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1、基于IrDA标准的红外无线通信原理及设计87317本文由cuiyinjushi贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。电子工程师2000年第5期通信技术与设备基于IrDA标准的红外无线通信原理及设计TheTheoryandDesignofInfraredWirelessCommunicationBasedontheStandardofIrDA华中理工大学电信系(武汉430074) 王红智 周 云 严国萍【摘要】 简要地介绍了红外无线通信的优势,论述了实现
2、IrDA标准的几个关键技术。最后提出了基于IrDA标准的红外无线数字通信设计的三种应用方案。关键词:红外数字通信协会,通用异步收发器,脉冲位置调制【Abstract】 ThispaperintroducestheadvantageofinfraredwirelesscommunicationandthestandardofIrDA,andprovidesthreetypicaltechnologysofthedesignofinfraredwirelesscommunicationbasedonthes
3、tandardofIrDA.Keywords: IrDA,UART,PPM随着通信业务的发展,建立起了许多越来越复杂的通信网络,它们覆盖了社会生活的方方面面。通信网络中的传输形式有两种方式:有线方式和无线方式。采用双绞线、电缆线及光纤作为传输媒体的有线网络通信系统存在许多不足,如布线繁锁,办公室电缆线泛滥,无法从移动体访问局域网等。而采用无线通信方式的通信系统却能很好地克服这些缺点。便携式信息终端设备的出现,加速了无线数字通信线路和局域网的研究和设计。无线通信网采用无线电或红外线作为传输媒体,保持了有线
4、网络高速率的特点,可以支持高速有线网络的所有业务,无需布线即可灵活地组成可移动的局域网,并具有移动计算能力。所谓移动计算即指网络中的站点可在网中漫游的同时与网络保持通信。在无线通信中,无线电和红外线是互相补充的两种传输媒介,它们适用于不同场合。两者的对比如下:?无线电适合用户流动性大、要求传输信号能通过墙壁进行长距离传输而发射功耗又能做到最小的各种场合用。?红外辐射与无线电相比具有几个明显优点:(1)红外线适用于各种短距离的场合;(2)红外线不受无线电干扰,且使用起来不受国家无线电管理委员会限制;(3)
5、红外通信结构简单,耗电少,能稳定地进行高速数据通信,也就是说,只要红外线通信组件能内置在便携式信息终端,那么不随身携带解调器和综合数字数据网络终端连接器以及连接缆线,就能进行高速数据通信;(4)能高速运转的红外发射器和接收器成本很低;(5)红外线对非透明物体的透过性极差,不能透过墙壁,所以红外传输被限制在室内。这种限制使信号易于传输而不被窃听,也能防止在不同房间内工作的通信线路之间相互发生干扰。于是,红外无线局域网将来可以达到很高的聚集能力,而且它们的设计可以简单化,因为在不同房间内的红外信号的传输并不
6、需要协调。由于红外线通信的诸多优点,红外技术越来越多地被应用于无线通信领域。现在,采用红外线方式的无线局域网正处于研究和建设之中,它依据的标准是IEEE802.11无线局域网标准。802.11标准为无线LAN定义物理层和MAC结构,物理层定义包含了三种不同的物理层及传输方式:红外线方式和两种无线电射频方式——直接序列扩频(DSSS)和跳频扩频(FHSS)。802.11标准的制定,为红外线方式在无线通信网络中的应用奠定了协议支持。1 IrDA标准及其关键技术促进红外通信标准化的组织是非营利性团体——红外数
7、字通信协会(IrDA),它的宗旨是谋求红外数据通信的标准化、低成本地确立和普及红外通信的相互连接性。IrDA的目的是:(1)只要面对机器就能进行数据交换;(2)实现使用方便的红外线无绳通信功能;(3)不同生产厂家、不同种类的机器能相互连接。?15?王红智,等:基于IrDA标准的红外无线通信原理及设计IrDA的第一规范化1.0版本提供了高达115.2kbs的通信速率;版本1.1把速率扩展到4Mbs,同时保持了与版本1.0的兼容。IrDA标准包括3个必选规范:物理层(ThePhysicalLayer)、链路
8、接入协议(IrLAP)、链路管理协议(IrLMP)。1.1 IrDA软件层IrDA协议是以栈的形式设定的。来自于应用程序的数据通过协议栈向下传递,最终作为光脉冲传输。除了物理层外,IrLAP和IrLMP是两个必选的软件协议。物理层上的第一层为IrLAP,它是HDLC(半双工链路控制)协议的红外适配协议。其数据传输来说并不是最优化的,因为一个持续位流可以任意长时间地打开LED发射管。因此,LED的功率损耗很大,限制了LED管的使用时间。相反,
