常见无线通信 数据传输技术 你知道哪些

很多朋友对常见无线通信，数据传输技术，你知道哪些不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

近年来，随着电子技术和计算机技术的发展，无线通信技术蓬勃发展，出现了各种无线数据传输标准。它们都有各自的优缺点和不同的应用场景。本文将重点讨论当前应用的无线通信标准。我们对这些类别进行了分析和比较，供您参考。

一、 无线通信（数据）传输方法及技术原理无线通信是利用电磁波信号在自由空间传播的特性来交换信息的通信方法。无线通信技术本身具有很多优点。成本低。无线通信技术不需要建立物理线路，也不需要大量的人力来铺设电缆。而且无线通信技术不受工业环境的限制，承受环境变化的能力很强。很容易诊断故障。这也更容易。与传统有线通信的设置和维护相比，无线网络维护可以通过远程诊断完成，更加方便；它具有高度可扩展性。当网络需要扩展时，无线通信不需要延长布线；灵活性高，无线网络不受环境地形等限制，当使用环境发生变化时，无线网络只需进行很少的调整即可适应新环境的要求。

常见的无线通信（数据）传输方法和技术分为“近场无线通信技术”和“远距离无线传输技术”两种。

1、近场无线通信技术

短（近距离）无线通信技术是指通信双方通过无线电波传输数据，传输距离在较短的范围内。其应用范围非常广泛。近年来，应用广泛且具有良好发展前景的短距离无线通信标准包括：Zig-Bee、蓝牙、无线宽带（Wi-Fi）、超宽带（UWB）和近场通信（NFC）。

(1)紫蜂

Zig-Bee是一种基于IEEE802.15.4标准的短距离、低功耗无线通信技术。 Zig-Bee 起源于蜂群的通信方式。蜜蜂依靠翅膀的飞行和锯齿状运动来确定食物源的方向、位置和距离以及与同伴的其他信息，从而形成了蜜蜂系统。群体通讯网络。其特点是距离短，通常的传输距离为10-100m；低功耗，低功耗待机模式下，2节AA干电池可支持一台终端工作6-24个月，甚至更长时间；其成本，Zig-Bee免协议费，芯片价格便宜；低速率，Zig-Bee通常工作在20-250kbps的较低速率； Zig-Bee具有时延短、响应速度更快等特点，主要适用于家庭及楼宇控制、工业现场自动化控制、农业信息采集与控制、公共场所信息检测与控制、智能标签等领域，并且可以被嵌入到各种设备中。

(2) 蓝牙

可实现半径10米内点对点或点对多点的无线数据和声音传输。其数据传输带宽可达1Mbps。通信介质是频率在2.402GHz至2.480GHz之间的电磁波。蓝牙技术可广泛应用于局域网中的各种数据和语音设备，如个人电脑、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话和高品质耳机等，实现相互之间的通信。随时随地的各种设备。沟通。

蓝牙技术广泛应用于无线办公环境、汽车工业、信息家电、医疗设备、学校教育、工厂自动控制等领域。目前蓝牙存在的主要问题是芯片尺寸大、价格高；且抗干扰能力较弱。

(3)无线宽带(Wi-Fi)

它是一种基于802.11协议的无线局域网接入技术。 Wi-Fi技术的突出优点是局域网覆盖范围广，覆盖半径可达100米左右。与蓝牙技术相比，（Wi-Fi）覆盖范围更广；传输速度非常快，覆盖半径约100米。传输速度可达11mbps（802.11b）或54mbps（802.11.a），适合高速数据传输业务；无需布线，不受布线条件限制，非常适合移动办公用户的需求。在一些人口密集的地方设置“热点”，如火车站、汽车站、商场、机场、图书馆、校园等，互联网可以通过高速线路连接到上述地方。用户只需将支持无线网络的终端设备放置在区域内即可高速上网；健康安全，具有WiFi功能的产品发射功率不超过100毫瓦，实际发射功率在60-70毫瓦左右，与手机类似，与手持对讲机等通讯设备相比，WiFi产品具有较小的辐射。

