现代无线通信技术(精选8篇)
现代无线通信技术 篇1
湖 北 工 业 职 业 技 术 学 院
现代无线与移动通信技术(论 文)
题目 教师 系部 专业 学号 姓名
移动通信技术中无线局域网(WLAN)业务性能分析研究
杨 钊 电 子 工 程 系 通 信 技 术 2 0 1 4 9 6 1 0 0 1
汪 加 浩
移动通信技术无线局域网(WLAN)业务性能分析研究
湖北工业职业技术学院
电子工程系
通信技术
汪 加 浩
摘 要:随着移动计算的普及和5G技术的发展,人们对移动通信终端功能的要求不断提高,现代无线局域网络技术在受到广泛关注和研究的同时,也面临着新的问题和挑战。针对具有不同MAC参数和应用类型的终端在IEEE802.11DCF无线局域网内共Markov模型分析信道在饱和状态时的竞争特性,研究实时业务吞吐量、竞争延迟和丢失率等性能指标与协议参数和数据帧长度的关系。算和仿真实验结果的对比验证了分析模型的正确性,表明部分终端协议参数的改变会引起所有业务性能变化,而合理调整最小竞争窗口和最大回退次数可以改善实时业务的性能。
关键词:无线局域网;性能分析;实时业务;
Performance study and analysis of of wireless local area network(WLAN)in the Mobile communication technology School of Physical Science and Technology
Electronics Science and Technology Liu Lijuan Abstract:Along with the popularity of mobile computing and developing of 5G and increasing need of mobile computing terminal, tht WLAN appears more and more distinct.For IEE802.1l DCF wireless local area network with different MAC options and applications ,a novel model was proposed to analyze the contention performance in saturation channel state.By making use of discrete Markov chain,the performance of throughput, delay and frame dropping ratio was studied in detail.Then this model was validated by simulation results.Furthermore,the model and analysis prove that better performance could be achieved by changing minimum contention window or maximum back off counter for the real-time flows, which gives an in-depth understanding and insights into the effects of different parameters on the performance.Key words: wireless local area network;performance analysis;real—time traffic
引言
随着无线通信技术的发展,网络计算正从常规有线网络环境向无线移动通信环境延伸。本文在介绍ⅢEE802.11标准DCF工作基础上,使用离散Markov链分析信道在饱和状下,具有不同MAC参数和应用类型终端的竞争特性,明确给出了各类终端协议参数和数据帧长度与业务吞吐量、数据帧信道访问延迟和丢失率的关系表达式。仿真实验验证了这种方法的正确性。通过实验和理论分析,说明部分终端协议参数的变化会对所有终端的性能产生影响,而合理的改变实时业务终端的最小竞争窗口和最大重传次数则可以有效减小访问延迟和竞争丢失。
1无线局域网简述
1.1无线局域网络(WLAN)简介
无线局域网络(WLAN)是利用射频(RF)技术,取代旧式双绞铜线构成的局域网络。工作于2.5GHz或5GHz频段,以无线方式构成的局域网。1.2无线局域网拓扑结构概述
基于IEEE802.11标准的无线局域网允许在局域网络环境中使用未授权的2.4或5.3GHz射频波段进行无线连接,从家庭到企业再到Internet接入网络。
1.2.1无线桥接
当有线连接太昂贵或者需要为有线连接建立第二条冗余连接以作备份时,无线桥接允许在建筑物之间进行无线连接。802.11解决方案通常在5至30mbps范围内操作,而光纤解决方案在100至1000mbps范围内操作。这两种桥操作距离可以超过10英里,基于802.11的解决方案可达到这个距离,而且它不需要线缆连接。但基于802.11的解决方案的缺点是速度慢和存在干扰,而光纤解决方案不会。光纤解决方案的缺点是价格高以及两个地点间不具有直视性。
1.2.2中型无线局域网
中等规模的企业传统上使用一个简单的设计,他们简单地向所有需要无线覆盖的设施提供多个接入点。这个特殊的方法可能是最通用的,因为它入口成本低,尽管一旦接入点的数量超过一定限度它就变得难以管理。大多数这类无线局域网允许你在接入点之间漫游,因为它们配置在相同的以太子网和SSID中。
1.2.3大型可交换无线局域网
交换无线局域网是无线连网最新的进展,简化的接入点通过几个中心化的无线控制器进行控制。数据通过Cisco,ArubaNetworks,Symbol和TrapezeNetworks这样的制造商的中心化无线控制器进行传输和管理。这种情况下的接入点具有更简单的设计,用来简化复杂的操作系统,而且更复杂的逻辑被嵌入在无线控制器中。接入点通常没有物理连接到无线控制器,但是逻辑上通过无线控制器交换和路由。要支持多个VLAN,数据以某种形式被封装在隧道中,所以即使设备处在不同的子网中,但从接入点到无线控制器有一个直接的逻辑连接。
2无线局域网服务质量
无线局域网服务质量(QOS)定义了一个系统的非功能化特征,通常是指网络在传输数据流时要求满足的一系列服务请求。在计算机网络中,QOS的目标是获得更加确定的通信行为,以便能够更加安全可靠的保护网络承载的信息,并更加高效的使用网络资源。具体而言,QOS是指网络为用户提供的一组可以预量的服务参数,包括网络延迟、延迟抖动、吞吐量、差错率、业务可用性和丢包率等.网络所能提供的QOS能力将直接影响到它所支持的业务。随着各类多媒体业务和实时业务的普及和推广,要求网络在带宽、延迟等方面提供保证。对于不同类型的业务,QOS保证技术也不尽相同。IETF己经提出了几种服务模型和机制来满足QOS需求:
