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40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

傳感器技術 ? 來源:未知 ? 作者:工程師郭婷 ? 2018-06-30 08:54 ? 次閱讀

1、5G

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

2、LTE/LTE-Advanced/LTE-Advanced Pro(4G)

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

3、WCDMA/HSPA/HSPA+(L聯通3G)

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

4、TD-SCDMA(移動3G)

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

5、GSM/GPRS/EDGE/ EDGE Evolution/VAMOS(2G)

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

備注:

P-GSM,基準GSM-900頻帶E-GSM,擴展GSM-900頻帶(包括基準GSM-900頻帶)R-GSM,鐵路GSM-900頻帶(包括基準和擴展GSM-900頻帶)T-GSM,集群無線系統-GSMER-GSM900,即為Extended Railway GSM 900, 在原鐵路通信系統的基礎拓寬了其頻率范圍(TX:873-915,RX:918-960)。

6、CDMA2000 1xEV-DO/CDMA2000 1xRTT/ 1xAdvanced(電信3G)

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

三大運營商頻率劃分:

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

7、WiFi

Wi-Fi是一種允許電子設備連接到一個無線局域網(WLAN)的技術,通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM 射頻頻段。連接到無線局域網通常是有密碼保護的;但也可是開放的,這樣就允許任何在WLAN范圍內的設備可以連接上。Wi-Fi是一個無線網絡通信技術的品牌,由Wi-Fi聯盟所持有。目的是改善基于IEEE 802.11標準的無線網路產品之間的互通性。有人把使用IEEE 802.11系列協議的局域網就稱為無線保真。甚至把Wi-Fi等同于無線網際網路(Wi-Fi是WLAN的重要組成部分)。

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

8、藍牙

能夠在10米的半徑范圍內實現點對點或一點對多點的無線數據和聲音傳輸,其數據傳輸帶寬可達1Mbps通訊介質為頻率在2.402GHz到2.480GHz之間的電磁波。藍牙技術可以廣泛應用于局域網絡中各類數據及語音設備,如PC、撥號網絡、筆記本電腦、打印機、傳真機、數碼相機、移動電話和高品質耳機等,實現各類設備之間隨時隨地進行通信。

藍牙技術被廣泛應用于無線辦公環境、汽車工業信息家電、醫療設備以及學校教育和工廠自動控制等領域,藍牙目前存在的主要問題是芯片大小和價格較高;抗干擾能力較弱。

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

9、ZigBee/Thread/6LoWPAN

Zig-Bee是基于IEEE802.15.4標準而建立的一種短距離、低功耗的無線通信技術。Zig-Bee來源于蜜蜂群的通信方式,由于蜜蜂(Bee)是靠飛翔和‘嗡嗡’(Zig)地抖動翅膀的來與同伴確定食物源的方向、位置和距離等信息,從而構成了蜂群的通信網絡。其特點是距離近,其通常傳輸距離是10-100m;低功耗,在低耗電待機模式下,2節5號干電池可支持1個終端工作6-24個月,甚至更長;其成本,Zig-Bee免協議費,芯片價格便宜;低速率,通Zig-Bee常工作在20-250kbps的較低速率;短時延,Zig-Bee的響應速度較快等。主要適用于家庭和樓宇控制、工業現場自動化控制、農業信息收集與控制、公共場所信息檢測與控制、智能標簽等領域,可以嵌入各種設備。

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10、NFC

NFC是一種新的近距離無線通信技術,其工作頻率為13.56MHz,由13.56MHz的射頻識別(RFID)技術發展而來,它與目前廣為流行的非接觸智能卡ISO14443所采用的頻率相同,這就為所有的消費類電子產品提供了一種方便的通訊方式。NFC采用幅移鍵控(ASK)調制方式,其數據傳輸速率一般為106kbit/s和424kbit/s三種。NFC的主要優勢是:距離近、帶寬高、能耗低,與非接觸智能卡技術兼容,其在門禁、公交、手機支付等領域有著廣闊的應用價值。

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11、RFID

RFID(Radio Frequency Identification)技術,又稱無線射頻識別,是一種通信技術,俗稱電子標簽。可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據,而無需識別系統與特定目標之間建立機械光學接觸。

12、IrDA紅外通訊

紅外通訊主要有3部分組成:

