2.4G無線技術簡介微波通信(MicrowaveCommunication)，是使用波長在1毫米至1米之間的電磁波--微波進行的通信。該波長段電磁波所對應的頻率范圍是300MHz(0.3GHz)~300GHz。與同軸電纜通信、光纖通信和衛(wèi)星通信等現(xiàn)代通信網(wǎng)傳輸方式不同的是，微波通信是直接使用微波作為介質進行的通信，不需要固體介質，當兩點間直線距離內(nèi)無障礙時就可以使用微波傳送。利用微波進行通信具有容量大、質量好并可傳至很遠的距離，因此是國家通信網(wǎng)的一種重要通信手段，也普遍適用于各種專用通信網(wǎng)。ISM頻段(IndustrialScientificMedicalBand）主要是開放給工業(yè)、科學、醫(yī)學三個主要機構使用的頻段，屬于無許可（FreeLicense）頻段，使用者無需許可證，沒有所謂使用授權的限制。但是對所有的功率進行限制，使得發(fā)射與接收之間只能是很短的距離，因而不同使用者之間不會相互干擾。在美國，ISM頻段是由美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）定義出來的，其他大多數(shù)政府也都已經(jīng)留出了ISM頻段，用于非授權用途。目前，許多國家的無線電設備（尤其是家用設備）都使用了ISM頻段，如車庫門控制器、無繩電話、無線鼠標、藍牙耳機以及無線局域網(wǎng)等。ISM頻段的主要頻率范圍如下。1．頻率6.78MHz這個頻率范圍為6.765～6.795MHz，屬于短波頻率，這個頻率范圍在國際上已由國際電信聯(lián)盟指派作為ISM頻段使用，并將越來越多地被RFID系統(tǒng)使用。這個頻段起初是為短波通信設置的，根據(jù)這個頻段電磁波的傳播特性，短波通信白天只能達到很小的作用距離，最多幾百公里，夜間可以橫貫大陸傳播。這個頻率范圍的使用者是不同類別的無線電服務，如無線電廣播服務、無線電氣象服務和無線電航空服務等。2．頻率13.56MHz這個頻率范圍為13.553～13.567MHz，處于短波頻段，也是ISM頻段。在這個頻率范圍內(nèi)，除了電感耦合RFID系統(tǒng)外，還有其他的ISM應用，如遙控系統(tǒng)、遠距離控制模型系統(tǒng)、演示無線電系統(tǒng)和傳呼機等。這個頻段起初也是為短波通信設置的，根據(jù)這個頻段電磁波的傳播特性，無線信號允許晝夜橫貫大陸聯(lián)系。這個頻率范圍的使用者是不同類別的無線電服務機構，例如新聞機構和電信機構等。3．頻率27.125MHz這個頻率范圍為26.957～27.283MHz，除了電感耦合RFID系統(tǒng)外，這個頻率范圍的ISM應用還有醫(yī)療用電熱治療儀、工業(yè)用高頻焊接裝置和傳呼機等。在安裝工業(yè)用27MHz的RFID系統(tǒng)時，要特別注意附近可能存在的任何高頻焊接裝置，高頻焊接裝置產(chǎn)生很高的場強，將嚴重干擾工作在同一頻率的RFID系統(tǒng)。另外，在規(guī)劃醫(yī)院27MHz的RFID系統(tǒng)時，應特別注意可能存在的電熱治療儀干擾。4．頻率40.680MHz這個頻率范圍為40.660～40.700MHz，處于VHF頻帶的低端，在這個頻率范圍內(nèi)，ISM的主要應用是遙測和遙控。在這個頻率范圍內(nèi)，電感耦合射頻識別的作用距離較小，而這個頻率7.5m的波長也不適合構建較小的和價格便宜的反向散射電子標簽，因此該頻段目前沒有射頻識別系統(tǒng)工作，屬于對射頻識別系統(tǒng)不太適用的頻帶。5．頻率433.920MHz這個頻率范圍為430.050～434.790MHz，在世界范圍內(nèi)分配給業(yè)余無線電服務使用，該頻段大致位于業(yè)余無線電頻帶的中間，目前已經(jīng)被各種ISM應用占用。這個頻率范圍屬于UHF頻段，電磁波遇到建筑物或其他障礙物時，將出現(xiàn)明顯的衰減和反射。該頻段可用于反向散射RFID系統(tǒng)，除此之外，還可用于小型電話機、遙測發(fā)射器、無線耳機、近距離小功率無線對講機、汽車無線中央閉鎖裝置等。