(1)综合服务和资源预留协议InServ/RSVP:在此网络体系结构中,源节点和目的节点间传送数据之前,以RSVP信令向网络提出业务流传输规格,并建立和拆除传输路径上的业务流状态,以实现资源预留,主机和转发节点建立和保持业务流状态信息。由于资源预留是基于流的,因此它的扩展性不好,不适合骨干网。
(2)区分服务DiffServ:在DiffSev网络中,预先把网络提供的服务分为不同的等级,边界路由根据用户的流规格将用户流进行划分,再聚合成流聚集,聚集信息存放在IP包头的DS标记(Differentiated Service Code Point)域。转发节点则根据DSCP提供不同的服务策略,即逐跳转发行为(PHB)。由于转发节点所维护的资源状态数只与服务的优先级数成正比,因此网络扩展性比较好。
(3)多协议标记交换MPLS:它是为了提高骨干节点的转发效率而提出的。在入端边缘节点,数据包根据转发等价类(FEC)分类后,加入定长标签,转发到下一节点。中间节点根据标签和转发表转发数据包,不需要进行三层路由,提高了转发效率。在出端边缘节点,将数据包去掉标签,发往下一节点。
(4)流量工程(Traffic Engineering):在保证用户服务质量的前提下,使数据流在网络中的分布尽可能均匀。在数据流选路时,不但要考虑网络的拓扑信息,而且要考虑网络资源的使用情况,从而更有效的利用网络资源,提高整个网络的资源利用率。
(5)子网带宽管理SBM(Subnet Bandwidth Management):负责OSI第二层数据链路层的分类和优先级排列,同IEEE802.11网络进行共享和交换。有固定基础设施的无线局域网
3.1 区分服务漏筒模型
区分服务模型和集成服务模型都是假设每个数据流都是有限的情况下,通常使用漏筒模型。在漏筒模型中,对于速率为r.和突发长度为b的漏筒的到达曲线为仿射函数
a(t)r,b(t)rtb。到达曲线也可能是由链路的物理传输限制造成的。如果一个流在速率为C的链路上传输,按照数据位观察,这个流的到达曲线为a(t)Ct,若分组的最大长度为M,则到达曲线为a(t)CtM。结合漏筒约束和链路约束,则数据流的到达曲线可以表示为a(t)min(CtM,rtb)。
从服务曲线的定义可以得到R*(t)inf[R(s)(ts)],如果一个队列,它用最小
st速率。Rbps的服务速率服务一个流,则这个节点提供的服务曲线为(t)Rt,t0,如果可以保证在忙周期中的任何一段时间t内都能提供(t)服务曲线,这时得到的便是严格服务曲线,但由于复杂系统中的部件都存在延迟,严格服务曲线对于复杂系统没有太大意义。对于一个系统而言,若系统提供的服务曲线为迸发延迟函数T,所示,考虑多个节点的情况,服务曲线的定义支持级联操作,如果一个网络中有N个节点,而且各个节点提供的服务曲线分别为1,2,......N,则系统提供的服务曲线为12......N,在保证节点速率为R和最大延迟为T的节点组成的系统中,速率延迟服务曲线为速率延迟函数*(t)TR[max(tT,0)]。
对于一个到达曲线为a(t)min(CtM,rtb)的数据流,以及速率延迟服务曲线为
R[max(tT,0)],由文献得到,可以得到缓存上限v(,)为:
v(,)brmax[延迟上限h(,)为:
bM,T]Cr
(3.1.1)
Mh(,)TbMmax[CR,0]CyR
(3.1.2)
在有固定基础设施的无线局域网中,设一个数据流流经AP时,输入流量的峰值速率为M为最大数据包长度,漏筒的持续速率输出端口服务速率为
Cin,rin,漏筒的突发容量为bin,T表示拐点时间坐标,Cout,则可得数据流的到达曲线为:
a(t)CintM......0tTrintbin......tT(TbinM)Cinrin
(3.1.3)
AP的服务曲线为:
(t)max(CouttM,0)
(3.1.4)
根据式(3.1.3)、式(3.1.4)以及式(3.1.2)可以推出,在迟延存在上限时,系统的延迟上限为:
(CinCout)(binM)2Mh(,)Cout(Cinrin)Cout3.2Ad Hoc网络的集成服务模型
(3.1.5)
在IntSev模型中定义了保证服务和控制负载服务两种服务,前者为传输的数据提供 真实的保障,后者所提供的服务质量保障是相对的。这两种服务所采用的基本原理都是 接入控制,它满足的条件是:
(1)为了得到保证服务或控制负载服务,数据流必须在传输建立阶段做好资源预留。(2)一个数据流必须满足到达曲线a(t)min(CtM,rtb)。(3)沿途的路由器可以接收或拒绝所要的资源预留。
对于保证服务而言,只有当路由器可以提供所要求的服务曲线并且可以满足丢包率的情况下,才会接收资源预留的请求。而对于控制负载服务而言,并没有明确的标准来决定接收或拒绝资源预留。它只为所要求的资源预留请求提供概率上的保障,从概率上分析所需要的资
源预留是否可以被接收。
在Ad Hoc网络中,设一个数据流的转发节点有N个且为GPS节点,第i个节点的延迟Ti,且数据流中最大数据包长度为M,R是链路中服务速率最小的节点的服务速率,Ri是第i个节点的服务速率,Di为节点处的服务延迟,为在第i个节点处数据流中最大的数据包长度,Di和Ci与第i个节点的具体实现有关。则第i个节点的服务曲线为速率延迟函数即
R,Tii,R,T(t)Ri[max(tT,0)]ii,Ri≥0,,Ti≥0
(3.2.1)
Ti其中CiKiDi,Di,RiEi Ki是经过该节点的数据流中最大数据包度。
Ei是调度器的总比特率。整个链路的服务曲线是各个转发节点的服务曲线的加卷积。即若各个转发节点的服务曲线为
1,2,......N,则该流所经过的系统的服务曲线为12......N,考虑到整个链路:
RminRii1,2,...N
CiT(Di)i1RiNCii1NRDiCi(i1i1NN11)RRi
(3.2.3)
通过网络微积分理论,可以得到数据流端到端的延迟上限为:
bMCRH[max(),0]RCr
3.3Ad Hoc网络的区分服务模型
MCii1NRDi[Ci(i1i1NN11)]RRi
区分服务模型定义了许多不同的通信量类型,按通信量类型可以把数据流分成数据微流。在使用区分服务之前,服务提供者和客户要签订服务级协议。不同类型的微流使用不同的整形器进行整形,以符合某一到达曲线。各个节点以某一服务曲线和相同方式为具有相同类型的所有数据微流进行汇聚调度处理,各个转发节点并不保存分组数据微流的状态信息。当数据离开节点时,不同的数据微流沿着各自的路径传输,并在下一个节点和其它的数据微流进行汇聚。
