千江有水千江月: wireless

快速精通ZIGBEE无线技术（转载）

Thu, 30 Nov 2006 06:57:01 GMT

     三板斧, 助你快速精通ZIGBEE无线技术

             作者:   吴线      2006-8-9

一ZIGBEE无线技术迎面而来
Zigbee是一种崭新的,专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术。也是目前嵌入式应用的一个大热点。
Zigbee的特点主要有以下几个方面：
1/低功耗。在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6~24个月，甚至更长。这是Zigbee的突出优势。相比较，蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。
2/低成本。通过大幅简化协议（不到蓝牙的1/10），降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，而且Zigbee免协议专利费。
3/低速率。Zigbee工作在250kbps的通讯速率，满足低速率传输数据的应用需求。
4/近距离。传输范围一般介于10～100m之间，在增加RF发射功率后，亦可增加到1~3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。
5/短时延。Zigbee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3~10 s、WiFi需要3 s。
6/高容量。Zigbee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。
7/高安全。Zigbee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。
8/免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗2.4GHz(全球) (ISM)频段。
正是这些全新的特点,将使ZIGBEE技术将在无线数传,无线传感器网络，无线实时定位，射频识别，数字家庭，安全监视, 无线键盘，无线遥控器，无线抄表,汽车电子,医疗电子,工业自动化等方面得到非常广阔的应用, 目前有个口号”WIRELESS ANY WHERE”,要实现这个口号的目标,,zigbee 技术的广泛应用 , 可能是一个重要的前提;
对应电子工程师而言,学习ZIGBEE,掌握ZIGBEE, 已经是一个不能回避的新课题,但电子工程师如何起步开始学习ZIGBEE技术,如何建立一个高效率,低价格的ZIGBEE无线技术学习环境,许多电子工程师,单片机工程师感到无从下手,本文提出了三个方面的实用的建议,希望对你快速入门ZIGBEE技术有所帮助;

    二建议一:从自己熟悉的技术平台开始入门
    由于ZIGBEE技术是目前嵌入式应用的大热门,所以,目前全世界很多公司陆续投入这个市场,市场上各种ZIGBEE的技术方案五花八门, 争奇斗艳, 但俗话说”外行看热闹,内行看门道”,以专家的眼光看,每个方案的提供商,无不追求一个”利”字,芯片公司为了推销自己的微处理器,推销给用户不同的微处理器(MCU), 不同公司的硬件平台,不同的编译调试系统,这对应初次进入无线领域的工程师而言,既要面对复杂的ZIGBEE无线通讯协议, 超高频的硬件环境,再加上完全陌生的指令系统,硬件平台,无疑对学习ZIGBEE是”雪上加霜”
    建议的解决的之道是选择8051 微处理器为ZIGBEE 的核心MCU, 8051微处理器诞生30多年,目前在国内最为普及,大学中专,都有广泛的课程,各种参考书,到处都有,开发软件KEIL, IAR, 早已被大家熟悉,用起来最顺手;
有言论说,8051”老了” ,怕不能担当此重任,也有言论说,8051会产生数字噪声,影响无线通讯….,以专家的眼光看,这些都是没有科学依据的说法;随着芯片科技的发展,今天的8051早已经脱胎换骨,只是片上系统(SoC)的一小部分,而且在低功耗,高速度,低噪声等方面,有了质的飞跃,拿TI/CHIPCON公司最新的ZIGBEE单片机CC2430/CC2431为例,其8051内核经过特别设计,可以和2.4GHZ的ZIGBEE无线收发电路完美的配合工作,绝不会因为其8051内核的高速运行而对高频无线通讯有任何影响;
   从8051入手,入门ZIGBEE技术,好处如下:
   1/ 无需重新学习微处理器结构原理,无需重新熟悉编译/调试工具;
   2/ 对片上系统的I/O, 定时器,A/D, PWM, 看门狗等等,也无需重新学习;
   3/ 如果你没有单片机的基础,学起来也非常容易,也容易找到人请教,交流;
   从技术眼光看,ZIGBEE技术的核心是软件,如果MCU是8051,则ZIGBEE是由C51代码组成的一堆软件而已;无论是无线数据传输,路由算法,网络拓扑….都是各种函数的组合,代码组合, 如果你熟悉C51编程,你就很容易熟悉ZIGBEE的代码,同时将自己的应用代码和ZIGBEE结合在一起;
从硬件而言,如果你已经熟悉8051, 学习ZIGBEE最好从片上系统(无线单片机)开始进入,因为对于初学无线的工程师而言,从无线单片机开始,可以避开硬件/高频方面的很多难点(像CC2430/CC2431/CC1110/CC2510,无线部分完全集成在芯片中,外部只有很少几只零件,你几乎完全不需要考虑如何焊接,如何调试无线高频部分硬件),直接进入最关键的部分的学习;