(4)超宽带(UWB)

UWB是一种无载波通信技术，利用纳秒到皮秒的非正弦窄脉冲来传输数据。传输距离通常在10M以内。使用1GHz以上的带宽，通信速度可达数百兆位/秒以上。 UWB的工作频段范围为3.1GHz至10.6GHz，最小工作带宽为500MHz。

其主要特点是：传输速率高；发射功率低，功耗低；保密性强； UWB通信采用时序，可以抵抗多径衰落； UWB需要很少的射频和微波器件，可以降低系统成本。复杂。由于UWB系统占用的带宽较高，因此UWB系统可能会干扰其他现有的无线通信系统。 UWB主要应用于具有高分辨率和“较小范围”的雷达和成像系统，可以穿透墙壁和地板等障碍物。

该装置可用于检查建筑物、桥梁、道路等工程的混凝土和沥青结构的缺陷，以及定位地下电缆和其他管道的故障位置，还可用于疾病诊断。此外，还广泛应用于救援、安防、消防、医疗、医学图像处理等领域。

(5)NFC

NFC是一种新型的短距离无线通信技术。其工作频率为13.56MHz，是由13.56MHz射频识别（RFID）技术发展而来。与目前流行的非接触式智能卡ISO14443使用的频率相同。这为所有消费电子产品提供了便捷的通信方式。 NFC采用幅移键控（ASK）调制，其数据传输速率一般为106kbit/s和424kbit/s。 NFC的主要优点是：距离短、带宽高、能耗低、与非接触式智能卡技术兼容。在门禁、公共交通、移动支付等领域具有广泛的应用价值。

NFC的应用场景基本上可以分为以下五类：

接触式通行证，主要用于会议入场、交通卡口、门禁和活动门票；

B接触式确认/支付，主要应用于手机钱包、手机和公交支付等；

C Contact-Connection，该应用可以实现两个支持NFC的设备之间数据的点对点传输；

D接触式浏览，用户可以通过NFC手机了解和使用系统提供的功能和服务；

e下载-接触器，通过具有NFC功能的终端设备，利用GPRS/CDMA网络接收或下载相关信息，实现门禁或支付等功能。

2、远距离无线传输技术

远距离无线传输技术：目前，在偏远地区广泛应用的无线通信技术主要有GPRS/CDMA、数字无线电、扩频微波、无线网桥和卫星通信、短波通信技术等，主要应用于偏远地区或不适合敷设线路的地区，如煤矿、海域、有污染或环境恶劣的地区等。

(1) GPRS/CDMA无线通讯技术：

GPRS（通用无线分组业务）是中国移动开发和运营的基于GSM通信系统的无线分组交换技术。它是介于第二代和第三代之间的技术。通常称为2.5G。它利用“分组交换？”概念开发的一种无线传输方式。分组交换将数据封装成许多独立的数据包，然后将这些数据包一一进行传输。形式有点类似于发送数据包。它的优点是只占用空间GPRS网络既支持电路型数据，又支持分组交换数据，因此，GPRS网络可以在有数据需要传输时分配带宽，并按数据量定价，有效提高网络利用率。网络可轻松接入Internet，与原有GSM网络的电路交换数据传输方式相比，GRRS分组交换技术具有实时在线“按量计费”的高速传输和其他优点。