区分服务模型提供多种服务类型来支持QOS。这里主要讨论加速转发服务类型。它是一种优先权服务机制,标记为该服务类型的数据包被确保丢包率、延迟、延迟抖动在 规定的上限之下。
通过分析了无线局域网信道的特点以及保证无线局域网服务质量的方法,并利用网络微积分理论对无线局域网的有固定基础设施、Ad Hoc网络中的集成服务以及区 分服务三种情况进行建模分析,从理论上得出数据流的延迟上限。全文总结
随着网络技术的发展,无线局域网的发展势头表现强劲,以其独特的优越性得到了 业界的足够重视,伴随着无线局域网普及度的提高,随之而来的是其服务质量问题。在 路由算法、协议等方面的研究也越来越多,论文主要从理论角度对无线局域网的服务质 量进行建模分析,主要工作如下:
首先,论文介绍了无线局域网的发展现状和趋势,以及无线局域网的服务质量研究 的必要性,对无线局域网技术的详细阐述为下面理论建模分析打下基础。其次,引入了网络微积分理论,以往的研究都是利用网络微积分对有线网络进行建 模分析,而且取得了比较理想的效果,论文在阐述了网络微积分理论后,用其对无线局域网进行建模分析,针对无线局域网中的数据流的延迟给出了数据流延迟上限。根据有效到达包络号和有效服务曲线,可以对延迟上限进行研究。在有线网络中,利用统计网络微积分建模分析的结果比利用网络微积分理论建模分析的结果更为理想。如果要对无线局域网服务质量进行进一步的研究,可以考虑利用统计网络微积分理论对无线局域网的服务质量进行研究与分析。
参考文献
[1] 王继刚,谢鑫,顾国昌,移动通信终端操作系统研究现状及发展[J].四川成都, 1001-3695(2005)12-0001-03 [2] 盛凌志,皇甫伟,雷文,吴志美,多类别终端无线局域网实时业务性能研究[J].文章编号:1000—436x(2006)04—00 [3] 李现勇,无线局域网服务质量分析与研究.南京理工大学硕士毕业论文
[4] 赵杰,无线通信技术的发展与前景.浙江省邮电工程建设有限公司,浙江杭州,文章编号:1009-914X(20l0)35-0235-01 [5] 赵力强,张海林,IEEE802.11无线局域网的TCP性能分析和改进[J] 西安电子科技大学,计算机学报,2005,28(11)[6] 肖红,叶荣飞.TDMA自组网的QOS设计.现代电子技术第281期.2008 [7] 胡连芳,李云,刘占军等.一种新的Ad Hoc网络中的QOS体系结构.计算机应用 研究.2006 [8] 赵为粮,王玉玲等.一种无线Ad Hoc网络的区分服务体系结构.计算机科学
现代无线通信技术 篇2
一、无线通信技术的发展
随着信息时代的不断发展, 各种信息技术在我们生活中的应用越来越广泛, 信息化是当前时代背景下的一种重要趋势, 人们的工作、文化交流、商贸物流等都逐渐实现了信息化, 移动无线通信是信息化时代背景下的一种重要的产物, 无线通信技术的发展, 主要有五个阶段。
第一个阶段是十九世纪四十年代, 当时的无线通信技术主要是利用便携式、车载式、船载式、稳定系数高的电子管技术, 这种技术主要用于舰船以及军事目的, 随着各种技术的发展, 在这个阶段的末端出现了高频VHF150MHz和特高频UHF450MHz的频段。第二个阶段是在上世纪六十年代, 频段进行不断的扩展, 而且各种器件朝着半导体方向过渡, 在公用移动网接入的内部电话交换装置里面, 实现了将无线频段自动接入到公用电话网中的目的, 并且对于通信的持续问题进行了解决。第三个阶段是八十年代时期, 通信的频段扩展到了1800MHz, 在七十年代末时, 美国开发了比较先进的移动电话业务, 这使得随时随地能够进行通信的目的得以真正实现, 而且具有大容量的蜂窝移动通信系统可以满足用户的各种需求。第四个阶段是九十年代时期, 随着第二代数字移动通信关键技术的应用和发展, 促进了调制技术的发展, 这也标志着我国无线通信网络真正出现, 也开启了个人通信时代, 在此背景下, 出现了Digital AMPS、电子时间警报控制系统、GSM/DCS等业务, 对于移动通信技术的应用是一种积极的促进。第五个阶段就是二十一世纪, 当前的通信方式已经不能满足人们的需求, 人们对数据通信以及多媒体业务的需求变得越来越大, 数据通信过程中的数据传输速度有了很大的提升。
二、无线通信技术及其应用的分析
2.1线通信技术
无线通信技术的发展, 也催生了很多相关的产品, 比如WLAN技术、LMDS技术等, 都是无线通信系统中的重要技术。 (1) WLAN技术。WLAN是无线通信技术中比较常见的一种, 这种技术在当前社会中的应用比较多, 在这种技术下比较成熟是wifi技术, 比较适用于无线局域网。这种技术的应用已经比较广泛, 但是仍然还存在着一些问题, 比如安全隐患, 主要是由于wifi采用的是射频技术, 通过空气进行数据的发送和接收, 因此在使用过程中难免会造成信息泄露的问题。 (2) Wi Max技术。这种技术推出的时间比较晚, 频率的复用性小, 但是利用率也比较低, 对于这种技术的标准化设计刚刚完成不久, 将这种技术进行大规模应用还需要进一步实践。 (3) 3G技术。3G技术是当前通信过程中很常用的一种技术, 随着近年来4G技术的研究和发展, 3G技术的研究也变得越来越成熟, 3G技术标准的提出是在1996年, 2000年完成了包括上层协议在内的该项技术的完整标准的制订工作。3G网络的部署在当前的通信网络中已经有十分成熟的经验, 有一套相关的建网的理论, 其中包括了对网络的连接预算, 传播模型的预算、计算机仿真等, 3G技术在很多国家中都有应用, 进入了实用的阶段。 (4) LMDS技术。LMDS技术是一种提供点与多点之间通信平台的固定宽带无线接入技术, 这种技术的工作频率大约是20GHZ以上, 一般是利用毫米波进行传输的, 可以在一定的范围内实现数字双工语音、数据、因特网等相关业务的应用, 对于宽带固定无线接入问题是一种比较良好的解决方案。在最好的情况下, 一般传输的距离可以达到八公里, 如果受到天气等方面的影响, 传输的距离会有所缩短, 一般在恶劣的天气环境下, 传输的距离在1.5公里之内。 (5) MMDS技术。这种技术受到天气的影响比较大, 而且有阻塞的问题, 可用的频带一般不够宽, 频带一般最多不能超过200MHz。MMDS技术对传输的路径要求也比较高, 其采用的调制技术是相移键控Ps K以及正交幅度调制QAM调制技术, 无法实现非视距的传输, 在当前的通讯环境中, 推广起来的难度比较大。此外, MMDS技术没有统一的国际标准, 而且不同厂家生产的相关设备也存在兼容性的问题, 因此在使用的过程中应该要根据地区以及国家的差异进行实际的设计。 (6) 卫星通信技术。利用卫星进行通讯是无线通信系统中的另一种重要的技术, 在人口不够密集的地区利用卫星作为用户与固定有线网络之间的接入设施, 是一种重要的通信技术, 利用卫星进行宽带卫星接入系统的建立是当前无线通信系统中一种实效性比较高的技术方案, 可靠性也比较高。 (7) 集群通信技术。数字集群系统的优点比较多, 随着数字集群系统的应用逐渐加深, 对频谱的利用率比较高, 可以提高用户容量, 提高无线传输的质量。随着各种数字加密理论以及使用技术的发展, 对于数字系统而言, 保密性有很大的提升。