三建议二, 选择一个负担得起的ZIGBEE开发平台
根据建议一,入门最理想的是选择8051内核的ZIGBEE无线单片机,理想的选择是最新的CC2430,如果需要高精度无线定位的话,可以容易的扩展到CC2431(关于这两种无线单片机网上有很多介绍),注意,CC2430/CC2431无线单片机是目前世界上仅有的带有128K闪存的8051内核的ZIGBEE无线单片机;
   有几家公司也号称推出了8051内核的ZIGBEE无线单片机,但他们的”单片机”只有ROM(只读存储器),没有存放程序的闪存,必须要外加一个小的闪存,你的全部程序必须存储在外部的闪存中,如果你使用这样的无线单片机,最大的问题是不能对你自己开发的代码加密,任何人可以从外部闪存轻易中获得你辛辛苦苦开发的代码?!但是使用CC2430/CC2431就不会有这样的问题发生;
      从CC2430/CC2431入门ZIGBEE技术,为了能进行程序编译,下载,在线调试,你必须需要一套实际的CC2430/CC2431无线开发平台系统，该系统可以在你的实验室，也可以在你家里，无论是花你老板的“银子”，还是你自己为未来进行技术投资而“自掏腰包”，这套开发系统从目前国内外情况看,都不可能太便宜,价格从几百美元到上万美元不等;
     作为入门者,当然希望有一套负担得起的开发平台,从目前市场情况看,作者认为国内用户最理想的选择是成都无线龙通讯公司的C51RF-3 CC2430无线开发平台,原因如下:
     1/入门价格低,3000多人民币起步(个人/教育/科研/批量可以另外优惠),但性能可靠,功能齐全,具有国外高价格ZIGBEE CC2430/CC2431开发系统全部功能(注意,无线龙通讯提供的这个平台同时,也提供升级到ZIGBEE/802.15.4 协议栈全部C51源代码,而不是像国外同类产品那样,只提供二进制/不可修改的目标码库,用户升级到ZIGBEE/802.15.4 协议栈全部C51源代码的价格只有国外同类产品价格的几十分之一);
     2/包括一个USB接口的全功能仿真器,两个完全高频测试的ZIGBEE/802.15.4兼容无线模块;IAR编译调试软件和无线表演软件C51源代码光盘等;
     3/多年专业无线开发系统生产经验,技术支持,保证质量可靠,已经有清华大学/国防科技大学/重庆大学等大量用户成功使用;
当然价格目前比起一般单片机开发系统几百元一台的价格是高了一些,但是,这是全新的高科技,高频高速,几万行ZIGBEE/802.15.4 C51源代码,市场巨大,都是普通单片机不能相比的,俗话说“舍不得孩子套不着狼”，如果你决心要尽快掌握最先进的无线技术，决心要开发ZIGBEE产品,花几千银子也是值得的事情；
为了证明”物超所值”让我们来看看下面的图画,看看你装备了这套系统后,你可以做些什么:

图一 C51RF-3 BK CC2430/CC2431 ZIGBEE无线开发系统（原图缺失，从成都无线龙公司查到资料连接)

     从图片你看到,系统包括一个C51RF-3实时在线仿真器,该仿真器通过USB接口直接连接到你的电脑，同时，通过10线仿真电缆连接到CC2430ZIGBEE无线单片及目标板,就方便的完成了连接；无需其他的直流电源。
    编译,调试采用 IAR 7.20 以上C51开发环境。该软件开发工具非常类似KELL的开发平台，如果你熟悉KELL的C51开发平台，你应该非常容易去使用和非常喜欢这个功能强大的类似的IDE/DEBUG平台
成都无线龙通讯科技公司精心设计的这个目标板分成两部分,底板由电源,RS232接口,键盘,图形液晶显示器,电池系统组成,其核心,其实是一个移动无线终端的原形,菜单和汉字显示都具备,无论进行联机的开发,软件下载,还是脱机的独立运行,用电池供电,进行无线通讯距离测试,都非常方便;
更为巧妙的是,将无线CC2430模块从低板上取下来,给模块连接上2个AA电池,无线模块也可以单独运行,下载程序, 独立运行; 对于许多要求小体积的应用,如 RFID等,非常方便;
对于学习ZIGBEE技术,你只要连接电脑,运行IAR C51开发环境,就可以方便的观察ZIGBEE/802.15.4协议栈源代码的运行情况, 跟踪协议栈运行情况,单步,断点,ZIGBEE的整个协议,完全透明/可控, 可操作…….   无线收发情况也在电脑屏幕上,一目了然, 随你控制;
有了这套工具,即使没有如何无线通讯经验的工程师,也能够在很短时间,熟悉复杂的ZIGBEE协议, 很快将自己的应用,和ZIGBEE无线技术结合在一起,成为无线通讯的内行;