CDMA（码分多址的英文缩写）是中国电信运营的一种基于码分技术和多址技术的新型无线通信系统。其原理基于扩频技术。

(2)数字无线电通信：

数字无线电是数字无线数据传输无线电的简称。它是采用数字信号处理、数字调制解调的无线数据传输站，具有前向纠错、均衡软判决等功能。数字广播电台的工作频率大多采用220--240MHz或400--470MHz频段。兼容数字、电话，数据传输实时性好，专用数据传输通道，一次性投资，无运营费，适合恶劣环境，稳定。好等待优势。数字电台的有效覆盖半径约为数十公里，可以覆盖一个城市或某个区域。数字电台通常提供标准的RS-232数据接口，可以直接连接计算机、数据采集器、RTU、PLC、数据终端、GPS接收器、数码相机等，已广泛应用于各个行业，包括航空航天、铁路、电力、石油、气象、地震等行业。在远程控制、遥测、震动信号、遥感等SCADA领域也取得了长足的进步和发展。

(3)扩频微波通信：

扩频通信，即扩频通信技术，是指用于传输信息的信号带宽远大于信息本身带宽的通信技术。最初用于军事通讯。其传输的基本原理是用伪随机码序列（扩频码）对传输的信息进行调制。伪随机码的速率远大于传输信息的速率。此时，传输信号所占用的带宽远大于信息本身所需的带宽。带宽实现了频谱扩展，发射到太空的无线电功率谱密度也显着降低。在接收端，使用相同的扩频码进行相关解调，恢复出信息数据！其主要特点是：极强的抗噪声能力；极强的抗干扰能力；抗褪色能力强；抗多径干扰能力强；方便多媒体通讯组网；良好的安全通信能力；不干扰其他同类系统等，同时具有传输距离长、覆盖范围广的特点，特别适合现场组网应用。

(4)无线网桥：

无线网桥是无线射频技术与传统有线网桥技术相结合的产物。无线网桥设计用于使用无线（微波）进行长距离数据传输的网络之间的点对点互连。它是在链路层实现局域网互联的存储转发设备。可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的长距离（长达50Km）和高速（高达100 Mbps）无线组网。扩频微波和无线桥接技术都可以用来传输大数据量的信号传输业务，例如需要高带宽的视频监控。

(5)卫星通信：

卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号，实现多个地面站之间通信的技术。它是地面微波通信的继承和发展。卫星通信系统通常由两部分组成，即卫星终端和地面终端。卫星终端位于空中，主要用于放大地面站发送的信号，然后转发给其他地面站。地面站主要用于控制和跟踪卫星，实现地面通信系统与卫星通信系统的接入。

卫星可分为同步卫星和非同步卫星。天空同步卫星的运行方向和周期与地球的自转方向和周期相同。从地面任何位置看，卫星都是静止的；非同步卫星的运行周期无论是大于还是小于地球轨道周期，其轨道高度和“倾角”形状都可以根据需要进行调整。

卫星通信的特点是：覆盖范围广、工作频率宽、通信质量好、不受地理条件限制、成本与通信距离无关。主要应用于国际通信、国内通信、军事通信、移动通信和广播电视领域。卫星通信的主要缺点是通信存在一定的延迟。例如，拨打卫星电话时，无法立即听到对方的回复。主要原因是卫星通信的传输距离较长，无线电波在空中传输存在一定的延迟。

(6)短波通信：

根据国际无线电咨询委员会的分类，短波是指波长为100m——10m、频率为3MHZ-30MHZ的电磁波。短波通信是指使用短波的无线电通信，也称为高频（HF）通信。短波通信可分为地波传播和天波传播。地波传播的衰减随着工作频率的增加而增加。相同地面条件下，频率越高，衰减越大。利用地波只适合短距离通信，其工作频率一般选择5MHZ以下。地波传播受天气影响较小，相对稳定。通道参数基本不随时间变化，因此可以将通道视为常参数通道。天波传播是一种利用电离层反射无线电波的长距离通信方法。倾斜投射的电磁波经电离层反射后，可以传输到数千公里外的地面。天波的传播损耗比地波小得多。经过地面和电离层之间的多次反射，它们可以到达极其遥远的地方。因此，天波可以用于全球通信。天波传播由于电离层变化和多径传播的严重影响而极其不稳定，其信道参数随时间快速变化，因此称为变参数信道。短波通信的特点是：建设和维护成本低、周期短、设备简单、电路调度容易、抗毁性强、频段窄、通信容量小、天波信道信号传输稳定性差。

