【正文】 超寬帶這一術語并不常用，在信號的帶寬和頻譜結(jié)構方面也沒有明確的規(guī)定。 小結(jié)由于ZigBee具有功耗極低、系統(tǒng)簡單、成本低、低等待時間(Latency Time)和低數(shù)據(jù)速率的性質(zhì)，它非常適合有大量終端設備的網(wǎng)絡。星形和簇形網(wǎng)絡結(jié)構比網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構更有利于功率節(jié)省。信標對簇形網(wǎng)絡(Cluster tree network)和網(wǎng)狀網(wǎng)(Mesh network)的節(jié)點同步尤為重要，節(jié)點不用長時間偵聽信道而消耗能量。無信標模式就是標準的ALOHACSMACA 的信道接入機制，終端節(jié)點只在有數(shù)據(jù)要收發(fā)的時候才和網(wǎng)絡會話，其余時間都處于休眠模式，這樣平均功耗就非常低。在一個典型的ZigBee傳感網(wǎng)絡中，一塊普通堿性電池可以供ZigBee設備工作六個月到兩年！下面討論ZigBee獲得低功耗的方法。在網(wǎng)絡層，ZigBee支持網(wǎng)狀網(wǎng)，存在冗余路由，保證了網(wǎng)絡的健壯性。信道接入方式采用CSMACA，能有效地減少幀的沖突。ZigBee、藍牙和WLAN()，相互間的干擾是不可避免的，因此保證可靠性尤為重要。從這一點來說，ZigBee非常適合有大量終端設備的網(wǎng)絡，如傳感網(wǎng)絡、樓宇自動化等。一個網(wǎng)絡只需要一個網(wǎng)絡協(xié)調(diào)者，其他終端設備可以是RFD，也可以是FFD。網(wǎng)絡為主從結(jié)構，一個網(wǎng)絡有一個網(wǎng)絡協(xié)調(diào)者(Coordinator)和最多可達65 535個從屬設備。在其基礎之上，ZigBee 聯(lián)盟制定了數(shù)據(jù)鏈路層（DLL）、網(wǎng)絡層(NWK)和應用編程接口(API)規(guī)范，并負責高層應用、測試和市場推廣等方面的工作。、便攜或移動設備使用的極低復雜度、成本和功耗的低速率無線連接技術。但是，所以在應用范圍上會有很大的局限性，更多的是在家庭網(wǎng)絡中使用。由于HomeRF技術沒有完全公開，目前只有幾十家小企業(yè)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。使用這種技術能降低語音數(shù)據(jù)成本。 HomeRF技術HomeRF工作組是由美國家用射頻委員會領導、于1997年成立的，其主要工作任務是為家庭用戶建立具有互操作性的話音和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。而藍牙就沒有此限制，且不受墻壁的阻隔。此外，紅外線發(fā)射角度較小，傳輸上安全性高。他還具有移動通信所需的體積小、功耗低、連接方便、簡單易用的特點。事實上，當今每一個出廠的PDA及許多手機、筆記本電腦、打印機等產(chǎn)品都支持IrDA。IrDA是一種利用紅外線進行點對點通信的技術，他也許是第一個實現(xiàn)無線個人局域網(wǎng)（PersonalAreaNetwork，PAN）的技術。 紅外（IrDA）紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會IrDA（Infrared Data Association）成立于1993年，是致力于建立紅外線無線連接的非營利組織。： WLAN標準的區(qū)別標準頻帶(GHz)最大物理層數(shù)據(jù)速率(Mbit/s)第三層數(shù)據(jù)速率(Mbit/s)傳輸技術與所列標準兼容性主要優(yōu)點主要缺點2FHSS/DSSS無較大的輻射范圍有限的比特率5432OFDM無在非擁擠頻段有較高的比特率，輻射范圍最小116~7DSSS應用廣泛，較大的輻射范圍對許多現(xiàn)在的應用需求來說，比特率太低5432OFDM共存WLAN數(shù)目小，主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務主要限于數(shù)據(jù)訪問，速率最高只能達到2Mbit/s。：，使數(shù)據(jù)傳輸速率提高到20Mbps以上；，共存在同一AP的網(wǎng)絡里，保障了后向兼容性。另外，11a與11b工作在不同的頻段上,不能工作在同一AP的網(wǎng)絡里，因此11a與11b互不兼容。 ，使用OFDM調(diào)制技術可支持54Mbps的傳輸速率。但是隨著用戶不斷增長的對數(shù)據(jù)速率的要求，CCK調(diào)制方式就不再是一種合適的方法了。 。 