        四    建议三 ,实践第一,动手第一,只有动手,才能快速入门精通

        高频无线技术，单片机技术，C51编程，无线传感器技术，无线网络技术和ZIGBEE/802.15.4技术都属于实验技术和实用技术，具体的掌握这些技术，都需要实际的动手，通过编程序，实际调试，实际电路板，现场测试分析等，来真正了解技术的核心，来具备实际的经验。
从知识准备来讲，可以直接读无线单片机的各种数据手册，ZIGBEE/802.15.4技术规范等, 也可以看看有没有象《无线通讯的入门和实战》这样类似的无线通俗读物，可惜目前这类实用的无线书籍太少了，希望我们的大学教授们，多出一些实用的书籍，目前书店的无线类书籍大多是理论，各种复杂的计算公式，让人看起来非常吃力。但如何去象开发单片机一样，实实在在的做程序，做电路板，去调试。测试，最后做一个实际的无线产品，在这些书籍中很难发现，而这才是我们电子工程师最需要的东西。
动手去做,在实践中体验无线通讯的原理,自己编程序,自己观察无线通讯的实践过程,师快速掌握ZIGBEE/802.15.4短距离,低功耗无线网络技术的关键;
有了上述的开发工具,你就具备了动手的全部条件,剩下的就是看你有多少智慧,去实现千千万万的应用,去开发形形色色的无线产品了;

结束语:
    归纳起来,三板斧分别是: 选择自己熟悉的ZIGBEE 单片MCU系统, 选择高效率,低价格的ZIGBEE开发工具, 加强对ZIGBEE技术的动手实践 ,如果你这样去做,你离开真正掌握ZIGBEE技术,迈入未来无线店堂的大门就不远了;

中国式的新闻-关于迅驰和802.11

Mon, 27 Nov 2006 05:47:05 GMT

昨天在eeworld上看到一篇文章“中移动遴选奥运无线技术迅驰技术再遭质疑”，抬头很唬人，直接引用了中移动某负责人的讲话，对802.11b的技术缺陷提出质疑。“中国移动集团负责2008年北京奥运无线网络部分的建设与维护。目前，中国移动正在对比各种可能的无线局域网技术，为此后的决策提供依据。”另外提到北京奥运会将首次使用WLAN，这个没有办法考证，但是我想当怀疑这种说法。文章的最后提到，中移动还在评估中国自有的WLAN标准WAPI，虽然拒绝承认WAPI是奥运会WLAN的标准，但是承认WAPI会有更多的机会。绕来绕去，原来症结还是在WAPI，google下这篇文章，已经被各大网站转载。把所有不确定的词堆积在一起，形成一篇似是而非的文章。好像WPAI已经击败了WLAN成了业内标准。

在网上google了WAPI，看到2年前这么一篇文章“英特尔不支持WAPI 我国回应：迅驰不达标将禁销”，文中提到“英特尔本周宣布将不支持WAPI，认为WAPI落后而且质量很差，……”，而对应的中国官员表示“国际无线设备制造商可以轻而易举地遵守新标准，只要开发简单的软件或者升级硬件。”同时“中国拒绝与国际制造商分享该标准核心的解码方法。”显而易见WAPI也是一个国内某企业忽悠出来的一个标准，不经过成为业内标准层层的流程检验，一方面指责802.11有什么样的安全漏洞，另一方面对自己的标准保密，这样儿戏的做法简直是对大众智力的污辱。幸好有互联网，曾经发生过的事情都留下了痕迹，包括2年前出现的闹剧，2004年中国宣布WAPI截止前一个月“中国作出让步将无限期推迟WAPI标准强制执行”这个无限期一直到了今天。

忽然在网上重新看到这个话题，也不禁有些迷惑，或许WAPI有了什么重大改进？否则如何与802.11小组竞争，目前WLAN的安全机制已经不是2年前的状况了。另外西电捷通到底是家什么背景的公司，似乎WAPI后面就只有这么几家公司，连业界联盟都算不上，他们就来主导形成新的标准？

在网上看到另一篇分析文章，似乎当年看到过，摘录：

“WAPI在技术上有着严重的先天缺陷。”