二、 各种主流无线通信技术的比较。目前流行的无线通信技术有：RFID、GPRS、蓝牙、Wi-Fi、IrDA、UWB、Zig-Bee 和NFC。

1. 射频识别

RFID 是一种简单的无线系统，只有两个基本组件，用于控制、检测和跟踪物体。该系统由一个询问器和许多应答器组成。

应答器：由天线、耦合元件和芯片组成。一般来说，标签用作应答器。每个标签都有唯一的电子代码，贴在物体上以识别目标物体。

阅读器：由天线、耦合元件和芯片组成，是读取（有时也写入）标签信息的设备，可设计为手持式RFID

应用软件系统：是应用层软件，主要对采集到的数据进行进一步处理，供人们使用。

2.GPRS

下图是典型的GPRS系统结构图。它通过监控中心连接到互联网，可以支持一些更复杂的应用。另外，它支持多种通讯方式，让用户可以随时随地利用多种通讯方式监控实际应用点。该解决方案还允许监控中心同时与多个GPRS模块通信，以监控多个工作站点。

3.蓝牙

蓝牙系统由无线单元、链路控制器、链路管理器和向主机提供接口功能的支持单元组成。

蓝牙无线单元是微波跳频扩频通信系统。数据和语音信息包在指定时隙和指定跳频中发送和接收。跳频序列由主设备地址确定，采用寻呼和查询的方式建立信道连接。链路控制器（基带控制器）包括基带数字信号处理的硬件部分，完成基带协议和其他底层链路程序。链路管理器（LM）软件实现链路建立、验证、链路配置及其协议。链路管理器可以通过连接管理协议LMP发现其他链路管理器并建立通信连接。链路管理器通过链路控制器提供的服务来实现上述功能。

4. 无线网络

与其他解决方案相比，Wi-Fi 解决方案的设计相对简单。只需要通过MCU控制WIFI模块，通过CAN总线与主板进行通信，然后通过WIFI模块将消息传输到互联网上。通过连接到服务器，服务器然后处理数据。

5.IRDA

红外通信主要由三部分组成：

发射机部分：现有红外无线数字通信系统的信息源包括语音、数据、图像等。

通道部分：其功能有：整形、滤波、视场变换、频段划分等。

终端部分：红外无线数字通信系统的终端部分包括光接收部分、采样、滤波、决策、量化、均衡和解码部分。

6.超宽带

UWB（超宽带）是一种无载波通信技术，利用从纳秒到皮秒的非正弦窄脉冲来传输数据。通过在宽频谱上传输极低功耗的信号，UWB可以在约10米的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。

7.Zig-Bee

该技术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术。主要用于各种电子设备之间短距离、低功耗、低传输速率的数据传输，以及周期性数据、间歇性数据和低响应时间数据传输的典型应用。

8.NFC

与RFID一样，NFC信息也是在频谱的无线频率部分通过电磁感应耦合来传输的，但两者还是有很大的区别。首先，NFC是一种无线连接技术，可提供轻松、安全、快速的通信。其传输范围比RFID小。其次，NFC与现有的非接触式智能卡技术兼容，并已成为越来越多主要厂商支持的正式标准。第三，NFC也是一种短距离连接协议，可以在各种设备之间提供简单、安全、快速和自动的通信。与无线世界中的其他连接方式相比，NFC是一种近距离私密通信方式。

主流无线通信技术对比表

各种无线通信技术的适用频段、调制方式、最大范围、数据速率和应用领域。这些无线通信技术的工作距离与数据速率之间的关系。数据速率越高，操作距离越短。网络技术可用于扩展范围，同时仍保持数据速率。

以上知识分享希望能够帮助到大家！