2.2无线通信技术常见的应用
(1) SMS技术, 即短信息服务。短信业务是无线通信技术的一种重要的应用, 指的是利用手机等移动设备进行文本发送的一种技术功。短信通信技术在上世纪八十年代就有出现, 一直到上世纪九十年代才渐渐发展成为一种商用的模式, 直到上世纪末, 这种技术在世界上各个国家之间进行传播, 人们的需求也不断增长。短信业务的一个重要的特点就是简短, 但是相对于电话通讯而言, 其便捷性稍差。 (2) EMS技术, 即增强型信息服务。随着各种信息技术的应用和发展, 在本世纪提出的增强性短信业务, 除了对各种文本进行传输, 还能够提供一些比较简单的声音以及图片的传输, 与当前使用比较广泛的彩信技术有一定的差距, 但是对于这种技术而言, 还没有一个综合性的国际标准。 (3) MMS技术, 即多媒体信息服务。这种技术也就是我们常说的彩信业务, 彩信指的是按照3GPP标准、WAP论坛标准、多种多媒体信息的标准制定出来的一种全新的业务, 最大的特色是能够支持多种多媒体功能, 比如在信息的传递过程中, 不仅可以进行各种文本的传输, 还能够进行语音、因特网、电子邮件、会议电视等多种业务的传输, 可以实现手机客户端之间、手机客户端与互联网之间的信息的传递, 对于用户的需求是一种极大的满足。MMS技术是SMS技术的一种升华, 是朝着多媒体进行发展的技术, 相比于前两种技术而言, MMS技术对信息内容的限制很少, 比如不会限制内容的大小、复杂性等, 可以进行多种形式的信息的传递, 对于运营商而言, 是一种多元化的无线通信服务的应用。也是当前信息时代背景中比较常用的一种通信技术。
三、结语
无线通信技术的应用十分广泛, 在很多方面都有应用, 该技术经历了不同时代和阶段的发展, 如今无线通信技术逐渐完善, 在未来的发展中, 移动通信和无线接入之间的竞争会变得越来越强烈, 各种技术在相互角逐的过程中, 也会互补, 使得无线网络向综合化、全球化、一体化的方向发展。
摘要:随着时代的发展与进步, 各种先进的技术在我们生活中的应用越来越广泛, 无线通信技术产生之后, 获得了巨大的发展, 为用户提供了综合宽带的业务, 解决了当前通信过程中的很多问题。本文对现代无线通信技术的发展以及相应的应用进行了分析, 旨在促进无线通信技术的发展, 提高无线网络的整体水平。
关键词:无线通信,技术,发展,应用
参考文献
[1]曹连江.浅谈无线通信技术的发展前景[J].佳木斯教育学院学报, 2011 (04)
[2]李海滨.浅谈无线通信技术的应用前景[J].中国传媒科技, 2012 (02)
基于无线射频技术的现代仓储管理 篇3
摘 要:探讨RFID技术于现代仓储管理中应用现况,导入RFID后仓储管理的具体作业流程。
关键词:无线射频识别技术;仓储管理;现代企业
1 系统架构
仓库管理系统设计采用如下三层架构:
第一层是采集(Capture),主要是通过射频识别设备以及其它自动识别设备采集数据,包括库位标签、货物标签、无线数据终端、AGV车等;
第二层是移动(Movement),即通过无线通信技术,把采集来的数据传递到中央数据库,包括无线接入设备和相关的网络设备。
第三层是管理(Management),对采集的数据进行管理,包括数据库服务器、网络服务器等设备和仓库管理系统软件。
2 在硬件层面的构建
(1)给每一库位贴电子标签,该标签称为库位标签。在进行库房管理作业时,读取该标签编号,就可判定当前作业的位置是否正确。
(2)在物品入库时,给每个库存管理物品贴电子标签,该标签为货物标签。贴放标签的物品应该是整托盘、整箱或便于安装标签的大件物品。在进行库房作业时,读取标签的编号,确定作业物品是否正确。为了节省运行成本,货物标签设计成可重复使用。在货物出库时取下,送到入库处再重新使用。
(3)架设无线网络,覆盖整个仓库作业区,所有作业数据实时传输。在叉车上安装固定无线数据终端,手工作业人员配手持式无线数据终端。无线数据终端具有接受作业指令、确认作业位置与作业货物是否准确、返回作业实况等功能。
(4)使用自动导引车AGV(Automatic Guided Vehicle)作为平台,在上面安装RFID识读器、控制设备、无线通信设备。安装识读器设备的AGV车,每天在设定时间自动对库房进行盘点,并把盘点结果传输给系统管理中心。
其实,建立RFID硬件应用只是冰山一角,更多、更大规模的应用还是在后台,比如对数据库、中间件、应用软件、甚至企业业务流程等的支持和改进才是让RFID充分发挥价值的根本。这一整套系统才使得实时库存数据可以真正被最快最广泛的利用,真正使得库存管理融入整个供应链系统之中。毕竟单一的实物仓库管理是无法满足现在企业对库存的要求的。也只有充分使用信息技术来辅助管理才能最好的沟通企业内部各个部门的关系,使得资金周转起来更加流畅。
一套基于RFID的仓库总系统包括图1的五个部分:
RFID仓储管理系统由业务管理软件、RFID标签发行系统和RFID标签识别采集系统组成,这几个系统互相联系,共同完成物品管理的各个流程。后台数据库管理系统是整个系统的核心,RFID识别采集是实现管理功能的基础和手段。通过RFID中间件与管理中心进行数据的交换。
图1 RFID仓储管理系统结构图
3 系统功能
本系统利用电子标签对每一个需要管理的对象在其管理周期内进行标记管理。管理人员利用本系统可以实时了解掌控每个被管理对象(物品)的性质、状态、位置、历史变化等信息,并根据这些信息采取相应的管理对策和措施,达到提高使用单位的运营水平和管理质量的目的。根据需求,系统包含了若干模块:系统管理、标签制作、入库管理、出库管理、盘点管理、调拨管理、退换管理、报表分析、终端数据采集程序:
(1)系统管理:系统设置以及系统用户信息和权限。标签制作:依据入库单及标签制作申请单录入的货物信息生成每个物品的电子标签,在标签表面上打印标签序号及产品名称、型号规格,在芯片内记录产品的详细信息。
(2)入库管理:入库时,仓库管理员根据订货清单清点检查每一件货品,检查合格后交给仓库保管员送入库房。仓库保管员持手持机扫描货架库位标签和入库物品上的标签并输入物品数量进行入库登记,数据记入手持机内的入库操作数据表,然后将物品放置到指定库位上。如果需要将物品装入包装箱内存放,还需要扫描箱标签以更新手持机内箱明细表。全部物品入库完毕后,将手持机交给管理员,由管理员将入库数据导入后台管理数据库内,完成入库操作。经过这一流程后,仓库中每一种物品的位置、数量、规格型号等都可以在仓储管理软件中一目了然的查找出来,实现了仓储状态的可视化。