　　一位美籍知情者向《IT时代周刊》透露，WAPI对外宣称的“核心自主知识产权”产品——椭圆曲线加密技术，最早于1994年出现在美国。其言外之意是，美国在10年前就掌握了相关技术，继而形成了“X9.X”和“186-2”DSS系列，并在具体使用方面取得了技术和法律上的完善。然而，由于WAPI没有公开技术具体内容，公众不能断定它的椭圆曲线加密技术究竟多少是自主发明，多少是“舶来品”。而由WAPI已经给出的资料看，其技术水平远远未能超出“X9.X”和“186-2”DSS系列的水平。

　　其次，WAPI在技术上并不服众，所以在2003年11月中旬的IEEE会议上，WAPI受到了该组织成员强烈的联合抵制。IEEE给出拒绝WAPI的要点是：

WAPI类似（不是“符合”）802.11标准，但不符合IEEE标准对个人资料和隐私的保护要求；
WAPI增加使用成本，不符合802.11标准对厂商和用户双方都降低使用成本的要求；
WAPI不符合全球通用的要求，IEEE质疑其成为国际标准一部分的要求；802.11标准不是完美的，但IEEE已经开始起草802.11i等系列来完善它；

UWB技术

Thu, 16 Nov 2006 11:05:56 GMT

还是绕回到wireless，因为这个领域新东西实在太多了。之前谈到的bluetooth或zigbee都是短距离的窄带通信。UWB可以提供10米范围内至少100M的传输速率。这种方式比较适合家庭或办公室内部的数据共享。从UWB的架构可以看到，RF之上可以提供Wireless USB和Wireless 1394以及DLNA兼容。
USB已经比较普及了，大量的计算机外设和存储设备，打印机都通过USB线缆和主机连接。我现在手上的数字设备，GPS，照相机，手机还有游戏机都通过USB线缆同步或充电。目前USB线缆的数字非常巨大，去年已经有15亿条USB的线缆存在于我们的生活中，而这个数字到今年时将大幅增长到35亿，这表示有差不多这个数量的USB设备和主机，这个市场是巨大。因此用无线方式连接，消除线缆，在PC主机和外设这两端依然以USB的方式工作，而无线发射这一块使用UWB的射频。

1394是提供设备之间不经过主机直接连接，曾经误以为1394即将被USB2.0替代，不过看到对USB和1394的对比分析，觉得很有道理：

“1394也是非常重要的，特别是在消费电子市场上。我们今天比较熟悉的1394设备是数码摄像机（Camcorder或DV），1394与USB最大的不同是外设与外设之间可以直接通讯。USB采用主/从的架构，比较多见的主机是PC机，而其他外设都是从设备，他们或直接或经由集线器（Hub）连到主机，所有的操作必须由主机来主导，这很适合于PC及其周边设备的应用，但显然不适合于消费电子产品的互联；1394采用对等的架构（peer-to-peer），联网的设备彼此之间都可以通讯，例如机顶盒和DVD机可以同时播放，而电视机和刻录机可以选择其中的任何一个节目源，而这并不需要一台主机的控制。今天在市场上已经有3亿条1394的线缆，这个数字将随着数字电视的普及在今后几年中大幅增长。”

由于1394的设备和其他设备（非USB和1394）也需要通过UWB的射频来进行无线收发，他们将在WiMedia这一层汇聚，不管原来是什么信号，在经过WiMedia汇聚层后转换成相同的信号传送给物理层发射。换句话说，就是要分享UWB射频。

最近在bluetooth网上看到，今年3月BLUETOOTH SIG也和UWB达成了合作协议，采用UWB里的MBOA传输技术：

“UWB技术与Bluetooth无线射频将互相兼容，并维持Bluetooth无线技术的主要优势，包括低耗电量、低成本、点对点网络、内置保安功能及配合流动装置等，而反向兼容市场上逾五亿个Bluetooth装置亦是重要的考虑因素之一。WiMedia Alliance提供的WB-OFDM UWB技术方案能够满足以上各条件，Bluetooth SIG因此感到十分满意。Bluetooth SIG及WiMedia Alliance将紧密合作，以确保整合两项技术的高速传输方案，能在极低耗电量的流动装置上达至最优化表现。”

这样看来UWB有可能成为一个通用的框架，提供无线射频技术，在网络层兼容其它软件协议栈。

UWB射频有有两套技术DS-CDMA or MBOA Specification: DS-CDMA或MBOA规格。DS-CDMA是直接序列CDMA的缩写（Direct Sequence）；MBOA是多频带OFDM联盟的缩写（Multi-Band OFDM Alliance）。DS-CDMA技术是单频带方式或窄脉冲方式，多个传输任务可共享整个频带的频率，对现有的、许可频带内的用户造成的干扰比较少，成本可以做得比较低、上市的时间较短，易于实现低功耗、低速数据流的无线传输，可实现更高速的无线数据传输，应用于媒体流及大量的数据传输；MBOA技术是多频带方式，技术上易于实现、功耗很低，频带的利用率高，多个频率子带并列，可以避开某些频带、灵活配置，速率的扩展性好。刚开始DS-CDMA走的比较靠前在2004年CES展会上已经出了样片，但是从功耗，成本和最近与其他技术的支持上，MBOA比较有希望。