但是，在這個頻帶中，由于應用眾多，ISM的相互干擾比較大。6．頻率869.0MHz這個頻率范圍為868～870MHz，處于UHF頻段。自1997年以來，該頻段在歐洲允許短距離設備使用，因而也可以作為RFID頻率使用。一些遠東國家也在考慮對短距離設備允許使用這個頻率范圍。7．頻率915.0MHz在美國和澳大利亞，頻率范圍888～889MHz和902～928MHz已可使用，并被反向散射RFID系統(tǒng)使用。這個頻率范圍在歐洲還沒有提供ISM應用。與此鄰近的頻率范圍被按CT1和CT2標準生產(chǎn)的無繩電話占用。8．頻率2.45GHz這個ISM頻率的范圍為2.400～2.4835GHz，屬于微波波段，也處于UHF頻段，與業(yè)余無線電愛好者和無線電定位服務使用的頻率范圍部分重疊。該頻段電磁波是準光線傳播，建筑物和障礙物都是很好的反射面，電磁波在傳輸過程中衰減很大。這個頻率范圍適合反向散射RFID系統(tǒng)，除此之外，該頻段典型ISM應用還有藍牙和802.11協(xié)議無線網(wǎng)絡等。9．頻率5.8GHz這個ISM頻率的范圍為5.725～5.875GHz，屬于微波波段，與業(yè)余無線電愛好者和無線電定位服務使用的頻率范圍部分重疊。這個頻率范圍內(nèi)的典型ISM應用是反向散射RFID系統(tǒng)，可以用于高速公路RFID系統(tǒng)，還可用于大門啟閉（在商店或百貨公司）系統(tǒng)。10．頻率24.125GHz這個ISM頻率的范圍為24.00～24.25GHz，屬于微波波段，與業(yè)余無線電愛好者、無線電定位服務以及地球資源衛(wèi)星服務使用的頻率范圍部分重疊。在這個頻率范圍內(nèi)，目前尚沒有射頻識別系統(tǒng)工作，此波段主要用于移動信號傳感器，也用于傳輸數(shù)據(jù)的無線電定向系統(tǒng)。11．其他頻率的應用135kHz以下的頻率范圍沒有作為工業(yè)、科學和醫(yī)療（ISM）頻率保留，這個頻段被各種無線電服務大量使用。除了ISM頻率外，135kHz以下的整個頻率范圍RFID也是可用的，因為這個頻段可以用較大的磁場強度工作，特別適用于電感耦合的RFID系統(tǒng)。根據(jù)這個頻段電磁波的傳播特性，占用這個頻率范圍的無線電服務可以達到半徑1000km公里以上。在這個頻率范圍內(nèi)，典型的無線電服務是航空導航無線電服務、航海導航無線電服務、定時信號服務、頻率標準服務以及軍事無線電服務。2.4GHz頻段中心頻率范圍2.412GHz-2.484GHz共劃分14個信道，中國可用13個信道（1-13），美國可用11個信道（1-11）信道有效帶寬20MHz，實際帶寬22MHz，其中2MHz為隔離頻帶相鄰信道中心頻點間隔5MHz，相鄰的多個信道存在頻率重疊，相互不干擾的信道有三組（1、6、11或2、7、12或3、8、13）ISM頻段在各國的規(guī)定并不統(tǒng)一。所謂的2.4G無線技術，其頻段處于2.405GHz-2.485GHz之間。所以簡稱為2.4G無線技術。特點：全雙工模式傳輸工作方式超強抗干擾性最大可達10米的傳輸距離擁有理論上2M的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢：適用范圍廣它是一個全球性的頻段，開發(fā)的產(chǎn)品具有全球通用性，各種無線產(chǎn)品均可使用此頻段，目前廣泛用于無線建設及無線寬帶路由器等室內(nèi)場合。帶寬高

