目前一種新的無線通信技術(shù)引起了人們的廣泛關(guān)注，這就是所謂的“UWB (Ultra WideBand，超寬帶無線技術(shù))”技術(shù)。正如其名稱一樣，UWB技術(shù)是一種使用1GHz以上帶寬的最先進(jìn)的無線通信技術(shù)，被認(rèn)為是未來五年電信熱門技術(shù)之一。但是UWB不是一個(gè)全新的技術(shù)，它實(shí)際上是整合了業(yè)界已經(jīng)成熟的技術(shù)如無線USB、無線1394等連接技術(shù)。

什么是UWB？

UWB的歷史淵源，可以追溯到一百年前波波夫和馬可尼發(fā)明越洋無線電報(bào)的時(shí)代�，F(xiàn)代意義上的超寬帶UWB 無線技術(shù)，又稱脈沖無線電( Impulse Radio) 技術(shù)，出現(xiàn)于1960年代。

與傳統(tǒng)通信技術(shù)不同的是，UWB是一種無載波通信技術(shù)，即它不采用載波，而是利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此其所占的頻譜范圍很寬。UWB是利用納秒級(jí)窄脈沖發(fā)射無線信號(hào)的技術(shù)，適用于高速、近距離的無線個(gè)人通信。按照FCC的規(guī)定，從3.1GHz到10.6GHz之間的7. 5GHz 的帶寬頻率為UWB所使用的頻率范圍。

從頻域來看，超寬帶有別于傳統(tǒng)的窄帶和寬帶，它的頻帶更寬。窄帶是指相對(duì)帶寬(信號(hào)帶寬與中心頻率之比)小于1%，相對(duì)帶寬在1%到25%之間的被稱為寬帶，相對(duì)帶寬大于25% ， 而且中心頻率大于500MHz的被稱為超寬帶。

從時(shí)域上講，超寬帶系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)。一般的通信系統(tǒng)是通過發(fā)送射頻載波進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，而UWB是利用起、落點(diǎn)的時(shí)域脈沖(幾十ns)直接實(shí)現(xiàn)調(diào)制，超寬帶的傳輸把調(diào)制信息過程放在一個(gè)非常寬的頻帶上進(jìn)行，而且以這一過程中所持續(xù)的時(shí)間， 來決定帶寬所占據(jù)的頻率范圍。由于UWB發(fā)射功率受限， 進(jìn)而限制了其傳輸距離，據(jù)資料表明，UWB信號(hào)的有效傳輸距離在10m以內(nèi)，故而在民用方面，UWB普遍地定位于個(gè)人局域網(wǎng)范疇。

UWB的技術(shù)特點(diǎn)

由于UWB與傳統(tǒng)通信系統(tǒng)相比，工作原理迥異，因此UWB具有如下傳統(tǒng)通信系統(tǒng)無法比擬的技術(shù)特點(diǎn)：

(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)比較簡單：當(dāng)前的無線通信技術(shù)所使用的通信載波是連續(xù)的電波，載波的頻率和功率在一定范圍內(nèi)變化，從而利用載波的狀態(tài)變化來傳輸信息。而UWB則不使用載波，它通過發(fā)送納秒級(jí)脈沖來傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)。UWB發(fā)射器直接用脈沖小型激勵(lì)天線，不需要傳統(tǒng)收發(fā)器所需要的上變頻，從而不需要功用放大器與混頻器，因此，UWB允許采用非常低廉的寬帶發(fā)射器。同時(shí)在接收端，UWB接收機(jī)也有別于傳統(tǒng)的接收機(jī)，不需要中頻處理，因此，UWB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)比較簡單。

(2)高速的數(shù)據(jù)傳輸：民用商品中，一般要求UWB信號(hào)的傳輸范圍為10m以內(nèi)，再根據(jù)經(jīng)過修改的信道容量公式，其傳輸速率可達(dá)500Mbit/s，是實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信和無線局域網(wǎng)的一種理想調(diào)制技術(shù)。UWB 以非常寬的頻率帶寬來換取高速的數(shù)據(jù)傳輸，并且不單獨(dú)占用現(xiàn)在已經(jīng)擁擠不堪的頻率資源，而是共享其他無線技術(shù)使用的頻帶。在軍事應(yīng)用中，可以利用巨大的擴(kuò)頻增益來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、低截獲率、低檢測率、高安全性和高速的數(shù)據(jù)傳輸。

(3)功耗低：UWB系統(tǒng)使用間歇的脈沖來發(fā)送數(shù)據(jù)，脈沖持續(xù)時(shí)間很短，一般在0.20ns～1.5ns之間，有很低的占空因數(shù)，系統(tǒng)耗電可以做到很低，在高速通信時(shí)系統(tǒng)的耗電量僅為幾百μW～幾十mW。民用的UWB設(shè)備功率一般是傳統(tǒng)移動(dòng)電話所需功率的1/100左右，是藍(lán)牙設(shè)備所需功率的1/20左右。軍用的UWB電臺(tái)耗電也很低。因此，UWB設(shè)備在電池壽命和電磁輻射上，相對(duì)于傳統(tǒng)無線設(shè)備有著很大的優(yōu)越性。

(4)安全性高：作為通信系統(tǒng)的物理層技術(shù)具有天然的安全性能。由于UWB信號(hào)一般把信號(hào)能量彌散在極寬的頻帶范圍內(nèi)，對(duì)一般通信系統(tǒng)，UWB信號(hào)相當(dāng)于白噪聲信號(hào)，并且大多數(shù)情況下，UWB信號(hào)的功率譜密度低于自然的電子噪聲，從電子噪聲中將脈沖信號(hào)檢測出來是一件非常困難的事。采用編碼對(duì)脈沖參數(shù)進(jìn)行偽隨機(jī)化后，脈沖的檢測將更加困難。

(5)多徑分辨能力強(qiáng)：由于常規(guī)無線通信的射頻信號(hào)大多為連續(xù)信號(hào)或其持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)大于多徑傳播時(shí)間，多徑傳播效應(yīng)限制了通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率。由于超寬帶無線電發(fā)射的是持續(xù)時(shí)間極短。
 
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