物理层之上是WiMedia汇聚层，把网络层的数据转换成为信号给RF发射。spaces上没法放图片，不然就不用文字来描述UWB的架构了。WiMedia convergence platform之上是PAL，协议适应层，可以支持上面讲的wireless usb, wireless 1394, bluetooth和DLNA。

这里引用了Ti公司潘晓磊的一些内容。更直接的信息可以参考以下站点：

http://www.usb.org
http://www.1394ta.org
http://www.dlna.org
http://www.wimedia.org
http://www.multibandofdm.org
http://www.uwbforum.com

bluetooth and others

Mon, 13 Nov 2006 09:18:08 GMT

本来计划写ZigBee，是目前无线技术很有力的竞争对手，由于应用的领域Industry control，应该是个niche market，因此2004年发布后，芯片出片量巨大。下午在bluetooth SIG网站看到一篇文章，很好概括了这个领域大部分的技术，我就直接copy过来。由于应用领域不同，传输速率，频率和覆盖范围还有功率成了技术存在的不同理由。早先还只需要关注某项或最多两种技术，比如IEEE的802系列或了解OSI的七层结构。而现在7层架构依然存在，802系列不断扩充：
802.1 Bridging and Architecture – generally the top of the link layer
802.3 CSMA/CD – Carrier sense multiple access/collision detect – wired Ethernet
802.11 WLAN – wireless LAN
802.15 WPAN – wireless personal area network
802.16 BWA – broadband wireless access
802.17 ResPackRing – resilient packet ring
802.18 Radio Regulatory TAG
802.19 Coexistance TAG
802.20 MBWA – mobile broadband wireless access
802.21 Media Independent Handoff
802.22 WRAN - wireless regional area networks
而802系列之外也出现了很多新的技术，很难靠一个人能了解掌握所有的技术。然而这些技术之间还是有共同点，比如层次架构，调制方式，组网方式，安全机制，而且很多技术现在是直接应用导向，比如RFID，Bluetooth，ZigBee，都有明确的应用方向。而宽带无线技术如WiFi和WiMax则应用范围宽泛的多，导致的后果是协议栈复杂，芯片功率大。然而技术种类太多的后果是互相不兼容，在某领域内使用的技术无法和其他互联，底层使用的频段，RF都不相同，尽管覆盖范围和传输速率是有覆盖的。可以想象以后家里各个设备都具备无线功能，要连接你的手表，鼠标是一种无线技术，连接电视，音响是另一种技术，连接温度控制，冰箱，电饭煲还是另一种技术，当然手机用的还是另一种无线技术，房间里充斥着各种频段的无线电波，为了解决不同设备的干扰，扩频，调频，时分，频分，码分技术应用各不相同，协议栈、芯片越来越复杂。如果目标就是集中在PAN网络，其实可以预见的是只需要一种模式就好了，覆盖范围不能超过10m，安全机制一定要有，采用2.4G是个好方案，毕竟大部分国家都允许在这个频段；Ad hoc是必须的，不需要配置，自动搜寻加入网络；数据传输速率未必要很高，满足一般的视频、语音和控制数据即可，IPTV需要的带宽好像是太大，不过如果单个芯片成本足够低，完全可以考虑在家里部署mesh network，把视频的数据流拆分在多个逻辑数据通道里传输也是有可能的。按这些标准说起来ZigBee是最符合这些特征的技术了。

The wireless world continues to grow as engineers develop faster, more robust technologies to free us from wires for greater simplicity, convenience, and efficiency. From short range to long range, the wireless landscape has taken shape in our lives. Bluetooth wireless technology, though one among many, has a wide variety of applications. A comparison of Bluetooth technology with other technologies is helpful when deciding which technologies to implement or products to purchase.