它整體的頻寬勝于其他ISM頻段，這就提高了整體數(shù)據(jù)傳輸速率，允許系統(tǒng)共存，允家用無線路由器許雙向傳輸，且抗干擾性強，傳輸距離遠(短距離無線技術范圍)。低功耗2.4GHz無線電和天線的體積相當小，產(chǎn)品體積也更小，制造成本低，從而使芯片更集中，減少耗電。為了實現(xiàn)工業(yè)、家庭和樓宇的自動化控制，將人類從有線的環(huán)境中解放出來，以取代線纜為目標，用于無線個人區(qū)域網(wǎng)(WPAN，WirelessPersonalAreaNetwork)范圍的短距離無線通信技術標準得到了迅速的發(fā)展。個人區(qū)域網(wǎng)絡是利用短距離、低功率無線傳輸技術，配合AdHoc網(wǎng)路架構(AdHocnetworks)連接居家環(huán)境之資訊家電、辦公室個人桌上型或手提電腦、個人PDA、印表機等，除增進生活方便性，改善辦公環(huán)境外亦可提供醫(yī)療輔助及閑暇娛樂。典型技術標準有藍牙、ZigBee、無線USB、無線局域網(wǎng)Wi-Fi等。這些技術均選擇了2.4GHzISM頻段藍牙技術/IEEE802.15.1由藍牙特別利益小組（SIG）制定的用于無線個人區(qū)域網(wǎng)（WPAN）的標準，采用跳頻擴頻(FHSS)方式，支持語音、數(shù)據(jù)傳輸。藍牙可對多達8個連接成皮網(wǎng)(Piconet)的設備以及多個連接成散射網(wǎng)的皮網(wǎng)提供支持。藍牙有79個信道，信道間隔均為1MHz。通信距離為10~100m。藍牙是窄頻技術只能用來傳輸普通數(shù)據(jù)或音頻信號，缺點就是它的傳輸數(shù)據(jù)量小，僅能達到每秒1M左右2.4G是寬頻技術，在保密性跟傳輸速度上有了很大的提升，可以傳輸視頻+音頻信號。ZigBee/IEEE802.15.4ZigBee技術是一項新興的短距離無線通信技術，主要面向的應用領域是低速率無線個人區(qū)域網(wǎng)(LRWPAN，LowRateWirelessPersonalAreaNetwork)，典型特征是近距離、低功耗、低成本、低傳輸速率，主要適用于自動控制以及遠程控制領域，目的是為了滿足小型廉價設備的無線聯(lián)網(wǎng)和控制

Wi-Fi/IEEE802.11a/b/g/nWi-Fi是基于IEEE802.11標準的WLAN。工作在2.4GHz頻段，用于學校、商業(yè)等辦公區(qū)域的無線連接技術，傳輸速率可達54Mbit/s，工作距離100m，采用直接序列擴頻(DSSS)的方式。采用Wi-Fi的主要推動因素是數(shù)據(jù)吞吐量，Wi-Fi一般用來將計算機及無線設備與本地局域網(wǎng)相連或直接與互聯(lián)網(wǎng)相連。802.11協(xié)議組是國際電工電子工程學會(IEEE)為無線局域網(wǎng)絡制定的標準，主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務主要限于數(shù)據(jù)存取。802.11采用2.4GHz和5GHz這兩個ISM頻段。其中2.4GHz的ISM頻段為世界上絕大多數(shù)國家采用。5GHzISM頻段在一些國家和地區(qū)的使用情況比較復雜，加上高載波頻率所帶來了負面效果，使得普及受到了限制無線USB(WirelessUSB)WirelessUSB技術在3m距離的最大傳輸速率達480Mbit/s，而性能與現(xiàn)有的USB2.0相同。WirelessUSB規(guī)定10m的速率為110Mbit/s，使用全球通用的2.4GHzISM頻段，通信距離高達10m，可連接8個設備。WirelessUSB并非聯(lián)網(wǎng)解決方案，因此沒有相關成本或功率開銷，支持USB的即插即用，無需驅動程序和標準/認證過程。無繩電話和微波爐等干擾源，就使得該頻段日益擁擠。

2.4GHz無繩電話2.4GHz無繩電話在北美越來越流行，且不采用標準聯(lián)網(wǎng)技術。雖然有些無繩電話采用DSSS，但多數(shù)采用FHSS。采用DSSS及其他固定信道算法的無繩電話一般在電話上裝有“信道”按鍵，使用戶能手動改變信道。FHSS電話則沒有“信道”按鍵，因為它們經(jīng)常改變信道。大多數(shù)2.4GHz無繩電話均采用5至10MHz的信道寬度。隨著越來越多的公司生產(chǎn)使用2.4GHzISM頻段的產(chǎn)品，設計人員必須處理來自其他來源的更多信號。管理免許可頻段的規(guī)章表明，設備必須考慮干擾問題