幾種短距無線通信技術的對比和應用前景
目前使用較廣泛的近距無線通信技術有藍牙(Bluetooth)、無線局域網(wǎng)802.11(Wi-Fi)和紅外數(shù)據(jù)傳輸(IrDA)。同時還有一些具有發(fā)展?jié)摿Φ慕酂o線技術標準，如Zigbee、超寬頻(Ultra WideBand)、5G Wi-Fi、433MHz、近場通信(NFC)、DECT等等。
藍牙技術是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，其實質內容是為固定設備或移動設備之間的通信環(huán)境建立通用的近距無線接口，將通信技術與計算機技術進一步結合起來，使各種設備在沒有電線或電纜相互連接的情況下，能在近距離范圍內實現(xiàn)相互通信或操作。其傳輸頻段為全球公眾通用的2.4GHz ISM頻段，提供1Mbps的傳輸速率和10m的傳輸距離。
但藍牙技術遭遇了最大的障礙是過于昂貴。突出表現(xiàn)在芯片大小和價格難以下調、抗干擾能力不強、傳輸距離太短、信息安全問題等等。這就使得許多用戶不愿意花大價錢來購買這種無線設備。因此，業(yè)內專家認為，藍牙的市場前景取決于藍牙價格和基于藍牙的應用是否能達到一定的規(guī)模。但目前藍牙在手持移動設備短距離傳輸上還占很大的市場份額。
Zigbee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗個域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。主要特點包括低功耗、低成本、低速率、支持大量節(jié)點、支持多種網(wǎng)絡拓撲、低復雜度、快速、可靠、安全。ZigBee網(wǎng)絡中的設備可分為協(xié)調器(Coordinator)、匯聚節(jié)點(Router)、傳感器節(jié)點(EndDevice)等三種角色。
Zigbee作為一種短距離無線通信技術，由于其網(wǎng)絡可以便捷的為用戶提供無線數(shù)據(jù)傳輸功能，因此在物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)控制等領域具有非常強的可應用性。
隨著社會經濟結構、家庭人口結構以及信息技術的的發(fā)展變化，人們對家居環(huán)境的安全性、舒適性、效率性、透明性提出了更高的要求。同時越來越多的家庭要求家居產品不僅要具備簡單的智能，更要求整個系統(tǒng)在功能擴展、外延以及服務方面能夠做到簡單、方便、輕松、安全。很顯然，我們的家居生活需要改變。
雖然智能家居的概念很早就出現(xiàn)，市場需求也一直存在，但長期以來智能家居的發(fā)展由于受制于相關技術的突破，一直沒有得到大規(guī)模的應用普及。ZigBee的出現(xiàn)使這個問題得到了很好的解決。
物聯(lián)網(wǎng)則是一個極其龐大的網(wǎng)絡，它涉及各行各業(yè)，其實質就是讓萬事萬物通過網(wǎng)絡連接起來，實現(xiàn)許多超級智能化的應用。傳感器網(wǎng)是構建物聯(lián)網(wǎng)最基本的網(wǎng)絡，傳感器作為感知的最前端探測和搜集信號，之后則需要各種有線和無線的通信技術進行設備相互間的通信交流。而光纖、ADSL、3G和Wi-Fi是作為聯(lián)網(wǎng)的主要動脈，而最后100米的短距離接入則是通過短距離無線通信技術來實現(xiàn)的，而Zigbee被認為是目前最適合傳感器網(wǎng)絡接入端的無線通信技術。
5G Wi-Fi（802.11ac）是指第五代Wi-Fi傳輸技術，并且運行在5Ghz無線電波頻段（并不是運行在5Ghz頻段的Wi-Fi就是5G Wi-Fi，而只有采用802.11ac協(xié)議的Wi-Fi才是真正5G Wi-Fi）。
更高的無線傳輸速度是5G Wi-Fi的最大特征。業(yè)界認為，5G Wi-Fi的入門級速度是433Mbps，這至少是現(xiàn)在Wi-Fi速率的三倍，一些高性能的5G Wi-Fi還能達到1Gbps以上。而博通是較早提出提出此技術和較早應用此技術且相對比較成熟的芯片廠商，目前使用博通5G芯片的著名品牌有蘋果手機iphone5、三星手機GALAXY S4、HTC one 、騰達11ac 千兆無線路由器等。
盡管被稱為4G的第四代移動通信制式還沒有正式商用，但5G Wi-Fi卻已興起。由于國內外廠商紛紛在產品中加入對5G Wi-Fi功能的支持，有業(yè)內專家表示未來一年內，5G Wi-Fi將迅速普及，而各大連鎖咖啡店和西餐廳或將面臨5G Wi-Fi路由器的更換潮。
UWB（Ultra Wideband）是一種無載波通信技術，利用納秒至微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。通過在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號，UWB能在10米左右的范圍內實現(xiàn)數(shù)百Mbit/s至數(shù)Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。
UWB抗干擾性能強，傳輸速率高，系統(tǒng)容量大發(fā)送功率非常小。UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實現(xiàn)通信。有人稱它為無線電領域的一次革命性進展，認為它將成為未來短距離無線通信的主流技術。
UWB 技術多年來一直是美國軍方使用的作戰(zhàn)技術之一，由于UWB 具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢，在短距離范圍內提供高速無線數(shù)據(jù)傳輸將是UWB 的重要應用領域。此外，通過降低數(shù)據(jù)率提高應用范圍，具有對信道衰落不敏感、發(fā)射信號功率譜密度低、安全性高、系統(tǒng)復雜度低，能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)點。
第二個重要應用領域是家庭數(shù)字娛樂中心。在過去幾年里，家庭電子消費產品層出不窮。PC、DVD 、DVR 、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、HDTV 、PDA 、數(shù)字機頂盒、MD、MP3、智能家電等等出現(xiàn)在普通家庭里，將來你的住宅中的PC、娛樂設備、智能家電和Internet都連接在一起，這就是家庭數(shù)字娛樂中心的概念，你可以在任何地方使用它們。
如前所述，UWB 系統(tǒng)在很低的功率譜密度的情況下，已經證實能夠在戶內提供超過480Mbps 的可靠數(shù)據(jù)傳輸。與當前流行的短距離無線通信技術相比，UWB 具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢，最大可以提供高達1000Mbps 以上的傳輸速率。UWB技術在無線通訊方面的創(chuàng)新性、利益性已引起了全球業(yè)界的關注。與藍牙、802.11b、802.15 等無線通信相比， UWB可以提供更快、更遠、更寬的傳輸速率，越來越多的研究者投入到UWB 領域，有的單純開發(fā)UWB技術，有的開發(fā)UWB應有，有的兼而有之。相信UWB技術， 不僅為低端用戶所喜愛，且在一些高端技術領域的需求和商業(yè)市場的推動下，UWB 技術將會進一步發(fā)展和成熟起來。
總的來說，它們都有其立足的特點，或基于傳輸速度、距離、耗電量的特殊要求；或著眼于功能的擴充性；或符合某些單一應用的特別要求；或建立競爭技術的差異化等。但是沒有一種技術可以完美到足以滿足所有的需求。