(3)出库管理:出库时,仓库管理员根据根据领料申请查询仓储状态,然后做出预出库单;保管员根据预出库单将指定库位的物品取出,使用手持机扫描库位标签和物品标签将出库信息进行登记,数据记入手持机出库数据表;全部出库物品取出后将出库信息上传到主机,与预出库单作比较,并根据实出数量进行登帐。
(4)盘点管理:使用手持数据采集终端进行数据的采集,如物品标签、摆放货架、物品数量等。系统可根据事先设定的产品分类,自动产生或人工选择产生盘点任务表,进行盘点作业,盘点作业主要扫描产品标签和相应的库位信息。数据上传后,系统会自动列出已盘产品与未盘产品,并根据需求进行盘盈、盘亏等操作。
(5)调拨管理:出现调拨情况时,根据调拨情况选择不同的调拨流程。
(6)退换货管理:客户退货的时候,通过读取产品标签可以查询的该产品是否是属于此客户,销售时间等信息,并且方便查询当时的销售信息,进行有效的监督和管理。对于确认需要退货的产品,手持机在读取标签时会将当前时间写入标签中的退货时间字段。
(7)报表分析:对系统的数据进行统计分析,生成相关报表。将整个仓库管理与射频识别技术相结合,能够高效地完成各种业务操作,改进仓储管理,提升效率及价值;提高物品出入库过程中的识别率,可不开箱检查,并同时识别多个物品,提高出入库效率;缩减盘点周期,提高数据实时性,实时动态掌握库存情况,实现对库存物品的可视化管理;采用射频技术能大大提高拣选与分发过程的效率与准确率,并加快配送的速度,减少人工、降低配送成本;精确掌握物资情况,优化合理库存。
RFID对上述7各环节的改进,第一实现了货物的先进先出管理。库存管理依靠的是手工的方式,只能实现楼层级的管理。根本无法区分各批次的库存货物,从仓库出货时,无法做到货物的先进先出管理,导致部分货物长期存放在仓库中,影响了产品的品质和公司的形象。而数字化仓库利用RFID,无线局域网,数据库等先进技术,可以实现托盘货位管理。对于每一批入库的货物,其入库时间,存放货位等信息均由系统自动记录,当货物出库时,就可在此基础上实现货物的先进先出管理。
第二使得仓库库存实时化管理 成为可能:原始仓库的库存管理依靠的是手工报表,人工统计的方式来实现,导致领导和电话订货中心等相关部门无法及时确切了解仓库的库存信息。此外,业务的发展,日进出货物数量、品种逐步扩大,客户需求也日趋复杂。能否实现仓库库存的实时化管理已经成为了影响建立快速、高效的运营体系的重要因素。数字化仓库项目建成投入运行以来,极大地改变了这一状况。管理人员和相关部门可以实时、准确地掌握配送中心仓库的库存情况。仓库库存的实时化管理为公司领导和相关部门的经营决策提供了科学的依据。由于RFID能迅速精确的计算货物总量,跟踪流动货物在调查货物过剩及零售商接受货物中货物短缺问题时的费用将大大减少。使得实时管理库存成为可能。计算周转率的是库存 管理中十分必要的,而使用点库存(月初月末库存数据)的方式并不准确有人为的影响因素比如月初月末压货行为。因此可以通过射频技术建立的现代智能仓库采集得来得连续库存数据来计算。这个时间段可以是天也可以是小时,一般按照天就可以了。公式如下
IDMS=AVG(D1+D2+D3+D4+D5……+D31)/AVG(Dsm1+Dsm2+……+Dsm31)
IDSM 为库存现金系数
AVG 平均数
D1 每期第一天的库存,依次类推
Dsm1 每期第一天的销售物料成本,依次类推
这样计算的资金周转率就比较客观准确了,同时也可以依赖RIFD的便利来得到各种不同产品的资金周转率,为企业高层在库存管理时提供定量信息。
第三图形化管理对物料进行跟踪:在实现托盘货位管理的基础上,还能实现物料跟踪及图形化管理的功能。这一功能使得库存物料可以非常直观、迅速地以图形化的方式反映出来。极大地提高了物品管理的仓储效率和精细度。
第四优化业务流程,提高工作效率:数字化仓库项目建成后,结合计算机技术和托盘管理,在很大程度上优化了卷烟配送中心的业务流程。入库时,货物在传送带上经扫码后,直接堆放在托盘上,由在系统控制下的提升机自动将该托盘送到相应楼层,最后叉车将托盘送到系统分配的货位存放。出库时,叉车根据系统指示,按照先进先出的原则将目标托盘送到提升机,再送至分拣中心进行分拣,通过对托盘的有效管理和运用,减少了货物的搬运次数和破损机率,提高运行效率。
通过信息系统,各部门与仓库直接联机,详细储存每项产品的生产日期、销售数量、库存状态、有效日期、存放位置、销售价值和成本等数据。有关数据通过数据专线与各部门直接联机,使各个职能部门及仓库能及时了出库销售和存货状况,并按实际情况及时安排采购以补足货物存量。在仓库库存不足时,公司的计划部门及生产系统亦会实时安排生产,并预定补货计划,以避免出现断货情况。信息系统完全实现实时数据转换,决策部门可以随时掌握最新的数据,做出相对准确的决策。
随着现代工业生产的发展,柔性制造系统(Flexible Manufacturing Systems)、计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing Systems)和工厂自动化(Factory Automation)对自动化仓储提出更高的要求,搬运仓储技术要具有更可靠、更实时的信息,工厂和仓库中的物流必须伴随着并行的信息流。
射频数据通信、条形码技术、扫描技术和数据采集越来越多的应用于仓库堆垛机、自动导引车和传送带等运输设备上,移动式机器人也作为柔性物流工具在柔性生产中、仓储和产品发送中日益发挥重要作用。实现系统柔性化,采用灵活的传输设备和物流线路是实现物流和仓储自动化的趋势。
人工智能技术的发展必将推动自动化仓库技术向更高阶段即智能自动化方向发展,在智能自动化物流阶段,生产计划作出后,自动生成物料和人力需求,查看存货单和购货单,规划并完成物流。如果物料不够,无法满足生产要求,系统会自动推荐修改计划以便生产出等值产品。这种系统是将人工智能集成到物流系统中。
无线串行通信技术总结 篇4
与传统的有线串行(RS232)通信不同,无线串行通信具有设备移动方便(特别在通信设备空间相互隔离不便连线的情况下)、通信距离远(可达几十km)等特点。
无线串行通信应用领域非常广,常用的有:无线抄表;工业遥控、遥测;无线数据传输;银行POS系统;无线数据采集;楼宇自动化、无线监控、门禁系统;智能家居、工业控制;汽车检测设备;无线LED显示屏系统。
目前,比较常用的无线串行通信技术有红外、蓝牙、ZigBee和无线数传等四种。四种方式都有不少公司推出了标准模块,价廉物美,特别适用于嵌入式系统及PC机之间的串行通信。
