方式；5)信道频率选择；6)数据传输和接收。 MAC 层 MAC 层负责处理所有的物理无线信道访问，并产生网络信号、同步信号；支持PAN 连接和分离，提供两个对等MAC 实体之间可靠的链路。_MAC 层数据服务：保证MAC 协议数据单元在物理层数据服务中正确收发。MAC 层管理服务：维护一个存储MAC 子层协议状态相关信息的数据库。 MAC 层功能 1）网络协调器产生信标；2）与信标同步；3）支持PAN(个域网)链路的建立和断开；4）为设备的安全性提供支持；5）信道接入方式采用免冲突载波检测多址接入(CSMA-CA)机制；6）处理和维护保护时隙(GTS)机制；7）在两个对等的MAC 实体之间提供一个可靠的通信链路。 网络层（NWK） ZigBee 协议栈的核心部分在网络层。网络层主要实现节点加入或离开网络、接收或抛弃其他节点、路由查找及传送数据等功能，支持Cluster-Tree 等多种路由算法，支持星形（Star）、树形（Cluster-Tree）、网格（Mesh）等多种拓扑结构。 网络层功能： 1)网络发现；2)网络形成；3)允许设备连接；4)路由器初始化；5)设备同网络连接；6)直接 将设备同网络连接；7)断开网络连接；8)重新复位设备；9)接收机同步；10)信息库维护。安全层（SSP）(Security Service Provider) 安全层是Zigbee独立开发出来进行信息安全验证的功能模块，在OSI和TCP/IP模型中都没有体现。它主要负责实现信息交换的密钥管理、密钥存取等功能。 应用程序接口（API） ZigBee 应用层框架包括应用支持层(APS)、ZigBee 设备对象(ZDO)和制造商所定义的应用对象。应用支持层的功能包括：维持绑定表、在绑定的设备之间传送消息。所谓绑定就是基于两台设备的服务和需求将它们匹配地连接起来。 ZigBee 设备对象的功能包括：定义设备在网络中的角色(如ZigBee 协调器和终端设备)，发起和响应绑定请求，在网络设备之间建立安全机制。ZigBee 设备对象还负责发现网络中的设备，并且决定向他们提供何种应用服务。ZigBee 应用层除了提供一些必要函数以及为网络层提供合适的服务接口外，一个重要的功能是应用者可在这层定义自己的应用对象。
短距离无线通信场指的是 100m 以内的通信，主要技术包括 Wifi、紫蜂(Zigbee)、蓝牙技术(Bluetooth)、超宽带技术(Ultra-wideband ,UWB)、射频识别技术(Radio Frequency IDentification ,RFID)以及近场通信(Near Field Communication,NFC)等类型。低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品尤其是便携产品的强烈要求，作为无线通信技术重要分支的短距离无线通信技术正逐步引起越来越广泛的关注。各国也相应地制定短距离通信技术标准，特别是RFID 和 NFC 在物联网、移动支付和手机识别方面的应用标准，例如主要的RFID 相关规范有欧美的 EPC 规范、日本的 UID(Ubiquitous ID)规范和 ISO 18000 系列标准。中国政府也高度重视短距离通信的发展，制定了一系列的政策来扶持短距离通信产业。例如科技部、工信部联合 14 部委制订的《中国 RFID 发展策略白皮书》等。此外，包括诺基亚、英特尔、IBM、东芝、华为、中兴和联想等众多企业也积极参与到短距离无线通信中各技术的研究中。 1、Wi-Fi技术 Wi-Fi(Wireless Fidelity,无线高保真)是一种无线通信协议（），Wi-Fi的传输速率最高可达11Mb/s，虽然在数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，但在无线电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达100 m左右。 Wi-Fi是以太网的一种无线扩展，理论上只要用户位于一个接入点四周的一定区域内，就能以最高约11Mb/s的速率接入互联网。实际上，如果有多个用户同时通过一个点接入，带宽将被多个用户分享，Wi-Fi的连接速度会降低到只有几百kb/s，另外，Wi-Fi的信号一般不受墙壁阻隔的影响，但在建筑物内的有效传输距离要小于户外。 