特性說明物理層頻段速率安全吞吐量范圍優(yōu)點缺點直序擴頻(DSSS) 調(diào)頻擴頻(FHSS) 紅外(IR)(ISM頻段，)，5Ghz()11Mbps，2Mbps，() 55M()基于RC4的流加密算法，有限的密鑰管理11M() 54M(，)室內(nèi)100米，室外300米左右無需布線，使用靈活方便，產(chǎn)品已經(jīng)很多且成熟，價格已經(jīng)下降安全方便，吞吐量會隨著用戶的增多和距離的加大而下降（Institute for Electrical and Electronic Engineers）為解決無線網(wǎng)路設備互連，于1997年6月制定發(fā)布的無線局域網(wǎng)標準。但是藍牙技術作為一種綜合性很強的高科技通信產(chǎn)品，與任何一種高科技新技術一樣，它的研發(fā)與生產(chǎn)同樣存在風險，技術越高，投資必越大，風險也越高。各類家電信息產(chǎn)品只需多花幾美元就能連接成網(wǎng)，嵌入的藍牙模塊成本不高，甚至希望能低于電纜和連接頭。藍牙技術采用1600hpo/s的跳頻擴頻通信技術，能在特殊模式下支持3200hpo/s跳頻速率；引入電路交換和分組交換方式，實現(xiàn)同時承載數(shù)據(jù)和語音業(yè)務；支持多種功耗模式，適合應用于電池供電的數(shù)字設備。藍牙技術標準制訂時間順序如下[1]：(1) 2004年11月4日，+EDR版標準； (2) 2003年11月5日，；(3) 2001年2月22日，；(4) 1999年12月l日，；(5) 1999年7月26日，第一個對外公布的標準；(6) 1999年7月5日，；(7) 1999年4月30日，09版標準；(8) 1999年l月21日，08版標準；(9) 1998年10月19日，07版標準。（6）各種家用設備的遙控和組成家電網(wǎng)絡。（5）數(shù)字相機中圖像的無線傳輸。筆記本電腦還在皮包里時收到了外來的電子郵件，用戶的移動電話就會發(fā)出聲音，提醒用戶“電腦收到了電子郵件”。在會議中，“藍芽”技術可以迅速使自己的信息通過電腦、手機、PDA等供其他與會者共享?！八{芽”技術可以使便攜式電腦在任何地方都能通過移動電話手機進入因特網(wǎng)，隨時隨地到因特網(wǎng)上去“沖浪”?！八{芽”技術使一部移動電話手機能在多種場合內(nèi)使用：在辦公室里，這部手機是內(nèi)部電話，不計電話費；在家里，是無繩電話，計固定電話費；出門在外，是一部移動電話，按移動電話的話費訂費。 藍牙技術的典型應用藍牙技術適用于以下三個方面的短距離無線連接：（1）數(shù)據(jù)和語音接入點；（2）替代電線和電纜；（3）包含硬件、軟件和互操作需求的一種無固定中心站的網(wǎng)絡。其數(shù)據(jù)速率為1Mbps。利用“藍芽”技術，能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化設備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。 藍牙技術藍牙，是一種支持設備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無線電技術?；谒{牙芯片開發(fā)相應的模塊是該技術應用的最佳途徑，有利于提高效率、降低成本、增加結(jié)構設計的靈活性，特別是模塊已經(jīng)集成了射頻電路從根本上解決了模塊應用的技術難題，更有利于形成優(yōu)勢互補的產(chǎn)業(yè)鏈，推動了藍牙技術的快速發(fā)展。藍牙技術的發(fā)展和完善經(jīng)歷了較長的時間過程，從創(chuàng)立之處起逐步完善和發(fā)展了技術標準，優(yōu)化和擴大了應用領域，進一步提高了無線通信的可靠性和安全性。這說明我國的研究力量已經(jīng)開始向短距離無線通信領域轉(zhuǎn)移了，可以相信在未來幾年，國內(nèi)對這方面的研究將會更加深入和富有成效，從而最大程度地保護自主知識產(chǎn)權，爭取在未來的技術標準競爭中位于不敗位置。不少高校、公司和研究機構都在積極參與[15]。不過，隨著我國加入WTO，各種各樣的知識產(chǎn)權糾紛接踵而至，許多組織機構和公司已經(jīng)將短距離無線通信技術納入了今后的研究視野。短距離無線通信技術目前在中國尚處于拓荒階段。通過藍牙模塊的設計，將有利于理解無線通信系統(tǒng)的一般特征，為今后學習和應用其他無線通信技術奠定了基礎，具有典型的代表意義。相比較之下，藍牙技術作為一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，以低成本的近距離無線連接為基礎，為固定與移動設備通信環(huán)境建立一個特別的連接。HomeRF技術實現(xiàn)復雜，設備要求高。本課題將對目前常用的和最新的短距離無線通信技術標準進行研究，分析了它們的優(yōu)缺點及實現(xiàn)方法，比較了它們在技術上的異同點，討論了在選擇、使用這些技術時應注意的問題，并且選擇藍牙技術設計一個用于鼠標、鍵盤、USB適配器的通信系統(tǒng)。從藍牙協(xié)議制定的九個應用協(xié)議描述看出，低速的短距離無線通信的應用前景是非常廣闊的，特別是在后續(xù)的IEEE ，其市場范圍將進一步擴大。