短距離無線通信技術的發展與應用

短距離無線通信技術的范圍很廣，在一般意義上，只要通信收發雙方通過無線電波傳輸信息，并且傳輸距離限制在較短的范圍內，通常是幾十米以內，就可以稱為短距離無線通信。

1.短距離無線通信技術的特征

首先，低成本是短距離無線通信的客觀要求，因為各種通信終端的產銷量都很大，要提供終端間的直通能力，沒有足夠低的成本是很難推廣的。

其次，低功耗是相對其它無線通信技術而言的一個特點，這與其通信距離短這個先天特點密切相關，由于傳播距離近，遇到障礙物的幾率也小，發射功率普遍都很低，通常在1毫瓦量級。

最后，對等通信是短距離無線通信的重要特征，有別于基于網絡基礎設施的無線通信技術。終端之間對等通信，無須網絡設備進行中轉，因此空中接口設計和高層協議都相對比較簡單，無線資源的管理通常采用競爭的方式(如載波偵聽)。

2.主流的短距離無線通信技術

目前幾種主流的短距離無線通信技術包括：高速WPAN技術；UBW高速無線通信技術，包括MB-OFDM、DS-UWB；WirelessUSB技術，WirelessUSB是一個全新無線傳輸標準，可提供簡單、可靠的低成本無線解決方案，幫助用戶實現無線功能。此外，還有低速WPAN技術和IEEE802.15.4/Zigbee，ZigBee是一種低速短距離無線通信技術。它的出發點是希望發展一種拓展性強、易建的低成本無線網絡，強調低耗電、雙向傳輸和感應功能等特色。ZigBeePHY和MAC層由IEEE802.15.4標準定義。IEEE802.15.4a是作為802.15.4的一個補充，其物理層的標準可能采用低速UWB技術。藍牙底層(PHY層和MAC層)協議的標準版本為IEEE802.15.1，大多數標準的制訂工作還是由藍牙小組(SIG)負責。RFID是一種非接觸的自動識別技術，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合(電感或電磁耦合)傳輸特性實現對被識別物體的自動識別。RFID技術的發展得益于多項技術的綜合發展，包括芯片技術、天線技術、無線技術、電磁傳播技術、數據交換與編碼技術等。一套典型的RFID系統由電子標簽、讀寫器和信息處理系統組成。電子標簽與讀寫器配合完成對被識別對象的信息采集功能；信息處理系統則根據需求承擔相應的信息控制和處理工作。

3.短距離無線通信的應用發展情況

高速WPAN，目前主要應用于連接下一代便攜式消費電器和通信設備。它支持各種高速率的多媒體應用、高質量聲像配送、多兆字節音樂和圖像文檔傳送等。

低速WPAN，主要用于家庭、工廠與倉庫的自動化控制，安全監視、保健監視、環境監視，軍事行動、消防隊員操作指揮，貨單自動更新、庫存實時跟蹤以及游戲和互動式玩具等方面的低速應用。

根據工作頻率的不同，RFID系統大體分為中低頻段和高頻段兩類，典型的工作頻率為135kHz以下、13.56MHz、433MHz、860MHz～960MHz、2.45GHz和5.8GHz等。不同頻率RFID系統的工作距離不同，應用的領域也有差異。低頻段的RFID技術主要應用于動物識別、工廠數據自動采集系統等領域；13.56MHz的RFID技術已相對成熟，并且大部分以IC卡的形式廣泛應用于智能交通、門禁、防偽等多個領域，工作距離小于1m。較高頻段的433MHzRFID技術則被美國國防部用于物流托盤追蹤管理；而在RFID技術中，當前研究和推廣的重點是高頻段的860MHz～960MHz的遠距離電子標簽，有效工作距離達到3～6m，適用于對物流、供應鏈的環節進行管理；2.45GHz和5.8GHzRFID技術以有源電子標簽的形式應用在集裝箱管理、公路收費等領域。

在實際應用中，我們還要處理好短距離無線通信系統與其他系統的關系，包括與現有固定無線接入系統、現有蜂窩移動通信系統以及數字家庭網絡的關系。