Bluetooth Wireless Technology

Bluetooth wireless technology is geared towards voice and data applications
Bluetooth wireless technology operates in the unlicensed 2.4 GHz spectrum
Bluetooth wireless technology can operate over a distance of 10 meters or 100 meters depending on the Bluetooth device class. The peak data rate with EDR is 3 Mbps
Bluetooth wireless technology is able to penetrate solid objects
Bluetooth technology is omni-directional and does not require line-of-sight positioning of connected devices
Security has always been and continues to be a priority in the development of the Bluetooth specification. The Bluetooth specification allows for three modes of security
The cost of Bluetooth chips is under $3

Ultra-Wideband (UWB)

UWB is a revolutionary wireless technology for transmitting digital data over a wide spectrum of frequency bands with very low power. It can transmit data at very high rates (for wireless local area network applications)
To date, UWB only has regulatory approval in the United States. UWB products are slow to come to market due to the disagreements over the standard and the lack of global regulatory approval
Ideally, it will have low power consumption, low price, high speed, use a wide swath of radio spectrum, carry signals through obstacles (doors, etc.) and apply to a wide range of applications (defense, industry, home, etc.)
Currently, there are two competing UWB standards. The UWB Forum is promoting one standard based on direct sequence (DS-UWB). The WiMedia Alliance is promoting another standard based on Multi-band Orthogonal Frequency Division Modulation (OFDM)
Each standard allows for data rates from approximately 0-500 Mbps at a range of 2 meters and a data rate of approximately 110 Mbps at a range of up to 10 meters
The Bluetooth SIG announced in May 2005 its intentions to work with both groups behind UWB to develop a high rate Bluetooth specification on the UWB radio

Certified Wireless USB

Speed: Wireless USB is projected to be 480 Mbps up to 2 meters and 110 Mbps for up to 10 meters. Wireless USB hub can host up to 127 wireless USB devices
Wireless USB will be based on and run over the UWB radio promoted by the WiMedia Alliance.
Allows point-to-point connectivity between devices and the Wireless USB hub
Intel established the Wireless USB Promoter Group in February 2004
The USB Implementers Forum, Inc. (USB-IF) tests and certifies the "certified Wireless USB" based wireless equipment

Wi-Fi (IEEE 802.11)

Bluetooth technology costs a third of Wi-Fi to implement
Bluetooth technology uses a fifth of the power of Wi-Fi
The Wi-Fi Alliance tests and certifies 802.11 based wireless equipment
802.11a: This uses OFDM, operates in the 5 GHz range, and has a maximum data rate of 54 Mbps
802.11b: Operates in the 2.4 GHz range, has a maximum data rate of 11 Mbps and uses DSSS. 802.11b is the original Wi-Fi standard
802.11g: Operates in the 2.4 GHz range, uses OFDM and has a maximum data rate of 54 Mbps. This is backwards compatible with 802.11b
802.11e: This standard will improve quality of service
802.11h: This standard is a supplement to 802.11a in Europe and will provide spectrum and power control management. Under this standard, dynamic frequency selection (FS) and transmit power control (TPC) are added to the 802.11a specification
802.11i: This standard is for enhanced security. It includes the advanced encryption standard (AES). This standard is not completely backwards compatible and some users will have to upgrade their hardware. The full 802.11i support is also referred to as WPA2
802.11k: Under development, this amendment to the standard should allow for increased radio resource management on 802.11 networks
802.11n: This standard is expected to operate in the 5 GHz range and offer a maximum data rate of over 100 Mbps (though some proposals are seeking upwards of 500 Mbps). 802.11n will handle wireless multimedia applications better than the other 802.11 standards
802.11p: This standard will operate in the automotive-allocated 5.9 GHz spectrum. It will be the basis for the dedicated short range communications (DSRC) in North America. The DSRC will allow vehicle to vehicle and vehicle to roadside infrastructure communication
802.11r: This amendment to the standard will improve users’ ability to roam between access points or base stations. The task group developing this form in spring/summer 2004
802.11s: Under development, this amendment to the standard will allow for mesh networking on 802.11 networks. The task group developing this formed in spring/summer 2004

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access and IEEE 802.16)

WiMax is a wireless metropolitan area network (MAN) technology
WiMax has a range of 50 km with data rates of 70 Mbps. Typical cell has a shorter range
The original 802.16 standard operated in the 10-66 GHz frequency bands with line of sight environments
The newly completed 802.16a standard operates between 2 and 11 GHz and does not need line of sight
Delays in regulatory approval in Europe due to issues regarding the use of the spectrums in the 2.8 GHz and 3.4 GHz range
Supports vehicle mobility for between 20 to 100+ km/hr. The 802.16e standard will allow nomadic portability
The IEEE 802.16a and the ETSI HIPERMAN (High Performance Radio Metropolitan Area Network) share the same PHY and MAC. 802.16 has been designed from the beginning to be compatible with the European standard
Created to compete with DSL and cable modem access, the technology is considered ideal for rural, hard to wire areas

WiBro (Wireless Broadband)