1、红外串行通信,符合IrDA1.x标准,利用950 nm近红外波段的红外线作为传递信息的载体,通过红外光在空中的传播来传递信息,由红外发射器和接收器实现。其最大优点是:不易被人发现和截获,保密性强;几乎不会受到电气、天电、人为干扰,抗干扰性强。此外,红外线通信机体积小、重量轻、结构简单、价格低廉。不足之处在于它必须在视距内通信,且收发端必须是直线对射。
红外转RS232模块有武汉波士电子的IR232、北京水木行的SMH-IR220等,波特率可达115.2Kbps,通信距离在1m以上。
2、蓝牙串行通信,符合蓝牙协议(BlueTooth)V1.x,使用2.4GHz的ISM(工业、科学、医学)频段。频道共用23个或79个,频道间隔均为 1MHz,采用时分双工方式,调制方式为BT= 0.5的GFSK。蓝牙的数据传输率可达1Mbs,与红外一样,蓝牙的传输距离也较短。
生产蓝牙转RS232模块的公司也有不少,例如:南京国春电气设备有限公司的GC-232-1,深圳蓝色飞舞科技的BF10等。
3、ZigBee串行通信,Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词,这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低功耗、低成本。主要适合用于无线测控、无线抄表、智能家电、安防报警等领域,可以嵌入各种设备。其最高波特率可达384K,传输距离在1000m以内。
ZigBee转RS232典型产品有:赫立讯科技(北京)公司的IP-Link 2220H,深圳市鼎泰克电子有限公司的DTK系列等。
无线通信技术发展探讨论文 篇5
3.1网络高度融合。无线通信技术发展的必然趋势即网络的高度融合,通过网络融合实现异构网络的互联及其资源的整合与共享。如果不遵循这一趋势,而重新构建一个全新的无线网络则会面临很多技术和资金方面的问题。从技术层次方面讲,如今无线网络种类繁多,若以其中一种网络类型为基本模型进行重新构建则损失了其他已经具有良好体系结构的网络;从资金方面来讲,重新构建一个网络则会花费巨额的资金。
3.2高效频谱接入。无线频谱资源是固有的战略资源,各国都在争用无线频谱信道进行无线通信技术的研究与应用。如何高效的利用无线频谱是无线通信技术领域里亟待解决的问题。认知无线电技术的出现很好的`解决了这个问题。认知无线电技术特点是通过不断的训练学习构建应用系统模型,使之能够动态地认知并判断其工作环境,自适应地调整工作频率及其相关操作参数,以便更加高效地占用频谱信道,提高整个信道的利用率。
3.3宽带局域无线接入。用户通过接入系统进入通信网络进行数据访问,最初的有线接入方式存在诸如综合布线的局限性,限制了通信技术和网络技术的发展。目前无线通信技术的出现和发展很好的解决这种局限性问题。客户终端的移动性也为无线接入方式提供了发展的可能,其必然成为未来无线接入的重要发展方向。
3.4链路容量扩展。链路容量扩展的瓶颈问题来自于有限的频谱资源,在固有的频谱范围之内,越来越多的用户需要瓜分其中的频率值,而由于技术特点的要求,可用的频率又是有限的,因此如何解决这一矛盾是技术人员需要考虑的重要问题。既然信道无法无限划分,那么只能从提高通信设备的数据传输速率上进行着手研究。因此高速化的网络传输设备的研发是无线通信技术发展的另一个方向。
3.5集成多种抗干扰波形。为了提高信道容量,根据香农定理C=Wlog2(1+S/N)可知,当带宽W和信号功率S不变的情况下,噪声功率N趋于0时,信道容量C则趋于无穷大。因此无线通信技术发展的另一个方向就是尽可能的集成多种抗干扰波形去减少噪声对信道的干扰。目前无线通信技术手段已经能够很容易的侦测出中低速跳频电台,从而对其屏蔽,但对于高速跳频电台的侦测和屏蔽依然是很难实现的问题。
3.6通信与保密相融合。无线通信容易暴露出通信双方的信息,现在越来越多的用户要求在通信时采取与之相适应的保密手段。当前大多数保密机或保密卡依靠通信设备提供的通信链路实现保密通信,这种方法会带来较大的额外带宽开销,降低了通信效率,使无线频谱资源白白遭受损失。通过深入分析会发现战术电台中的通信与保密在很大程度上可以相互结合,降低无线信道的开销,在技术体制上,完全可以实现通信同步与保密同步二合一,跳频图案由保密算法导出等,一方面减少了通信频谱的开销,另一方面使得侦察和破译的概率大大降低,充分发挥出通信与保密相结合的优势。
3.7多功能综成。由于用户业务需求的广泛性,未来的无线通信系统必须实现多种功能的综合集成:IP业务和非IP业务的综合;话音、数据和图像等业务的综合;多MAC接入的综合;无线传输模式的综合;服务模式的综合等。无线通信系统的多功能综合集成能够为不同的业务需求提供有力的保障,同时能够继承已有技术的优势,缩短新产品研发的周期。
4结论
无线通信为用户提供话音、数据、图像等通信保障,面对各种应用业务的需求变化,无线通信技术必将相应地发生较大变化。文中通过深入分析国内外无线网络通信的特点,指出了今后无线通信技术的发展趋势。
参考文献:
[1]庾志成.~移动通信新技术发展分析[J].移动通信,200,(1):20-24.
[2]赵志法鲁道海冉隆科.现代战术通信系统概述[M].北京:国防工业出版社,.
现代无线通信技术 篇6
1移动业务支付定义
移动业务支付也称为手机支付,支付第一步是指通过计算机与个人或者计算机与移动终端发出数字化指令为其消费的商品或服务进行账单支付的方式,支付第二步是商家接受支付并为顾客提供商品,银行或者中介机构作为可信的第三方,以经纪人的身份为商家和顾客进行货币销售和清算、维护账号、并解决可能引起的争端,支付第三步部是商家和顾客通过证书等方式认证交易身份,完成可靠性的交易过程。
2无线通信关键技术分析
2.1WAP技术
无线通信技术在移动业务支付应用方面最关键的技术是WAP技术,WAP技术即“无线应用协议”,一个典型的WAP应用体系结构由移动设备、WAP代理和应用服务器三类实体构成。WAP技术负责将Internet和移动通信网连接到一起,客观上已成为移动终端上网的标准。WAP的应用模型是基于WWW的客户/服务器结构,客户方通过浏览器向Internet上的服务器请求以标准格式表示的Web页面内容。
2.2WIM技术
WIM技术即是WAP身份识别模块,其技术的主要目的是要把安全功能从手持设备中分离出来。对于加解密算法、移动用户证书、客户端用于签名的永久性私钥等敏感信息,都可以放入WIM卡中。在现实中,这种防篡改设备就是一种智能卡,这种智能卡可以与现有的SIM卡结合,也可以单独存在。WIM卡有自己的处理器和存储器,能够进行加解密技术字签名的运算,并能够保存用户证书、密钥等信息。
3微支付认证关键技术分析
微支付认证技术也称为身份鉴别,未支付认证技术必须使得通信的双方安全可靠,用以确保通信过程中数据传输的真实性,防止hacker等入侵者对系统进行干扰主攻击等,如假冒、篡改等。实现认证的手段有很多种,常见的认证技术有数字签名认证、证书认证两种方式:
