移动机器人原理与技术 课件 第八章 移动机器人的通信系统.ppt

****移动机器人技术原理与应用第八章移动机器人的通信系统AdHoc自组网技术基于计算机网络的移动机器人通信8.1现代无线通信技术8.28.38.1现代无线通信技术8.1.1GSM通信系统GSM是世界上第一个对数字调制、网络层结构和业务作了规定的蜂窝系统。GSM网络一共有4种不同的蜂窝单元尺寸：巨蜂窝，微蜂窝，微微蜂窝和伞蜂窝。覆盖面积因不同的环境而不同。巨蜂窝可以被看作那种基站天线安装在天线杆或者建筑物顶上那种。微蜂窝则是那些天线高度低于平均建筑高度的那些，一般用于市区内。8.1.1GSM通信系统微微蜂窝则是那种很小的蜂窝只覆盖几十米的范围，主要用于室内。伞蜂窝则是用于覆盖更小的蜂窝网的盲区，填补蜂窝之间的信号空白区域。蜂窝半径范围根据天线高度、增益和传播条件可以从百米以上至数十公里。实际使用的最长距离GSM规范支持到35公里。蜂窝移动通信的出现是一次移动通信革命。由于频率的复用，大大提高了频率复用率并增大了系统容量，网络的智能化实现了越区转接和漫游功能，扩大了客户的服务范围，但也存在着带宽无法满足信息内容的局限。8.1.2CDMA通信系统CDMA，码分多址，是在扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术，相应的技术标准包括北美的IS-95、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA，CDMA通信技术已经成为了第三代通信技术（3G）的技术标准。第四代移动通信技术（4G）引入了MIMO无线通信技术，将宽带互联网和宽带无限通信网络相结合，提高了无线网络的信息吞吐量、扩大覆盖区域和传输质量，满足了语音、视频等等信息的传输，但传输速度仍然有提升空间,目前，5G技术已经在世界上很多地区开始应用。8.1.3红外通信技术红外通信是利用红外线作为通信载体的一种无线通信技术。红外线是电磁波的一个部分，比可见光略短，但是携带的信息量较大。红外传输一般由红外发射系统和接收系统两部分组成。发射系统对一个红外辐射源进行调制后发射红外信号，一般利用波长850~900nm的红外线传输，采用ASK、PPW等调制方式将二进制调制成脉冲序列，驱动红外线发射管向外发送红外光，接收端则将收到的红外光脉冲信号转换成电信号，再进行放大、滤波、解调后还原成二进制数，就构成了红外通信系统。8.1.3红外通信技术红外通信的传输方式主要有点对点方式和广播的方式。1.点对点方式：点对点传输时指使用高度聚焦的红外线光束发送信息或者控制远距离信息的红外传输方式。局域网或者广域网都可以使用点对点的传输方式在短距离和远距离上传输数据。点对点红外传输使用在局域网中，用来将距离较近的建筑连接起来。优点是：使用点对点红外介质可以减少衰减，使得偷听困难安全性高；适合较短距离通信传输速率较高；必威体育官网网址性强、信息容量大；构造简单，使用较为灵活；有较的方向性。缺点是：易受到尘埃、雨水8.1.3红外通信技术的影响；强远距离通信，通常需要高功率激光发射器，造成费用昂贵；容易受到强光干扰。2.广播方式：红外广播系统向一个广大的区域传送信号，并且允许多个接收器同时接收信号。它的一个主要优点是可移动性，相对点对点来说计算机工作站和其他设备可以更容易的移动。优点是：安装简单，只要设备有畅通的信道和足够强度的信号，就可以安装到信号能到达的任何地方，使得重新构架网络容易；缺点：信号衰减受到光强和纯净介质影响；电磁干扰无法避免。8.1.3红外通信技术由于其结构简单、容易实现、成本低等特点，红外通信标准的广泛兼容性可以为用户提供更多的选择的无线通信方式，其在嵌入式系统产品中也得到广泛应用。随着短距离无线通信技术的发展，PAN的概念被提了出来，也就是所谓的个人局域网。PAN国际通信的核心思想是，用无线电或红外线代替传统的有线电缆，实现个人信息终端的智能化互联，组建个人化的信息网络。通过个人终端设备进行局域网内，以及外网通信。红外通信技术成为了实现PAN的方式。8.1.4蓝牙通信技术作为一种短距离无线通信方式，蓝牙通信的实质内容是建立一个通用的无线空中接口以及控制软件的公开标准，从而使得不同厂家的便携设备能够在没有电缆互相连接的情况下在较短距离内完成互通。蓝牙通信技术将内嵌蓝牙芯片的设备互联起来，提供话音和数据的接入服务，实现信息的自动交换和处理。从出现至今一直在不断的更新发展，并一直在各种移动设备上广泛使用。8.1.4蓝牙通信技术蓝牙通信工作在全球通用的免费的2.4GHzISM频段，数据速率为IMbps，采用时分双工实现全双工传输。现阶段蓝牙技术的主要工作范围在10米左右，经过增加射频功率后的蓝牙技术可以在100米的范围进行工作。红外和蓝牙参数比较8.1.5UWB超宽带通信技术UWB超宽