Portable Internet Service (WiBro) is to provide a high data rate wireless internet access with PSS (Personal Subscriber Station) under the stationary or mobile environment, anytime and anywhere. Primarily based in South Korea based on TTA specifications.
2300-2400 MHz, TDD, OFDMA, channel bandwidth 10 MHz, etc.
System shall support mobile users at a velocity of up to 60km/h
Throughput (per user) Max. DL / UL = 3 / 1 [Mbps], Min. DL / UL = 512 / 128 [Kbps]
Will come online Q1 2006

Infrared (IrDA)

IrDA is used to provide wireless connectivity for devices that would normally use cables to connect. IrDA is a point-to-point, narrow angle (30° cone), ad-hoc data transmission standard designed to operate over a distance of 0 to 1 meter and at speeds of 9600 bps to 16 Mbps
IrDA is not able to penetrate solid objects and has limited data exchange applications compared to other wireless technologies
IrDA is mainly used in payment systems, in remote control scenarios or when synchronizing two PDAs with each other

Radio Frequency Identification (RFID)

There are over 140 different ISO standards for RFID for a broad range of applications
With RFID, a passive or unpowered tag can be powered at a distance by a reader device. The receiver, which must be within a few feet, pulls information off the ‘tag,’ and then looks up more information from a database. Alternatively, some tags are self-powered, ‘active’ tags that can be read from a greater distance
RFID can operate in low frequency (less than 100 MHz), high frequency (more than 100 MHz), and UHF (868 to 954 MHz)
Uses include tracking inventory both in shipment and on retail shelves

Near Field Communication (NFC)

The NFC Forum is involved in the development and promotion of NFC. The 12 sponsor members of the NFC Forum include MasterCard International, Microsoft, Motorola, NEC, Nokia, Panasonic, Philips, Renesas, Samsung Electronics, Sony, Texas Instruments and Visa
Capacity: 212 kbps over a distance from 0 to 20 centimeters over the 13.56 Mhz frequency range
The NFC standard is based on RFID technology
Applications suggested for NFC include ticketing, payment and gaming.
Support for a passive mode of communication leads to savings on battery power

Near-Field Magnetic Communication

Proprietary wireless technology developed, patented and licensed by Aura Communications.
Range: 1.5 to 2 meters; Power: about 100 nanowatts; and frequency: 10 to 15 MHz. Creates a weak magnetic bubble of 4 to 6 feet in diameter in which it works
Currently this technology is only used for wireless headsets. An adapter must be attached to the phone since it is not integrated in any handset
Only available in the U.S. to-date

HiperLAN

Speed: HiperLAN 2 = 54 Mbps, and has a 50 to 100 m capacity
No present killer application

HIPERMAN

Fixed wireless access standard developed by the European Telecommunications Standards Institute (ETSI)
Operates in the spectrum between 2 GHz and 11 GHz and is compatible/interoperable with the IEEE 802.16a-2003 standard

802.20

Considered to be mobile wireless broadband wireless access.
Maximum data rate expected to be 1 Mbps, operating in licensed bands below 3.5 GHz
Supports vehicle mobility up to 250 km/hr

ZigBee (IEEE 802.15.4)

The nine promoter companies of the ZigBee Alliance include Philips, Honeywell, Mitsubishi Electric, Motorola, Samsung, BM Group, Chipcon, Freescale and Ember; more than 70 members

Capacity of 250 Kbits at 2.4 GHz, 40 Kpbs at 915 Mhz, and 20 Kpbs at 868 Mhz with a range of 10-100 M
Its purpose is to become a wireless standard for remote control in the industrial field
The ZigBee technology is targeting the control applications industry, which does not require high data rates, but must have low power, low cost and ease of use (remote controls, home automation, etc.)
The specification was formally adopted in December 2004
Security was not considered in the initial development of the specification. Currently there are three levels of security
ZigBee and Bluetooth chips are both low cost.

short range wireless communication

Sat, 11 Nov 2006 16:25:23 GMT

经常听到的无线技术包括蓝牙，WiFi，UWB。实际业内流行的远不止这些，从之前的蓝牙开始，相关牵引出很多集中在短距离无线通讯上的技术，稍做整理，并提供简单对比，为今后详细研究准备。

蓝牙：是提供短距离无线通讯，传输带宽从1M-3M，耗电量小，主要用于个人网络PAN，例如耳机，MIC

WiFi：有不错的有效范围及传输率，可以使用在大部份的无线网络场合，但是在便携式设备上，它的耗电量可能相当大，被定位成在广域网络（WAN ）的应用。

UWB：则是强调超高传输速度的短距无线通讯技术，在10米以内的范围里以至少100Mbps的速率传输数据。这种通讯方式比较适合在家庭内部使用，它使用了不同于大部份无线电通讯的无线电波技术来传输信息，通过更广的频率寄出许多又短又高的信息脉冲（pulse），因此能够以相对上较少的电力在短距离内发送大量的信息。其可提供有如固网的信息传输品质，因此适用于需要更高信息传输速率的消费电子设备。例如，可容纳多部MPEG-4电影的媒体播放机，就需要每秒可传1Gb 的UWB 功能，才能在数秒之内发送完整部电影。

