无线接入新热点技术分析[下]

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　　如此低的发射功率带来了诸多好处：

　　(1)UWB系统的发射功率可以降到背景噪声的水平，因此可以与其他无线通信系统“安静的共存”；

　　(2)极低的发射功率使UWB设备具有很低的能耗，功率放大器通常可以被省去，因此UWB设备具有很低的成本。

　　(3)极低的发射功率使UWB信号很难被监听，从而具有良好的保密性。

　　根据美国联邦通信委员会(FCC)数年前的定义，UWB系统应该是相对带宽(带宽与中心频率之比)大于0.25或带宽超过1.5GHz的系统。最近FCC又修正了对UWB技术的定义，规定相对带宽大于0.2或带宽超过500MHz的系统都可看作UWB系统。这种更宽泛的定义使某些传统无线通信技术也开始被考虑作为UWB通信技术的候选方案。2003年，在IEEE 802.15.3a工作组征集提案时，Intel、TI和XtremeSpectrum(后被Motorola收购)分别提出了多频带(Multiband)、正交频分复用(OFDM)、直接序列CDMA(DS-CDMA)3种方案，后来多频带方案与OFDM方案融合，从而形成了多频带OFDM(MB-OFDM)和DS-CDMA两大方案竞争的格局。这两种方案都在对传统技术进行改进后满足了UWB技术的特征。MB-OFDM仍然基于128-OFDM传输，但每个子载波的频宽由几kHz增长到4MHz。而DS-CDMA采用了超过1Gcps的码片速率，与传统CDMA技术几百kcps的码片速率有很大区别。MB-OFDM和DS-CDMA已经成为UWB主流方案的两大技术，与早期定义的UWB技术在本质上是不同的，它们更适宜被看作OFDM技术和CDMA技术的超宽带改进型。

　　超宽带系统应用中存在一个与其他通信系统的共存和兼容的重要问题。由于超宽带系统使用很宽的频带，因此与很多其他的无线通信系统频段重叠。虽然从理论上说超宽带系统的发射功率谱密度很低，应能和其他系统“安静地共存”，但在实际应用中超宽带系统对其他系统的兼容性还需要实验证明，特别是超宽带系统的工作机理和特性还有很多不清楚的方面，比如超宽带系统的带外干扰问题，即超宽带设备也有可能对其工作频段之外的无线系统产生一定的干扰，这部分干扰还很难用理论计算的方法准确估计。

　　4、RFID技术

　　RFID(Radio Frequency Identification，无线射频识别)是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)传输特性实现对被识别物体的自动识别。RFID技术的应用最早可以追溯到第二次世界大战时期英国的空军基地，近年来随着微电子、计算机和网络技术的发展，该技术的应用范围和深度也都获得到了迅速发展。

　　RFID技术的发展得益于多项技术的综合发展，包括芯片技术、天线技术、无线技术、电磁传播技术、数据交换与编码技术等。一套典型的RFID系统由电子标签、读写器和信息处理系统组成。电子标签与读写器配合完成对被识别对象的信息采集功能；信息处理系统则根据需求承担相应的信息控制和处理工作。与传统的识别方式相比，RFID技术无需直接接触、无需光学可视、无需人工干预即可完成信息输入和处理，并且操作快捷方便，具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、标签上数据存储量大、可以加密和更改等优点，可广泛应用于生产线自动监测、商品库存管理、物流、零售、售后服务等领域。

　　根据工作频率的不同，RFID系统大体分为中低频段和高频段两类，典型的工作频率为135kHz以下、13.56MHz、433MHz、860-960MHz、2.45GHz和5.8GHz等。不同频率RFID系统的工作距离不同，应用的领域也有差异。

低频段的RFID技术主要应用于动物识别、工厂数据自动采集系统等领域；13.56MHz的RFID技术已相对成熟，并且大部分以IC卡的形式广泛应用于智能交通、门禁、防伪等多个领域，工作距离＜1m。较高频段的433MHz RFID技术则被美国国防部用于物流托盘追踪管理；而RFID技术中当前研究和推广的重点是高频段的860-960MHz的远距离电子标签，有效工作距离达到3-6m，适用于对物流、供应链的环节进行管理；2.45GHz和5.8GHz RFID技术以有源电子标签的形式应用在集装箱管理、公路收费等领域。

　　目前RFID主要应用于封闭市场。例如，低频RFID系统主要在门禁管理、动物的跟踪和管理、生产线自动化及过程控制等领域应用，高频RFID系统主要在车辆自动识别、高速公路收费、大宗货物跟踪和监控等领域应用。下一阶段将积极促进RFID技术进入开放的物流领域，使用电子标签逐步替代商品条形码的作用，并与因特网结合形成物联网。

　　纵观当前全球RFID技术的开发应用情况，美国在其国防部和沃尔玛等大型连锁企业积极推动下，不论在RFID标准的建立、相关软硬件技术的开发、各种独立应用，还是物流应用均走在世界的前列：在产业方面，TI、Intel等美国集成电路厂商目前都在RFID领域投入巨资进行芯片开发。Symbol等已经研发出同时可以阅读条形码和RFID的扫描器，IBM、Microsoft等也在积极开发相应的软件及系统来支持RFID的应用。欧洲的英国和德国的零售企业也已经开展了RFID系统的试验，很多欧洲企业都在积极进行RFID芯片、读写器产品的开发。日本已在图书馆管理、工业制造等领域开始应用RFID技术，政府制定E-Japan和U-Japan计划，指导企业对RFID在物流领域的应用进行开发、测试和应用试验，鼓励企业尝试RFID在开放系统中的应用。

　　5、结束语

　　802.16、UWB和RFID等技术是目前无线接入领域的热点，它们分别在宽带无线城域网、宽带个人网和无线识别等领域具有广阔的应用前景，是业界目前的研究重点之一。虽然这些技术自身都有突出的技术优势，但距离成熟广泛的商业应用仍有一定的距离，需要在技术研究、政策制定和产业链的形成方面继续努力。