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【摘要】近年來隨著無線通信不斷發(fā)展,紅外無線技術(shù)也得到了較大的進(jìn)步,該技術(shù)具有低功耗、抗電磁干擾能力強(qiáng)、安全性高等優(yōu)點(diǎn),在我國應(yīng)用非常廣泛的無線通訊技術(shù)備受青睞。隨著編碼調(diào)制技術(shù)快速的發(fā)展,近距離無線通信得到了社會(huì)各界的廣泛重視,也逐漸增高了紅外通信技術(shù)的應(yīng)用頻率,使其成為移動(dòng)設(shè)備、辦公設(shè)備、手持設(shè)備進(jìn)行通信的重要方法。本文通過分析紅外通信技術(shù)基本原理以及優(yōu)缺點(diǎn),探討了一些重要的紅外協(xié)議,并且對(duì)其在室內(nèi)無線傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了介紹,希望我國無線通信技術(shù)發(fā)展的越來越好。
【關(guān)鍵詞】紅外無線通信;紅外協(xié)議;室內(nèi)無線傳輸
一、引言
我國通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中,也促使紅外無線通信技術(shù)得到了快速健康的發(fā)展,并在多個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。在光譜中波長自0.76至400微米的一段稱為紅外線,它涉及的區(qū)域比較寬,因此無線管理協(xié)會(huì)不會(huì)對(duì)其約束,而且紅外線的安全性也得到較大提升,它不會(huì)穿越不透明物體,所有在國際會(huì)議與各大企業(yè)中以紅外載波作為基礎(chǔ)的無線通信技術(shù),均有應(yīng)用,其安全性明顯高于其他常用的無線通信技術(shù)。
二、紅外無線通信技術(shù)
1、紅外通信基本原理。紅外通信:利用近紅外線來傳輸信號(hào)的通信方式,主要是用來取代點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線纜連接,和藍(lán)牙、WiFi(802.11)等一樣,是一種無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。在紅外通信的過程中,我們是利用近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體,也即是作為通信信道?;鶐ФM(jìn)制信號(hào)被發(fā)送端調(diào)制為一系列的光脈沖串信號(hào),然后我們將紅外信號(hào)通過紅外發(fā)射管發(fā)射出去。然后接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào),送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)前還需要經(jīng)過放大、濾波等處理,還原為可識(shí)別的二進(jìn)制信號(hào)后輸出。
2、紅外通信的優(yōu)缺點(diǎn)。1)優(yōu)點(diǎn):低功耗,小于40多毫瓦;經(jīng)濟(jì)實(shí)用、方便連接、簡單易用;安全性高,具有不透光材料的阻隔性,可分隔性;小角度保持在30度錐角以內(nèi),短距離適合室內(nèi)傳輸,保密性強(qiáng),點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直線數(shù)據(jù)傳輸;紅外的傳輸速率較高,4M速率的FIR技術(shù)已被廣泛使用,16M速率的VFIR技術(shù)已經(jīng);無頻道資源占用性;無有害輻射,綠色產(chǎn)品特性:科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明,紅外線是一種對(duì)人體有益的光譜,所以紅外線產(chǎn)品是一種真正的綠色產(chǎn)品;具有一定的安全性。短距離通信、窄的信號(hào)角度、同步時(shí)設(shè)備的位置固定、通信鏈路上不能有任何障礙物、只能是點(diǎn)到點(diǎn)的通信這些特點(diǎn)提供了一定的安全性。2)缺點(diǎn):受限于視距傳輸和最大1m的傳輸距離,短距離通信。由于紅外線的波長較短,對(duì)障礙物的衍射能力差,所以只適合于短距離無線通訊的場(chǎng)合(比如室內(nèi)傳輸),其點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸連接,無法靈活地組成網(wǎng)絡(luò);進(jìn)行“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的直線數(shù)據(jù)傳輸;要求通信設(shè)備的位置固定;由于采用調(diào)幅進(jìn)行傳輸,抗環(huán)境干擾能力差;在傳輸數(shù)據(jù)時(shí),當(dāng)輸出的功率一定時(shí),用于信號(hào)傳輸?shù)墓β市?,接收到的?shù)據(jù)信號(hào)的信噪比小,容易誤判數(shù)據(jù),造成傳輸?shù)恼`碼;紅外通信采用異步雙工的通訊方式,即通信某一方的發(fā)送和接口是交替進(jìn)行的,這是由于考慮到紅外光反射,在全雙工方式下發(fā)送的信號(hào)可能會(huì)被本身接收。
三、紅外協(xié)議棧
IrDA1.1標(biāo)準(zhǔn)是紅外協(xié)議的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),即FastInfraRed。FIR的最高傳輸速率達(dá)到四兆每秒,同時(shí)采取了最新的基帶數(shù)據(jù)處理技術(shù),F(xiàn)IR是目前紅外無線通信中運(yùn)用得最廣泛的標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)用這種標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品也備受人們的青睞。VFIR技術(shù)是一種通訊速率更高的技術(shù),是FIR傳輸速率的四倍。不斷提高的傳輸速率使紅外線在短距無線通信領(lǐng)域有了更多的用武之地。IrDA標(biāo)準(zhǔn)都包括兩個(gè)基本的協(xié)議:紅外連接訪問協(xié)議IrLAP和紅外連接管理協(xié)議IrLMP;一個(gè)基本的規(guī)范紅外物理層連接規(guī)范IrPHY。紅外無線通信硬件設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和要求由IrPHY規(guī)范制訂;IrLAP和IrLMP為兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)層,主要對(duì)軟件連接進(jìn)行管理,測(cè)試和維護(hù)。在這兩種協(xié)議的基礎(chǔ)上,針對(duì)一些特定的紅外通信應(yīng)用領(lǐng)域,IrDA還了一些更高層次的紅外協(xié)議,如IrLANIrOBEX、IrTran-P和IrBus等等,這些協(xié)議在無線通信領(lǐng)域也將得到普遍的應(yīng)用。
四、基于紅外技術(shù)在室內(nèi)無線傳輸領(lǐng)域應(yīng)用
當(dāng)今社會(huì)隨著紅外無線通信的快速發(fā)展,已經(jīng)備受人們青睞。隨著紅外技術(shù)的普遍性應(yīng)用,已經(jīng)成為一種被業(yè)內(nèi)認(rèn)可的無線控制的通信標(biāo)準(zhǔn)。雖然IR端口的數(shù)據(jù)傳輸率很快,但其傳輸距離不長,由于這個(gè)劣勢(shì)大大限制了其應(yīng)用范圍和滿足市場(chǎng)的需求。為了解決現(xiàn)有IR端口存在的這些問題,Infra-Com公司開發(fā)出了基于漫散射紅外無線通信技術(shù)。這種技術(shù)為了解決傳統(tǒng)IR解決方案的對(duì)視距和方向性的要求,增強(qiáng)了紅外線配到物體表面彈回的能力。DIR技術(shù)通過增大了紅外無線產(chǎn)品的作用距離,從而拓寬了其應(yīng)用范圍。
五、結(jié)論
21世紀(jì)隨著紅外無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)的不斷發(fā)展,這種技術(shù)在我們的生活中及更多的行業(yè)得到更廣泛地應(yīng)用。
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作者:王國波 單位:廣東南方電信規(guī)劃咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司