最初的规范是在1997年提出的，称为，主要目的是提供WLAN接入，也是目前WLAN的主要技术标准，它的工作频率是，与无绳电话、蓝牙等许多不需频率使用许可证的无线设备共享同一频段。随着Wi-Fi协议新版本如和的先后推出，Wi-Fi的应用将越来越广泛。速度更快的使用与相同的正交频分多路复用调制技术，它也工作在频段，速率达54Mb/s。根据最新的发展趋势判断，将有可能被大多数无线网络产品制造商选择作为产品标准。微软推出的桌面操作系统Windows XP和嵌入式操作系统Windows CE，都包含了对Wi-Fi的支持。 2、UWB技术 超宽带技术UWB（Ultra Wideband）是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。 UWB可在非常宽的带宽上传输信号，美国FCC对UWB的规定为：在～频段中占用500MHz以上的带宽。由于UWB可以利用低功耗、低复杂度发射/接收机实现高速数据传输，在近年来得到了迅速发展。它在非常宽的频谱范围内采用低功率
短距离无线通信技术你知道多少 随着Internet的飞速发展，从WAN到MAN，再到LAN，PAN，这些技术已逐渐成熟。目前，各类网络中最具增长潜力的是无线网络，许多机构会选择采用无线局域网（WLAN）来拓展他们的现有网络，获得在机构区域内部移动接入网络的能力。 怎样不通过电缆，摆脱物理连接上的限制，使设备互联起来呢？为了找到这个问题的答案，十多年来，人们不断探索，形成了当今令人眼花缭乱的无线通信协议和产品。其中，最流行的关于短距离无线数据通信的3个标准是蓝牙(Bluetooth),802.11(Wi-Fi)和IrDA。 1蓝牙 1．1蓝牙简介 爱立信在1994年开始研究一种能使手机与其附件（如耳机）之间互相通信的无线模块，4年后，爱立信、诺基亚、IBM等公司共同推出了蓝牙技术，主要用于通信和信息设备的无线连接。 蓝牙工作频率为2．4GHz，有效范围大约在10m半径内。在此范围内，采用蓝牙技术的多台设备，如手机、微机、激光打印机等能够无线互联，以约1Mb／s的速率相互传递数据，并能方便地接入互联网。随着蓝牙芯片价格和耗电量的不断降低，蓝牙已成为许多高端PDA和手机的必备功能。 1．2蓝牙技术的应用及市场展望 作为一种电缆替代技术，蓝牙具有低成本高速率的特点，他可把内嵌有蓝牙芯片的计算机、手机和多种便携通信终端互联起来，为其提供语音和数字接入服务，实现信息的自动交换和处理，并且蓝牙的使用和维护成本据称要低于其他任何一种无线技术。目前蓝牙技术开发重点是多点连接，即一台设备同时与多台（最多7台）其他设备互联。今后，市场上不同厂商的蓝牙产品将能够相互联通。 蓝牙技术的应用主要有以下3类： （1）语音／数据接入是指将一台计算机通过安全的无线链路连接到通信设备上，完成与广域网的联接。 （2）外围设备互连是指将各种设备通过蓝牙链路连接到主机上。 （3）个人局域网（PAN）如图1所示，主要用于个人网络与信息的共享与交换。 蓝牙产品涉及PC、笔记本电脑、移动电话等信息设备和A／V设备、汽车电子、家用电器和工业设备领域。蓝牙的支持者们预言说，一旦支持蓝牙的芯片变得非常便宜，蓝牙将置身于几乎所有产品之中，从微波炉一直到衣服上的纽扣。 蓝牙在个人局域网中获得了很大的成功，应用包括无绳电话，PDA与计算机的互联，笔记本电脑与手机的互联，以及无线RS232，RS485接口等。 采用蓝牙技术的设备使用方便，可自由移动。与无线局域网相比，蓝牙无线系统更小、更轻薄，成本及功耗更低，信号的抗干扰能力强。 IBM、索尼和东芝等公司已经推出同时支持蓝牙和802．11b的笔记本电脑。微软也表示，一旦支持蓝牙的外围设备开始问世，出现了足够多的设备驱动程序，他将在Windows XP 中增加对蓝牙的支持。韩国和台湾的许多公司也利用其在手机、电脑开发制造上的优势，积极介入蓝牙技术的研发，并不断有产品推出。可以预料，蓝牙技术将和PC、移动电话、数码相机一样迅速流行。 1
