短距离无线通讯技术（Short Range Wireless；SRW），包含802.11系列、蓝芽（bluetooth）、ZigBee、RFID、UWB、IrDA、WiMedia，甚至DECT、无线1394、无线USB和其他封闭式或专用的标准，这牵涉到电信业、电脑业、半导体业、系统设计/制造业（ODM/OEM）的共同参予。

在这么多的标准中，有哪些是适合特定业者的应用呢？有哪些市场、产品和服务最适合使用到短距无线通讯呢？ IEEE 802.11系列标准的现况如今又是如何？如何有效地开发SRW产品？本文试着从中厘清思路，提供一些意见给读者参考。

短距离无线通讯的分类

为了明白短距离无线通讯技术能提供哪些应用，首先必须先知道它们的种类。近年来，SRW是演变最为快速的技术类别。它们的种类虽然多，不过，大约可以区分为三大类：

(图一)是各种短距离无线通讯技术在传输率与通讯距离的功能比较。

《图一 各种短距离无线通信技术的比较》

就技术面而言，目前有许多挑战需要克服。这至少包含下面几项：

智慧型天线

由于各国的频谱规范不同，同样是WLAN装置，但是，不同地区所使用的射频频段不一定相同，例如：日本、美国和欧洲，因此，这迫使天线制造商必须设计出可调谐的双频（dual -band）天线，能够在2.4～2.5GHz和4.9～5.9GHz的双频段内同时工作。不幸的是，这两个频段的谐波会彼此相互干扰，导致天线的通讯品质低落。因此，如何设计尺寸不大、通讯良好的双频天线成为业者的一大挑战。

归纳一下，业者在面对天线的应用时，会遇到下列常见的难题：

此外，关于智慧型天线技术的议题，还包含：能将天线和控制系统整合在一起的晶片封装技术、分散式的天线系统（Distributed Antenna System；DAS）、卫星电视天线、陶质（ceramic）天线等。

目前，国外有天线制造商采用新的材料技术和演算法，提出一种解决方案，称为以用户为主的智慧型天线（Subscriber Based Smart Antenna；SBSA），SBSA被宣称可以提高讯号强度、降低杂音、增加传输率、减少功率耗损。这种技术也可以应用在GSM、GPRS、EDGE、WCDMA、cdma2000和802.11/15/16上。它也支援全向性（diversity）和MIMO的功能。

资料的通讯安全

短距离无线通讯网路的弱点，最初是在企业的内部网路和电脑。因为病毒会透过它们，散布到无线通讯网路上。当用户移动时，他们无意间也会在别的地方染毒。当重新连接上企业网路时，会不知觉地释出拒绝服务（Denial of Service；DoS）的攻击，破坏网路系统的重要作业。因此，要如何找出安全漏洞、怎样才能杀毒、如何确保通讯网路里里外外都是安全的等，这些都是挑战，也是商机所在。

无线感测网路的应用

RFID、ZigBee等技术都可能应用在无线嵌入式（感测）网路、物流供应链管理系统上。感测标签与感测器或扫瞄机之间的通讯协定标准、感测讯号的辨识和筛选、与后端资料库伺服器的沟通、收集到的资料在供应链管理系统中的处理与分布、以及与资料安全相关的技术开发等，都是业者必须面对的挑战。

顺便一提，一个标准的RFID系统包含有：控制晶片、收发机（transponder）、扫描机（reader）和天线。

用软体定义射频

利用软体来选择频段和无线通讯标准将是未来的趋势。可用软体定义的射频（Software Definable Radio；SDR）技术是可移植的（portable），系统厂商可以针对不同的应用，考量性能、尺寸、复杂度、价格等因素，设计出能横跨许多不同天线和射频电路的软体来。支援SDR的天线系统包含很广，譬如：多频带（multi-band）、可调谐的、多输入多输出（multiple-input multiple output；MIMO）等天线。理论上，这种观念应该可行，但在实务上，可能会遇到不同标准或技术彼此不相容、天线厂商不愿意和软体厂商配合等问题。

如何支援和教育客户

乍看之下，这应该不是什么困难的问题，但是因为短距离无线通讯技术非常多，该如何教育和支援客户，使他们了解不同技术的差异之处，同时协助客户将短距无线通讯技术整合到企业的资讯网路中，将是供应商最大的挑战。基本的问题包含：如何管理日益增加和更形复杂的无线电频宽；如何规划和限制每个装置对无线电频宽的使用量；如何设定无线电网路，以提高它的性能、可靠度、安​​全度。

电磁相容标准的测试

无线电装置必须通过电磁相容（EMC）标准，这包含电磁辐射的测量、介面耦合、布线和接地、滤波和遮蔽（shielding）、杂讯干扰、抑制元件的使用等技术。国内许多系统业者因为本身没有EMC的设计能力，于是委外设计和验证。 2003年这些承接EMC案件的公司都有大幅的成长，幅度甚至是过去的2～4倍之多。

在进行天线的辐射模式（antenna pattern）测试时，天线的固定位置对测量结果的影响很大。不良的位置会阻碍电磁波对四周方向的辐射，造成错误的测量结果。例如：在做近场（near-field）测量时，若测量的区域被测试系统中的封闭球体截断，就会产生错误的测量值。如果我们采信了这种错误的测量结果，我们将无法正确地掌握住天线在它的辐射涵盖范围内的特性。