3.1数字签名认证
数字签名技术是使用非对称加密技术,加密过程中存在两个密钥,一个公开密钥,一个私有密钥。其中,用公开密钥对信息明文加密所产生的二进制流只能由相应的私有密钥进行解密还原,用私有密钥对信息明文加密所产生的密文数据也只能由该私有密钥所对应的公开密钥进行解密。由于在非对称加密体系结构中,私有密钥是不公开的,只能属于唯一的密钥持有人,所以利用私有密钥对数据信息进行加密运算,其结果就得到数字签名,如果相同则可以认为该信息确实为发送方所声称的身份实体所发送,保证了交易的`安全性。
3.2证书认证
数字证书包含标志网络用户身份信息的一系列数据。其主要作用是在网络通讯中识别交易双方的身份,传统的数字证书是由权威公正的第三方机构即认证中心CA(CertificateAuthority)签发的,以数字证书为核心的加密技术可以对网络上传输的信息进行加密和解密、数字签名和签名验证,确保网上传递信息的机密性、完整性,以及交易实体身份的真实性,签名信息的不可否认性,从而保障网络应用的安全性。
4总结
现代无线通信技术 篇7
作为可移动的通信网络, 无线网络能够轻易地覆盖有线网络不能覆盖的地方, 同时不需要预先架设线路, 能够为用户提供灵活、方便、随时随地的通信服务。由于它具有有线网络不可比拟的优点, 因此近10年来, 不论在商业应用上还是军事应用上, 无线网络均得到了巨大的发展。
1 我国无线通信技术现状
短距离通信具有容量大、质量好、数据安全性高的优势, 并且不用布置有线通讯系统, 设备之间建构无线网络的连结, 取代专线, 并减少了网络布线的工作量, 简单且成本低短距离无线通信相对于网络基础设施的无线通信技术, 终端之间对等通信无需网络设备进行中转, 信息安全方面和成本方面都具很大优势。短距离通信主要有蓝牙、Wi-Fi无线局域网、Zig Bee等技术, 结合这些技术不同的特点, 取长补短, 无线通信未来是否能构建出传输速度快、安全性好、范围比较广的区域通信、资料数据传送。
1.1 蓝牙技术
以近距离无线连接为基础, 为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接的短程无线电技术, 要建立通用的无线电空中接口及其控制软件的公开标准, 使通信和计算机进一步结合, 在没有电缆或者是电缆通过1Mb/s的速率进行数据的相互传递的同时, 还能够比较便捷地接入到互联网当中, 这是一种能够实现语音以及数据无线传输的规范, 是一种成本低廉、功耗较低、具备一定的安全性的无线连接的新技术。
1.2 Wi-Fi无线局域网
能够实现MOPS的无线接入, 这种技术的主要优势在于能够较完美的解决无线局域网以及校园网当中的用户以及用户终端的无线接入, 其覆盖的范围大约能够达到100m, 而且传输的速度比较快, 相对而言, 成本也比较低下, 大大的节省了网络布线的费用, 而且更加方面厂商的参与, 尽管其数据的安全性会稍微逊色于蓝牙技术, 但是其带宽以及电波的覆盖面积与蓝牙相比具有非常明显的优势, 但是其较好的带宽也是以非常高的功耗作为主要代价的, 所以说, 绝大部分的无线网络都需要具备较高的电能作为储备, 这也在一定程度上限制了无线网路在工业场所的广泛使用。
Zig Bee是一种低速率、短距离的新兴无线组网通信技术。它主要用于近距离无线连接, 是一种介于无线标记技术与蓝牙之间的技术提案。Zig Bee技术具备自身的无线标准, 其主要借助于数以千计的微小的传感器相互之间的协调来达到通信的目的, 借助于无线电波, 这些传感器用类似接力的方法实现数据由同一个传感器向另外一个传感器的传送, 在此过程当中, 所需要使用的能量极其微小, 因此, 这种通信的效率相对而言是比较高的。
2 现代无线通讯技术发展现状和发展趋势
3rd Generation是3G网络的英文全称, 也就是人们所理解的第三代的移动通信技术, 相对于1G以及2G, 也就是模拟制式手机时代以及GSM、TDMA数字手机时代, 3G手机也就是实现无线通信和国际互联网等多种媒体相互结合的一种较为新型的移动通信网络。
4G网络也就是3G网络和WLAN的结合体, 其主要的优势为, 能够更加清晰的进行视频图像的传输, 其图片的质量与电视的清晰质量几乎一致, 4G系统的下载速度也很理想, 通常情况下, 能够达到10MB的速度, 与目前的拨号上网相比, 网速快了大概200倍, 上传的速度也非常快, 基本上能够达到5Mbps4, 此外, 其还能够充分的满足用户对其所提出的要求, 4G网络还能够再DSL以及有线电视解调器还没有进行覆盖的地方部署, 进而逐渐扩展到全部的地区, 显而易见, 4G网络所具有的优势目前的网络无法取代的。
就消费的角度来看, 4G网络可能是消费者更容易接受的, 因为其具备较快的网速, 并能够满足人们几乎一切的要求, 实际上, 用户的需求是推动技术发展的根本, 也正是由于用户的需求, 在实现的由无线语音服务到无线多媒体服务的转变, 他们需要更加稳定快读的下载速度, 需要更可靠的质量以及更加高端的影音服务, 在这种趋势的推动下, 对于便携式设备的设计人员也提出了更高的要求, 怎么样提供更加具体、全面的电源管理服务、怎么样提高系统的整体性能、怎么样稳定客户群体成为人们重点研究的课题, 从全面发展的角度来看, 3G/4G的技术发展为使用者提供了更加便捷地数据传输平台, 与此同时, 也面临着一些非常关键的技术难题, 只有成功的功课技术难关, 才能够更加稳定快速的发展无线通讯技术。
手机的使用功能逐渐增加, 对于电源的管理也提出了更高的要求, 伴随着3G技术的不断进步, 3G智能手机逐渐被人们广泛接受, 与原先使用的手机相比, 3G手机往往都需要具备更加丰富的多媒体资源以及更多的商务处理能力, 随着手机使用功能的不断增加, 并且需要尽量确保手机外形的美观与轻巧, 使得电池的负担不断加大, 这也是业界内部一直关注的问题, 对于电池管理芯片而言, 要实现在更小的空间之内将电池的输出能力不断提高, 这些都是不小的挑战。
随着人们对于便携式电子产品要求的不断增大, 便携式电子产品逐渐增加了网页浏览的功能、音乐下载的功能以及串流视讯的功能等等, 为了满足消费者的需求, 便携式电子产品又展开了降低功耗的设计与研究, 从而能够使得待机的时间更加长久, 实际上, 提高便携式电子产品的其中的一个非常有效的方式就是借助于D类放大器, 因为动圈式扬声器的体积相对而言比较大, 这也就导致了音频系统不能够进一步的缩小, 如果能够采用最新推出的陶瓷扬声器, 就能够设计出更加轻薄、更加高效的便携式电子产品, 尽管陶瓷扬声器对于供电电压的要求比较高, 但是其所使用的电流相对而言却比较少, 显而易见, 与动圈式扬声器相对其具有更加明显的优势。