文献综述 通信工程 短距离无线通信技术综述 摘要：近年来，数字家庭，无线通信，无线控制，无线定位，无线组网和移动连接等词语频频映入我们的眼帘，短距离无线通信技术才逐渐进入我们的生活。正是由于IT产业的高速发展，网络的普及，家电的智能化以及单片机强有力的功能拓展，才使得它们逐渐来到我们身边，进入我们的生活。有增无减的相关信息报道足以预测这些新事物必将具有强大的生命力和广阔前景。 关键词：WirelessUSB技术；UWB；Bluetooth；Zigbee 1.引言 短距离无线通信技术的范围很广，在一般意义上，只要通信收发双方通过无线电波传输信息，并且传输距离限制在较短的范围内，通常是几十米以内，就可以称为短距离无线通[1]。人们注意到在同一幢楼内或在相距咫尺的地方,同样也需要无线通信。因此,短距离无线通信技术应运而生。目前,便携式设备间的网络连接使用的短距离无线通信技术主要有UWB超带宽、wrielessUSB技术、蓝牙(Bluetooth) 技术、zigbee等。下面叙述几种主要的短距离无线通信及其应用技术[2]。 2.短距离无线通信技术的特征 低成本、低功耗和对等通信，是短距离无线通信技术的三个重要特征和优势[3]。 首先，低成本是短距离无线通信的客观要求，因为各种通信终端的产销量都很大，要提供终端间的直通能力，没有足够低的成本是很难推广的。 其次，低功耗是相对其它无线通信技术而言的一个特点，这与其通信距离短这个先天特点密切相关，由于传播距离近，遇到障碍物的几率也小，发射功率普遍都很低，通常在１毫瓦量级[4]。 最后，对等通信是短距离无线通信的重要特征，有别于基于网络基础设施的无线通信技术。终端之间对等通信，无须网络设备进行中转，因此空中接口设计和高层协议都相对比较简单，无线资源的管理通常采用竞争的方式如载波侦听[5]。
第一章 1 短距离无线通信的特点 1)无线发射功率在uW到100mW量级 2)通信距离在几厘米到几百米 3)应用场景众多，特别是频率资源稀缺情况 4)使用全向天线和线路板天线 5)不需申请频率资源使用许可证 6)无中心，自组网 7)电池供电 2 频分复用和时分复用的特点和区别？ 频分复用（FDD）同时为用户和基站提供了无线电传输信道，这样可以在发送信号的同时接收到来的信号。在基站中，使用不同的发射天线和接收天线以对应分离的信道。然而在用户单元中，使用单个天线来传输和接收信号，并使用一种称为双工器的设备来实现同一天线上的信号传输与接收。对于FDD系统，发送和接收的信道频率至少要间隔标称频率的5%，以保证在廉价的制造成本下能够提供具备足够隔离度的双工器 时分复用（TDD）方式即在时间上分享一条信道，将其一部分时间用于从基站向用户发送信息，而其余的时间用于从用户向基站发送信息。如果信道的数据传输速率远大于终端用户的数据速率，就可以通过存储用户数据然后突发的方式来实现单一信道上的全双工操作。TDD只在数字传输和数字调制时才可以使用，并且对定时很敏感。 3 蜂窝移动电话系统的结构和各部分的作用？ 蜂窝电话系统为在无线覆盖范围内的、任何地点的用户提供公用电话交换网的无线接入。蜂窝系统能在有限的频带范围中于很大的地理范围内容纳大量用户，它提供了和有线电话系统相当的高通话质量。获得高容量的原因，是由于它将每个基站发射站的覆盖范围限制到称为“小区”的小块地理区域。这样，相距不远的另一个基站里可以使用相同的无线信道。一种称为“切换”的复杂的交换技术，确保了当用户从一个小区移动到另一个小区时不会中断通话。 一个蜂窝移动电话系统包括移动台、基站和移动交换中心（MSC）。移动交换中心负责在蜂窝系统中将所有的移动用户连接到公用电话交换网上，有时MSC也称为移动电话交换局（MTSO）。每个移动用户通过无线链路和某一个基站通信，在通话过程中，可能会切换到其他任何一个基站。移动台包括收发器、天线和控制电路，可以安装在机动车辆上或作为便携手机使用。基站包括几个同时处理全双工通信的发射机、接收机以及支持多个发送和接受天线的塔。基站担当者“桥”的功能，将小区中所有的通话通过电话线或微波线路连接到MSC.MSC协调所有基站的操作，并将整个蜂窝系统连接到PSTN上。ss 第二章 1 比较1G、2G、3G的各自传输的特点及其相应的技术。 1G主要用于模拟话音的传输，主要技术有NMT、AMPS、TACS 2G主要用于数字语音和低速率数据(小于64Kbps)的传输，主要的技术有GSM、PDC、D-AMPS 3G主要用于多媒体服务业务的传输，主要技术有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA
２当’熬薰。：烹．．孟专栏 无线通信在嵌入式系统中的应用讲座（２６） 短距离无线通信技术对比 １鼍述 ５幸 ＾线ｍ信＆＾们∞４＊十ｍ＊《米《ｍⅢ∞自 色．《脱物Ⅲ连挂ｒ自勺Ｒ“自ｍ地随时陆№№接＾目培《ｎ信ｎ，ｍ为目代仕台的～＃“Ⅻ∞求同时低功耗、礅Ⅻ化是＾们对｛前ｚ域《信Ｐ目￡苘≈悝＊Ｆ＊白勺《奉｝求．目ｎｍ《Ｗｉ线Ｍ信ⅢⅨ淅引《越来趣』＇＆∞＆意。 ‰《ｍｉ＆Ⅻ信拄￥的≈ｍｍｒ＃№意ＺＬ Ｒ∞ 自信收发Ⅸ＾ｍｎｔ＆№渡＊＃情ｎ ＂ｎ恃输Ⅲ自Ｒ“ 在轻《的范围内戟日ｕ称自《ｍ≈ｉ线№信 多年米．＾”Ｊ不断探索ｇｍＴｊ々々＾ｍ《《乩∞《ｍｍ＾《ｍ信冉“＃Ⅷ戈Ｐ“ ＃十＆Ⅲｍ自ＪⅡ＃Ｂ＃ 自连¨‰Ⅲ目＊线＃据ｍ惦“８☆５＂ｎ刖ｇ＃＃｛Ｚｉｇ Ｂｅｅ｝ｚ线《＊（ｗｌ—Ｆｉ）、＆圩ｆＢ１¨【帅ｍ）扫宽＊（ＩＪＷＢ）自
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短距离无线传输系统设计 [摘要]在一般意义上，只要通信收发双方通过无线电波传输信息，并且传输距离限制在较短的范围内，通常是几十米以内，就可以称为短距离无线通信。PT2262是红外遥控编码器，PT2272是其接收解码器,两者常常配对使用，现已用于汽车门控、遥控门锁、门禁管理、数字通信等领域，也可用于传送数字信息。从PT2262、PT2272发射和接收的信号特征入手，利用AT89C51单片机控制，实现短距离无线传输，从而使其应用于数字通信、智能化控制等领域。 [关键词]无线通信；PT2262/PT2272；单片机 [中图分类号]TN702 [文献标志码] A
Automatic timing device design [Abstract]In general sense, as long as the communication and information transmission via radio waves, and the transmission distance is limited in a shorter range, is usually dozens of meters, can be referred to as the short distance wireless communication. Infrared remote control encoder is PT2262 and PT2272 as its receiver decoder, both matching use, often has been used in car door control, remote control door lock, the entrance guard management, digital communications and other fields, can also be used to transmit digital information. From PT2262 and PT2272 of the transmit and receive signal characteristic, by using AT89C51 single chip microcomputer control, realizes the short distance wireless transmission, so that its applications in digital communications, intelligent control and other fields. [Key words] short distance wireless communication；PT2262/PT2272；single-chip 目录 任务书 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 摘要 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 2