降低收发机的成本

一般而言，无线电系统包含有收发机（wireless transceiver）、天线和基频处理器。其中，收发机的成本通常比较高。因此，采用价格便宜的CMOS制程，来设计收发机已经是主流的趋势。除了成本因素以外，功率小、工作频率比较低的收发机，也将是促使短距离无线通讯技术能够广泛普及的重要因素。

家电控制、工业自动化、保全系统等应用，并不需要高频、高功率的无线电收发机。因此，如何降低外部元件的数量、建​​立无线电链路的程序要如何简化、降低功率和成本等，都是一大挑战。

IPv6是否能普及

IPv6是下一代的网际网路通讯协定（Internet Protocol；IP），它可以支援现有的和未来的IP需求。它具有128bit的定址能力，这对传输多媒体的无线装置帮助很大。它增强了对等网路（peer-to-peer）的应用，提供全球唯一的IP位址给每一个装置。 IPv6 解决了IPv4的缺点，例如：位址不够、网路连接的时间过长，并增加了对行动通讯和漫游（roaming）的支援。

短距离无线通讯的业者是否会全部改采用IPv6呢？短期而言，似乎看不出有这个可能。举例来说，IPv4存在于目前的蓝芽和WLAN产品中的比率仍然很高。可能因为使用者人口还不是很多，等将来短距离无线通讯装置普及了，IPv6就可能会取代IPv4。

红外线技术在财务管理上的应用

红外线在财务管理（Infrared Financial Messaging；IrFM）方面的应用，在过去几年来逐渐热门起来。 2003年，红外线资料协会（Infrared Data Association；IrDA）公布了一种标准，称为「IrFM点即付（Point & Pay）」应用导引（Profile），它能让用户使用行动装置完成商业交易，这些行动装置包含：手机或呼叫器；而接受交易请求的是「IrFM销售点（point-of-sale）」终端机，例如：付费话机、饮料贩卖机。

红外线通讯具有资料保密性高、成本低、点对点和短距离通讯、高速的定向连接等优点，因此，它是消费性电子装置能够应用于行动式电子商务的重要媒介。不过，这种前卫的应用方式是否能够普及，最后仍然由消费者和大多数的商业机构是否愿意采用而定。

磁感应技术在可携式音讯装置上的应用

「可靠的无线音讯串流传输」，对日渐成长的数位语音装置而言，是急需改善的重点。但是，以目前的射频技术似乎很难达到这个高标准的要求。因此，需要另外找寻合适的技术，以满足客户与市场的需求。

磁感应（magnetic induction）已经被证实是射频技术的最佳替代方案；若将它应用在可携式的音讯装置上，可以传输高品质的数位语音，这主要是因为它的近场辐射效能比射频技术优异。

不过，对大多数业者而言，磁感应技术仍然是一块陌生的处女地。它的成本虽然比较便宜，但是，在尚无大厂公开表示支持的情况下，许多业者仍然宁愿采用传统的射频技术。

IEEE 802.11标准的现况

IEEE对短距离无线通讯技术的标准化工作，一直都很积极地在推动着。目前既存的802.11标准制定小组和其工作现况，简述如下：

常用的IEEE 802.11标准之间的比较，如(表一)所示。

《表一 IEEE 802.11b/a/g的比较》

开发SRW产品的步骤和原则

对OEM系统厂商而言，开发短距离无线通讯产品是有一定的步骤和原则可以依循的。大体而言，这些步骤和原则并不会因为不同的无线电技术，而在根本上有所不同。如(图二)所示。详细说明如下：

电路板线路的设计

厂商可以参考晶片制造商所提供的公板来设计。不过，要对电源电路、EMC/ESD电路做重新设计时，必须谨慎选择替代元件，并考虑依照不同的应用种类，采取弹性的设计方案。

软体的重新设计

更换或增加任何一个处理器或控制器、记忆体、周边介面，都必须重新设计软体的驱动程式。有时，为了屈就于硬体的设计，软体的重新设计会变得很复杂。所以，到底是修改硬体好或软体好？是设计团队必须谨慎评估的重要工作。此外，不同的作业系统（OS）会有各种不同的限制条件，千万不要小看将不同作业系统移植到同一块电路板的困难度，若编译器、组译器、除错器不支援或没有时，光靠一般经验和手动修改，其辛苦是可想而知的。

测试工作

一般而言，这包含天线与射频电路的测试和系统功能的测试。前者需要将系统处于不断发射或接收的状态，以测量天线的辐射模式和射频电路的品质（包括EMC/ESD）。这可以利用程式将处理器或控制器设定在这样的模式下，以接受测试。系统功能测试则是从应用层不断传送或接收资料，以测量系统的资料传输率、错误率，以及整体的效能（包括功率耗损和相容性等）。

《图二 开发SRW产品的步骤和原则》

结语

如此多的SRW标准彼此在市场上竞争或互补，但要如何针对特定的应用和需求，从中找出最佳的技术，是一件非常复杂的任务。不仅如此，想要获得成功，不只需要理解技术的内涵，也要知道商业交易的模式，最后才能赢得市场。

这几年，全球经济不景气，可是许多新技术却纷纷出笼。不过，至今真正能在市场上获得亮丽成绩的，寥寥无几。因此，如何将这些新技术的功能和特色转换成能刺激经济成长的动能，将是厂商们的终极挑战。