發射器部分:目前已有紅外無線數字通信系統的信息源包括語音、數據、圖像等。

信道部分:它們的作用是:整形、濾波、視場變換、頻段劃分等。

終端部分:紅外無線數字通信系統終端部分包括光接收部分、采樣、濾波、判決、量化、均衡和解碼等部分。

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13、超寬帶(UWB)

UWB是一種無載波通信技術,利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據,其傳輸距離通常在10M以內,使用1GHz以上帶寬,通信速度可以達到幾百兆bit/s以上,UWB的工作頻段范圍從3.1GHz到10.6GHz,最小工作頻寬為500MHz。

其主要特點是:傳輸速率高;發射功率低,功耗小;保密性強;UWB通信采用調時序列,能夠抗多徑衰落;UWB所需要的射頻和微波器件很少,可以減小系統的復雜性。由于系UWB統占用的帶寬很高,UWB系統可能會干擾現有其他無線通信系統。UWB主要應用在高分辨率“較小范圍”能夠穿透墻壁“地面等障礙物的雷達和圖像系統中。

這種裝置可以用來檢查樓房、橋梁、道路等工程的混凝土和瀝青結構中的缺陷,以及定位地下電纜及其它管線的故障位置,也可用于疾病診斷。另外,在救援、治安防范、消防及醫療、醫學圖像處理等領域都大有用途。

超寬帶(UWB)無線電設備UWB 發射信號的等效全向輻射功率譜密度限值:

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

注1:4.2-4.8GHz 頻段,到2010 年12 月31 日前,UWB 無線電發射設備的等效全向輻射功率譜限值可以為-41dBm/MHz。在此之后,該頻段的UWB 設備必須采用信號檢測避讓等干擾緩解技術,該技術的有效性應得到國家無線電管理機構的認定。

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14、NB-IoT

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15、SIGFOX

SigFox 成立于2009年,是一家總部位于法國 Labège 的法國公司。SigFox 在歐洲的推廣非常成功,可以說是 LPWAN 領域中最具吸引力的(或者至少是最具知名度的)。它還擁有一個偉大的供應商生態系統,包括德州儀器Silicon Labs 和 Axom。

SigFox使用專有技術,使用較低的調制速率來實現更長的傳輸范圍。基于這樣的設計,SigFox 對于只需要發送少量、不常見的突發數據的應用場景來說是一個很好的選擇。

SifFox 典型的應用包括停車傳感器、水表或智能垃圾桶。當然,它也有一些缺點。將數據發回傳感器、設備(下行能力)受到嚴重限制,信號干擾可能成為問題。

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16、LoRaWAN

LoRa 聯盟是一個開放的非營利組織,旨在促進和推廣 LPWAN 技術的生態系統。它在北美、歐洲、非洲和亞洲擁有約400家會員公司,其創始成員包括 IBM、MicroChip、思科、Semtech、Bouygues 電信、Singtel、KPN、Swisscom、Fastnet 和 Belgacom。

LoRaWAN 是由 LoRa 聯盟管理的開放標準網絡層協議。然而,它并不是真正的開放,因為實現一個完整的 LoRaWAN 協議棧的底層芯片只能通過 Semtech 公司提供。具體來講,LoRa 是物理層,也就是芯片。而 LoRaWAN 是 MAC 層,即芯片上的軟件,用以實現網絡連接。

其功能類似于 SigFox,因為它主要用于多個終端的僅針對上行鏈路的應用(來自傳感器、設備到網關的數據)。它不使用窄帶傳輸,而是使用編碼消息來擴展不同頻率信道和數據速率的信息。這些消息減少了相互沖突和干擾,從而增加了網關的容量。

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17、Weightless-N/NWave

Nwave 在功能方面與 SigFox 非常相似,但它宣稱自己擁有更好的 MAC 層實現。它聲稱使用了先進的解調技術來支持自身網絡與其他無線電技術的共存,并且這種共存不會造成額外的通信干擾。像 SigFox 一樣,它最擅長基于傳感器的網絡通信、溫度采集、水位監控、智能測量以及其他的一些類似應用。

18、Weightless-P

該標準在 12.5 kHz 窄帶(大于 SigFox 但小于 LoRa)中使用 FDMA + TDMA 調制。它還具有自適應數據速率,類似于 Symphony Link(200bps到100kbps)。具有很高的靈敏度,傳輸速率為 625 bps時 信號強度為 -134 dBm,同時支持 PSK 和 GMSK 調制。