其中作為家庭控制領域的應用協(xié)議描述（Application Profile）已經(jīng)制定完成。另一方面，低速短距離無線通信的代表技術Zigbee也在Zigbee聯(lián)盟的運作下穩(wěn)步發(fā)展。移動通信終端是發(fā)展最快的領域，隨著3G的全面商用，對終端的存儲容量、處理能力和互通性要求也越來越高，UWB這種高速短距離無線通信對藍牙技術替代也是自然的。同樣的情況出現(xiàn)在計算機周邊設備，主機與顯示器、USB存儲設備、掃描儀、投影儀等高速傳輸?shù)慕涌谝残枰獰o線化，而且需求更為急迫。家庭消費電子是家電廠商的傳統(tǒng)勢力范圍，不過隨著設備的復雜性增加，各種各樣的線纜越來越成為了累贅。超寬帶（UWB）作為高速短距離無線通信技術的核心已經(jīng)被大家所公認，盡管物理層標準尚處于爭論階段，但產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的進程卻非?？焖?。正是有了WiFi成功的先例。 由此可見，一種技術的應用推廣，除了技術本身完善且有明確的市場定位外，國際產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的推動作用是非常巨大的。有意思的是，作為同時期完成標準化的技術IEEE ，卻在WiFi聯(lián)盟的強力推動下，得到了空前的推廣。短距離無線通信作為一個相對較新的技術，它的市場和應用一直備受業(yè)界所關注。因此，又出現(xiàn)了另外一種需求：實現(xiàn)低價位、低功耗、可替代電纜的短距離無線通信。這些技術能實現(xiàn)遠距離的通信。 短距離無線通信技術 設計題目短距離無線通信技術研究 院（系）名稱電子信息學院 專業(yè)班級 學號 學生姓名 指導教師劉 小 俊 設計成績目錄1 緒論 2 概述 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 42 短距離無線通信技術標準 5 藍牙技術 5 藍牙技術的典型應用 5 藍牙技術的特點 6 小結(jié) 7 7 8 8 9 小結(jié) 9 紅外（IrDA） 10 HomeRF技術 10 ZigBee技術 11 ZigBee技術的特點 11 小結(jié) 12 超寬帶技術（UWB） 12 UWB的技術特點 13 小結(jié) 14 通信標準比較 143 射頻技術和基帶技術 15 射頻技術 15 概述 15 頻帶和信道分配 16 發(fā)射機特性 16 接收機特性 18 基帶技術 18 藍牙時鐘 19 藍牙設備地址 19 物理信道 20 跳頻選擇 21 邏輯傳輸 24 分組 244 模塊設計 27 模塊化設計思路 27 總體原則 27 PCB工藝因素 27 原理圖設計 33 對外接口定義及封裝 34 射頻信號處理 35 拼板處理 35 CSR藍牙芯片 36 BC01芯片 36 BC2系列芯片 36 BC3系列芯片 39 基于BC2—EXTERNAL藍牙模塊設計(TTB102) 40 設計目標 40 對外接口定義及封裝 40 原理圖 41 PCB設計 42 測試 42 應用 43總結(jié) 45參考文獻 46致謝 48附錄一 原器件清單 49附錄二 系統(tǒng)電路原理圖 50附錄三 系統(tǒng)電路PCB圖 511 緒論 概述進入21世紀以來，無線通信技術正在以前所未有的速度向前發(fā)展?，F(xiàn)有的GSM、NCDMA等技術正紅紅火火地發(fā)展，第三代移動通信系統(tǒng)(3G)也已經(jīng)提上了議事日程，并將很快投入商用。但人們也許沒有注意到，在同一間屋內(nèi)或很近的地方，同樣也需要無線通信。人們希望通過一個小型的、短距離的無線網(wǎng)絡為移動和商業(yè)用戶提供各種服務。從1999年藍牙標準的橫空出世開始，很多技術觀點都認為短距離無線通信市場會出現(xiàn)爆發(fā)式的增長，但近十年過去了，事實證明，藍牙至今都還沒有進入快速的發(fā)展階段，其應用仍停留在高端手機的無線耳機。如今隨著Intel的迅馳技術一道，WiFi的Logo已經(jīng)在筆記本電腦中隨處可見。藍牙目前的現(xiàn)狀也正是由于產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的運作不夠成熟所造成的?，F(xiàn)在還處于技術標準化時期的短距離無線通信技術，就紛紛建立各自的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，一方面推動高層協(xié)議的規(guī)范化，進而開展設備認證和互通測試，另一方面積極進行市場宣傳和普及，為今后的產(chǎn)品商用做準備。目前UWB比較明確的市場包括家庭消費電子、計算機周邊設備和移動通信終端。以數(shù)字電視機為中心，包括CD/DVD播放設備、音響設備、數(shù)碼相機、數(shù)