当最新的一代的技术出现在市场中的时候, 更加先进的技术已经开始研究了, 4G的传输速率目前已经超过了100Mbit/s, 这个数据明显的领先于移动电话, 大概是其的一万倍, 同样是3G的50被, 在国内, 4G网络的相关技术标准已经逐渐趋于成熟,
3 结论
随着我国技术水平的不断进步, 无线通讯技术也逐渐迈进了一个新的阶梯, 目前, 已经由日趋完善的3G网络向4G网络迈进, 无论在速度还是安全方面都比以前有经一部的提升, 未来无线通信技术发展的明天会更美好, 将会给用户带来更多的便利。
摘要:无线通信, 这个从诞生至今仅一百多年的的新兴技术, 现在已深刻影响了人类生产、生活的各个领域。手机、无线网络已融入我们的日常生活, 如今的我们已很难想象没有无线通信技术的世界会是什么样子。这项技术从理论预测, 工程实现到大规模发展应用, 其一个世纪以来的迅猛发展令世人瞩目。现今无线通信技术发展势头依旧强劲, 并出现了多个技术热点。本文就简要地叙述现代无线通讯技术发展现状和发展趋势。
关键词:无线通讯,发展现状,发展趋势
参考文献
近代无线通信技术 篇8
【关键词】蓝牙(Bluetooth);近距离无线通信
1.蓝牙的起源与发展
蓝牙是1998年5月由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚共同提出的一种近距离无线数据通讯的技术标准,这是一种支持设备短距离通信的无线电技术。利用该技术可以有效地简化移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化设备与因特网之间的通信,使数据的传输变得更加迅速、高效。
蓝牙的支持者从最初的五家企业发起的蓝牙特别兴趣小组(SIG)发展到现在近3000个企业成员。蓝牙从实验室进入市场要经过三个阶段:
第一阶段(2001年底到2002底):蓝牙产品作为附件应用于移动性较大的高端产品(如移动电话耳机、笔记本电脑插卡或PC卡等)中,或应用于只要求性能和功能且对价格无要求的特殊场合。
第二阶段(2002年到2005年):蓝牙产品嵌入中高档产品中,如PDA、移动电话、PC、笔记本电脑等。蓝牙的价格进一步下降,估计其芯片价格在10美元左右,而有关的测试和认证工作也初步完善。
第三阶段(2005年以后):蓝牙进入家用电器、数码相机及其他各种电子产品中,蓝牙网络随处可见,蓝牙应用开始普及,蓝牙产品的价格在2美元~5美元之间,每人都可能拥有2-3个蓝牙产品。
2.蓝牙技术的工作原理
2.1建立连接
在微微网建立之前,所有设备都处于就绪状态。在该状态下,未连接的设备每隔1.28s监听一次消息,设备一旦被唤醒,就在预先设定的32个跳频频率上监听信息。跳频数目因地区而异,但32个跳频频率为绝大多数国家所采用。连接进程由主设备初始化。如果一个设备的地址已知,就采用页信息(Page message)建立连接;如果地址未知,就采用紧随页信息的查询信息(Inquiry message)建立连接。在微微网中,无数据传输的设备转入节能工作状态。主设备可将从设备设置为保持方式,此时,只有内部定时器工作;从设备也可以要求转入保持方式。设备由保持方式转出后,可以立即恢复数据传输。连接几个微微网或管理低功耗器件时,常使用保持方式。监听方式和休眠方式是另外两种低功耗工作基带技术支持两种连接方式:主要用于语音传输的面向连接(SCO)方式;主要用于分组数据传输的无连接(ACL)方式。
2.2差错控制
基带控制器采用3种检错纠错方式:1/3前向纠错编码(FEC);2/3前向纠错编码;自动请求重传(ARQ)。
2.3认证与加密
认证与加密服务由物理层提供。认证采用口令——应答方式,在连接过程中,可能需要一次或两次认证,有时也无需认证。认证对任何一个蓝牙系统都是重要的组成部分,它允许用户自行添加可信任的蓝牙设备,例如只有用户自己的笔记本电脑才可以通过自己的手机进行通信。设置蓝牙安全机制的目的在于提供适当级别的保护。
2.4软件结构
蓝牙设备具有互操作性。对于某些设备,从无线电兼容模块、空中接口,直到应用层协议、对象交换格式都要实现互操作性;对另外一些设备(如头戴式设备等)的要求则要宽松得多。蓝牙计划的目标就是要确保任何带有蓝牙标记的设备都能进行互换性操作。软件的互操作性始于链路级协议的多路传输、设备和服务的发现、以及分组的分段和重组。蓝牙设备必须能够彼此识别,并通过安装合适的软件识别出彼此支持的高层功能。互操作性要求采用相同的应用层协议栈。不同类型的蓝牙设备对兼容性有不同的要求,用户不能奢望头戴式设备内含有地址簿。蓝牙的兼容性是指它具有无线电兼容性,有语音收发能力及发现其它蓝牙设备的能力,更多的功能则要由手机、手持设备及笔记本电脑来完成。为实现这些功能,蓝牙软件构架将利用现有的规范,如OBEX、HID(人性化接口设备)、vCard/vCalendar及TCP/IP等,而不是再去开发新的规范。设备的兼容性要求能够适应蓝牙规范和现有的协议组成部分,它允许用户自行添加可信任的蓝牙设备,例如,只有用户自己的笔记本电脑才可以通过用户自己的手机进行通信。蓝牙安全机制的目的在于提供适当级别的保护,如果用户有更高级别的保密要求,可以使用有效的传输层和应用层安全机制。
3.蓝牙通讯技术的特点
4.蓝牙技术在日常生活中的应用
通过以下蓝牙连接,我们可以从家庭办公的线路束缚中解脱出来:
(1)保持计算机、电话及PDA上的联系人、日历和信息同步。
(2)从计算机向打印机无线发送文件。
(3)将计算机无线连接至鼠标和键盘,免去了桌上一堆的杂乱电线。
(4)通过连接手机至扬声器召开免提电话会议。
(5)从拍照手机向打印机发送图片,并进行打印。
(6)通过无线立体声耳机收听从家庭音响或其它类似音频设备传送的流音乐。
(7)通过蓝牙连接从膝上型计算机或手机向媒体查看器发送图片,在电视上查看数码照片。
(8)在无线立体声系统内,基站可以通过蓝牙连接向无线扬声器流传输音频。
(9)在进行日常活动时,使用连接至手机或固定电话的无线耳机,就可以随意接听来电。
(10)在家时,可以使用连接至陆线CTP电话的手机,以节省话费。
5.结束语
蓝牙技术产品与因特网Internet之间的通信,使得家庭和办公室的设备不需要电缆也能够实现互通互联,大大提高办公和通信效率。因此, “蓝牙”将成为无线通信领域的新宠,将为广大用户提供极大的方便而受到青睐。蓝牙技术对我国的信息化建设来说,既是机遇也是挑战。我们衷心希望具有我国自主知识产权的蓝牙产品早日投入市场,也希望有更多有识之士关注和支持我国蓝牙技术的发展,也许在不久的将来,人们会惊奇地发现我们的工作与生活都在逐渐变蓝。 [科]
【参考文献】
[1]超低功耗(ULP)蓝牙技术规范解析[M].国防工业出版社,2010.
[2]崔伟,赵伟.蓝牙技术及其应用[J].电测与仪表,2002,2:8-10.