Weightless-P 適用于對于上行數據和下行數據都有重要要求、 業務比較復雜的私有網絡應用場景。針對 Weightless-P 的開發套件已經上市。

19、RPMA

隨機相位多重訪問(RPMA)是由 Ingenu 開發的專有 LPWAN 技術棧。該公司于2008年成立于加利福尼亞州圣地亞哥,由前高通工程師組建,最初的名字叫做 On-Ramp Wireless。

作為 IEEE 802.15.4k任務組(致力于低功耗設備監控)的創始成員,Ingenu 在開發RPMA 方面付出了巨大的努力,而 SigFox 和 LoRaWAN 集團則專注于加快上市時間。

RPMA 的技術架構使其在上行和下行雙向通信上都比其他技術更加出色。它聲稱具有更好的多普勒效應、調度算法和抗干擾性。它工作在全球范圍都可用的2.4 GHz(用于WiFi和藍牙)頻段。這意味著它不會像 SigFox 和 LoRa 那樣針對不同區域的技術架構需要更改和調整。

根據其內部研究,RPMA 具有更高的通信距離指標:RPMA 為177,SigFox 和 LoRa 分別為 149和157。這意味著 RPMA 具有更大的覆蓋范圍。

20、Symphony Link

Link Labs 是 LoRa Alliance 成員,因此它使用 LoRa 芯片。然而,Link Labs 并沒有使用LoRaWAN,而是在 Semtech 的芯片之上構建了一個名為 Symphony Link 的專有的MAC層(軟件)。

Link Labs 成立于2013年,由約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的前成員組建,總部設在馬里蘭州的安納波利斯。

與 LoRaWAN 相比,Symphony Link 增加了一些重要的連接功能,包括:保證消息可靠收發、固件空中升級、解除占空比限制、提供中繼功能和動態擴容。

21、Weightless

Weightless SIG(特殊興趣小組)成立于2008年,其使命是實現 LPWAN 的標準化。有五個發起成員,包括埃森哲、ARM、M2COMM、歐洲索尼和 Telensa。

Weightless 是低于 1GHz 的未授權頻譜中唯一的真正開放的標準。Weightless 有三種版本針對不同的應用場景:

Weightless-W:暫未使用(授權 TV 頻段中的未使用的本地頻譜)

Weightless-N:由 NWave 技術誕生的未授權頻譜窄帶協議

Weightless-P:由 M2COMM 的 Platanus 技術誕生的雙向協議

盡管 Weightless-W 具有更低的功耗,Weightless-N 和 Weightless-P 依然更受歡迎一些。

22、WiMAX(全球微波互聯接入)

WiMAX也叫802·16無線城域網或802.16。WiMAX是一項新興的寬帶無線接入技術,能提供面向互聯網的高速連接,數據傳輸距離最遠可達50km。WiMAX還具有QoS保障、傳輸速率高、業務豐富多樣等優點。WiMAX的技術起點較高,采用了代表未來通信技術發展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先進技術。

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

23、TETRA/TETRA 2

TETRA 支持的用戶終端業務包括:單呼(點對點)、組呼(點對多點)、應答組呼、廣播呼叫(單向點對多點)以及上述各種情況的明話或密話。

TETRA支持的承載業務包括:分組數據、電路數據。

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24、Tetrapol

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25、Project25/APCO-25

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

26、數字增強無繩通信(DECT)

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

27、全球衛星導航系統(GNSS)

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

28、數字式無線數據傳輸電臺

數傳電臺是數字式無線數據傳輸電臺的簡稱。它是采用數字信號處理、數字調制解調、具有前向糾錯、均衡軟判決等功能的一種無線數據傳輸電臺。數傳電臺的工作頻率大多使用220--240MHz或400--470MHz頻段,具有數話兼容、數據傳輸實時性好、專用數據傳輸通道、一次投資、沒有運行使用費、適用于惡劣環境、穩定性好等優點。數傳電臺的有效覆蓋半徑約有幾十公里,可以覆蓋一個城市或一定的區域。數傳電臺通常提供標準的RS-232數據接口,可直接與計算機、數據采集器、RTU、PLC、數據終端、GPS接收機、數碼相機等連接。已經在各行業取得廣泛的應用,在航空航天、鐵路、電力、石油、氣象、地震等各個行業均有應用,在遙控、遙測、搖信、遙感等SCADA領域也取得了長足的進步和發展。