UWB有两个分支Freescale的DS-UWB和由TI倡导的MBOA。参考Ti公司的内部文章

Wibree：今年10月Nokia公布的技术，为使用袖珍电池的设备提供省电的无线连结。专为支持短距离无线通讯（类似于bluetooth1.2 class1） "in 2.4 GHz ISM band with physical layer bit rate of 1 Mbps and provides link distance of 5-10 meters"，可以与蓝牙方案配合（可以直接reuse蓝牙的RF模块）。目标终端是移动终端及个人电脑与手表、无线键盘、玩具和运动传感器等用小型钮扣式电池供电的终端。

Zigbee：工作在2.4GHz频段，有效范围在10到 50米，支持的最高数据传输速率为250kbps，特点是没有专利费。因此2004年底标准确立，到2005年底相关芯片及终端设备总共卖出1,500亿美元。可以同时在一个网络内接入上百个系统，这点比较适合传感器网络，因而Zigbee在工业领域很受欢迎。

除了UWB和WiFi，其他都是工作在ISM频段上的，自由频段加上扩频和调频形成了典型的短距离无线通讯技术的特点，具体的技术差别还需要时间仔细研究各自好几百页的specification才能比较。不过看Zigbee的介绍似乎是在上层应用上有更多自由度，而蓝牙则是很谨慎的在PHY，LC，等提供了很完整的体系结构，因而后来的很多技术都是在这基础上裁减，定制得来的。

bluetooth knowhow

Fri, 10 Nov 2006 03:44:53 GMT

蓝牙是无线数据和语音传输的开放式标准，它将各种通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统、甚至家用电器采用无线方式联接起来。SIG组织于1999年7月26日推出了蓝牙技术规范1.0版本。蓝牙技术的系统结构分为三大部分：底层硬件模块、中间协议层和高层应用。底层硬件部分包括无线跳频（RF）、基带（BB）和链路管理（LM）。它的传输距离为10cm～10m，如果增加功率或是加上某些外设便可达到100m的传输距离。它采用2.4GHz ISM频段和调频、跳频技术，使用权向纠错编码、ARQ、TDD和基带协议。TDMA每时隙为0.625μs，基带符合速率为1Mb/s。蓝牙支持64kb/s实时语音传输和数据传输，语音编码为CVSD，发射功率分别为1mW、2.5mW和100mW，并使用全球统一的48比特的设备识别码。

补充下bluetooth SIG来的资料：
bluetooth1.2 2003年发布，传输速率1Mbps；2004年发布2.0版本，支持EDR，最高速率3Mbps。工作频段在2.4G-2.485GHz。工作模式是Adaptive Frequency Hopping（AFH），正常速率是1600 hops/sec，一共79个频点，间隔1Mhz。蓝牙设备在piconet内使用Ad hoc网络，同时能连接最多7个其他设备。一个设备也可以同时属于多个piconet。

The operating range depends on the device class:

Class 3 radios – have a range of up to 1 meter or 3 feet
Class 2 radios – most commonly found in mobile devices – have a range of 10 meters or 30 feet
Class 1 radios – used primarily in industrial use cases – have a range of 100 meters or 300 feet

蓝牙技术结合了电路交换与分组交换的特点，可以进行异步数据通信，可以支持多达3个同时进行的同步话音信道，还可以使用一个信道同时传送异步数据和同步话音。每个话音信道支持64kb/秒的同步话音链路。异步信道可以支持一端最大速率为721kb/秒、另一端速率为57.6kb/秒的不对称连接，也可以支持43.2kb/秒的对称连接。

蓝牙芯片主要有基带处理和射频RF分离的双芯片方式和两者合一的单芯片方式两种。蓝牙单芯片方式是发展的趋势，因为它减少尺寸、降低成本、简化各种蓝牙设备的设计。蓝牙芯片的研发技术目前被少数西方公司所垄断，单芯片的供应商有CSR、TI、Zeevo（现被BROADCOM收购）等公司，双芯片的供应商有ST、National、Silicon Wave、Infineon等公司

0.18μm CMOS仍是主流的芯片制造工艺，CSR公司的BlueCore2-Ext采用的就是0.18μm CMOS工艺。TI公司的BRF6300、BRF6150芯片甚至做到了90nm、130nm