29、擴頻微波通信

擴頻通信,即擴展頻譜通信技術是指其傳輸信息所用信號的帶寬遠大于信息本身帶寬的一種通信技術。最早始用于軍事通信。它傳輸的基本原理是將所傳輸的信息用偽隨機碼序列(擴頻碼)進行調制,偽隨機碼的速率遠大于傳送信息的速率,這時發送信號所占據帶寬遠大于信息本身所需的帶寬實現了頻譜擴展,同時發射到空間的無線電功率譜密度也有大幅度的降低。在接收端則采用相同的擴頻碼進行相關解調并恢復信息數據!其主要特點是:抗噪聲能力極強;抗干擾能力極強;抗衰落能力強;抗多徑干擾能力強;易于多媒體通信組網;具有良好的安全通信能力;不干擾同類的其他系統等,同時具有傳輸距離遠、覆蓋面廣等特點,特別適合野外聯網應用。

30、無線網橋

無線網橋是無線射頻技術和傳統的有線網橋技術相結合的產物。無線網橋是為使用無線(微波)進行遠距離數據傳輸的點對點網間互聯而設計。它是一種在鏈路層實現LAN互聯的存儲轉發設備,可用于固定數字設備與其他固定數字設備之間的遠距離(可達50Km)、高速(可達百兆bps)無線組網。擴頻微波和無線網橋技術都可以用來傳輸對帶寬要求相當高的視頻監控等大數據量信號傳輸業務。

31、衛星通信

衛星通信是指利用人造地球衛星作為中繼站來轉發無線電信號,從而實現在多個地面站之間進行通信的一種技術,它是地面微波通信的繼承和發展。衛星通信系統通常由二部分組成,分別是衛星端、地面端。衛星端在空中,主要用于將地面站發送的信號放大再轉發給其它地面站。地面站主要用于對衛星的控制、跟蹤以及實現地面通信系統接入衛星通信系統。

衛星可分為同步衛星和非同步衛星,同步衛星在空中的運行方向和周期與地球的自轉方向及周期相同,從地面的任何位置看,該衛星都是靜止不動的;非同步衛星的運行周期大于或小于地球的運行周期,其軌道高度”傾角“形狀都可根據需要調整。

衛星通信的的特點是:覆蓋范圍廣,工作頻帶寬,通信質量好,不受地理條件限制,成本與通信距離無關等。其主要用在國際通信,國內通信,軍事通信,移動通信和廣播電視等領域,衛星通信的主要缺點是通信具有一定的延遲,比如打衛星電話時,不能立即聽到對方回話,主要原因是衛星通信的傳輸距離較長,無線電波在空中傳輸是有一定延遲的。

32、短波通信

按照國際無線電咨詢委員會的劃分,短波是指波長100m——10m,頻率為3MHZ-30MHZ的電磁波。短波通信是指利用短波進行的無線電通信,又稱高頻(HF)通信。短波通信可分為地波傳播和天波傳播。地波傳播的衰耗隨工作頻率的升高而遞增,在同樣的地面條件下,頻率越高,衰耗越大。利用地波只適用于近距離通信,其工作頻率一般選在5MHZ以下。地波傳播受天氣影響小,比較穩定,信道參數基本不隨時間變化,故信道可視為恒參信道。天波傳播是無線電波經電離層反射來進行遠距離通信的方式,傾斜投射的電磁波經電離層反射后,可以傳到幾千千米外的地面。天波的傳播損耗比地波小得多,經地面與電離層之間多次反射之后,可以達到極遠的地方,因此,利用天波可以進行環球通信。天波傳播因受電離層變化和多徑傳播的嚴重影響極不穩定,其信道參數隨時間而急劇變化,因此稱為變參信道。短波通信的特點是:建設維護費用低,周期短,設備簡單,電路調度容易,抗毀能力強,頻段窄,通信容量小,天波信道信號傳輸穩定性差等。

33、COFDM

COFDM(coded orthogonal frequency division multiplexing),即編碼正交頻分復用的簡稱,其基本原理就是將高速數據流通過串并轉換,分配到傳輸速率較低的若干子信道中進行傳輸。 COFDM基于使信息在頻域和時域擴展的思想,通過編碼使傳輸時各單元碼信號受到的衰落可認為統計獨立,從而消除平坦性衰落及多普勒頻移的影響,具有很強的繞射能力和抗干擾能力。無人機圖傳就用的此技術。

40種無線通信傳輸技術及其頻率分配

34、EnOcean

EnOcean無線通信標準被采納為國際標準“ISO/IEC 14543-3-10”,這也是世界上唯一使用能量采集技術的無線國際標準。EnOcean能量采集模塊能夠采集周圍環境產生的能量,從光、熱、電波、振 動、人體動作等獲得微弱電力。這些能量經過處理以后,用來供給EnOcean超低功耗的無線通訊模塊,實現真正的無數據線,無電源線,無電池的通訊系統。 EnOcean無線標準ISO/IEC14543-3-10使用868MHz,902MHz,928MHz和315MHz頻段,傳輸距離在室外是300 米,室內為30米。

35、Z-Wave

Z-Wave是由丹麥公司Zensys所主導的無線組網規格, Z-Wave是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網絡的短距離無線通信技術。工作頻帶為908.42MHz,868.42MHz信號的有效覆蓋范圍在室內是30m,室外可超過100m,適合于窄帶寬應用場合。Z-Wave技術也是低功耗和低成本的技術,有力地推動著低速率無線個人區域網。

36、WHDI

WHDI全稱為Wireless Home Digital Interface即無線家庭數字接口。顧名思義,它主要應用在室內,基于全球5GHz頻譜規定,工作在4.9GHz~5.875GHz頻段,頻寬占用約為20M(1080i/720P)-40M(1080P),傳輸速率可達 3Gbps,支持無壓縮的1080P圖像,可以覆蓋30米的范圍,可以穿透墻壁,并且延遲小于1毫秒,支持5.1-7.1聲道,100K的回傳信道。AMIMON的WHDI技術設定了一個無線高清晰度視頻連接的新標準。它提供了一個高品質,無損無壓縮的無線連接方式。其采用的MIMO技術和OFDM的調制方式能夠實現高達3Gbps的傳送速率。

37、WiDi

英特爾的無線高清技術。

38、WiGig

WiGig是英特爾為短距離802.11d連接標準設置的名稱,其運行頻率超過60GHz。這種技術支持無線對接,而設備的連接速度接近USB 3.1 Type-C和Thunderbolt 3實線連接的速度。

2017年09月09日,據Anandtech報道,英特爾已經正式取消了WiGig系列產品,將不再銷售802.11d無線網卡,天線接收器,并且為其準備項目終止程序(EOL)。相關零件的發貨將在2017年12月29日結束之前停止。

39、DLNA

DLNA最早由索尼、英特爾、微軟等提出,全稱是DIGITAL LIVING NETWORK ALLIANCE,旨在解決個人PC,消費電器,移動設備在內的無線網絡和有線網絡的互聯互通,其實就是解決電腦和其他電子產品,比如手機、平板之間的通過無線或者有思安網絡的互聯互通,讓我們的照片、視頻、音樂能在以上設備中共享,使得數字媒體和內容服務的無限制的共享和增長成為可能。不過DLNA組織已經于2017年1月5日正式解散。

40、MMDS

MMDS是一種點對多點分布、提供寬帶業務的無線技術。它適用于中小企業用戶和集團用戶。

MMDS可透明傳輸業務,在基站端與網絡的接口為Tl/El、100Base-T和O-3等,在用戶端的接口為El和10Base-T等,可以為用戶提供Internet的接入、本地用戶的數據交換、話音業務和VOD視頻點播業務。MMDS主要集中在2GHz~5GHz。相對而言,這個頻段的資源比較緊張,各國能夠分配給MMDS使用的頻率要比LMDS少得多。由于2GHz~5GHz頻段受雨衰的影響很小,并且在同等條件下空間傳輸損耗也較LMDS低,所以MMDS頻段可應用于半徑為幾十km的大范圍覆蓋。

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    一、引言 隨著現代通信技術的迅猛發展,指揮車無線通信系統面臨著日益嚴峻的挑戰。為了提升指揮車無線通信的效率和穩定性,眾多單位紛紛選擇對原有系統進行升級。在這個過程中,訊維
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