UWB：短距高速無線傳輸?shù)睦��?/h1>

發(fā)布: 2010-10-19 12:45 | 作者: | 來源: | 字體:  小  中  大 

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　　隨著通信和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，包括UWB、Zigbee、RFID和藍牙等在內(nèi)的短距離無線通信技術(shù)正日益走向成熟,應用步伐不斷加快。面向未來，各種短距離無線通信技術(shù)將在自動化控制和家庭信息化領(lǐng)域扮演越來越重要的角色，發(fā)揮越來越重要的作用。

　　UWB（UltraWideband）是一種無載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。通過在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號，UWB能在10米左右的范圍內(nèi)實現(xiàn)數(shù)百Mbit／s至數(shù)Gbit／s的數(shù)據(jù)傳輸速率。UWB具有抗干擾性能強、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能小、發(fā)送功率小等諸多優(yōu)勢，主要應用于室內(nèi)通信、高速無線LAN、家庭網(wǎng)絡、無繩電話、安全檢測、位置測定、雷達等領(lǐng)域。

　　UWB技術(shù)最初是被作為軍用雷達技術(shù)開發(fā)的，早期主要用于雷達技術(shù)領(lǐng)域。2002年2月，美國FCC批準了UWB技術(shù)用于民用，UWB的發(fā)展步伐開始逐步加快。

　　抗干擾性能強，傳輸速率高，系統(tǒng)容量大

　　與藍牙和WLAN等帶寬相對較窄的傳統(tǒng)無線系統(tǒng)不同，UWB能在寬頻上發(fā)送一系列非常窄的低功率脈沖。較寬的頻譜、較低的功率、脈沖化數(shù)據(jù)，意味著UWB引起的干擾小于傳統(tǒng)的窄帶無線解決方案，并能夠在室內(nèi)無線環(huán)境中提供與有線相媲美的性能。UWB具有以下特點：

　　抗干擾性能強。UWB采用跳時擴頻信號，系統(tǒng)具有較大的處理增益，在發(fā)射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。接收時將信號能量還原出來，在解擴過程中產(chǎn)生擴頻增益。因此，與IEEE802．11a、IEEE802．11b和藍牙相比，在同等碼速條件下，UWB具有更強的抗干擾性。傳輸速率高。UWB的數(shù)據(jù)速率可以達到幾十Mbit／s到幾百Mbit／s，有望高于藍牙100倍，也可以高于IEEE802．11a和IEEE802．11b。

　　帶寬極寬。UWB使用的帶寬在1GHz以上，高達幾個GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大，并且可以和目前的窄帶通信系統(tǒng)同時工作而互不干擾。這在頻率資源日益緊張的今天，開辟了一種新的時域無線電資源。

　　消耗電能小。通常情況下，無線通信系統(tǒng)在通信時需要連續(xù)發(fā)射載波，因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波，只是發(fā)出瞬間脈沖電波，也就是直接按0和1發(fā)送出去，并且在需要時才發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能小。

　　保密性好。UWB保密性表現(xiàn)在兩方面。一方面是采用跳時擴頻，接收機只有已知發(fā)送端擴頻碼時才能解出發(fā)射數(shù)據(jù)；另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低，用傳統(tǒng)的接收機無法接收。

　　發(fā)送功率非常小。UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長系統(tǒng)電源工作時間。而且，發(fā)射功率小，其電磁波輻射對人體的影響也會很小，應用面就廣。

　　在軍用和民用領(lǐng)域均有廣闊應用空間

　　由于UWB具有強大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢，同時受發(fā)射功率的限制，在短距離范圍內(nèi)提供高速無線數(shù)據(jù)傳輸將是UWB的重要應用領(lǐng)域，如當前WLAN和WPAN的各種應用�？偟恼f來，UWB主要分為軍用和民用兩個方面。

　　在軍用方面，主要應用于UWB雷達、UWBLPI／D無線內(nèi)通系統(tǒng)（預警機、艦船等）、戰(zhàn)術(shù)手持和網(wǎng)絡的PLI／D電臺、警戒雷達、UAV／UGV數(shù)據(jù)鏈、探測地雷、檢測地下埋藏的軍事目標或以葉簇偽裝的物體。民用方主要包括以下3個方面：地質(zhì)勘探及可穿透障礙物的傳感器；汽車防沖撞傳感器等；家電設(shè)備及便攜設(shè)備之間的無線數(shù)據(jù)通信等。

　　特別是，UWB在家庭數(shù)字娛樂領(lǐng)域大有用武之地。在過去幾年里，家庭電子消費產(chǎn)品層出不窮。PC、DVD、DVR、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、HDTV、PDA、數(shù)字機頂盒、MD、MP3、智能家電等等出現(xiàn)在普通家庭里。如何把這些相互獨立的信息產(chǎn)品有機地結(jié)合起來，這是建立家庭數(shù)字娛樂中心一個關(guān)鍵技術(shù)問題。未來“家庭數(shù)字娛樂中心”的概念是：將來住宅中的PC、娛樂設(shè)備、智能家電和Internet都連接在一起，人們可以在任何地方更加輕松地使用它們。舉例來說，家庭用戶儲存的視頻數(shù)據(jù)可以在PC、DVD、TV、PDA等設(shè)備上共享觀看，可以自由地同Internet交互信息；可以遙控PC，讓它控制你的信息家電；也可以通過Internet聯(lián)機，用無線手柄結(jié)合音、像設(shè)備營造出逼真的虛擬游戲空間。在這方面，應用UWB技術(shù)無疑是一個很好的選擇。

　　目前UWB標準化的工作還沒有完成，一些技術(shù)問題需要不斷完善，但它將可能成為新一代WLAN和WPAN的技術(shù)基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)超高速寬帶無線接入。專家指出，在軍事需求和商業(yè)市場的推動下，UWB技術(shù)將會進一步發(fā)展和成熟起來。

   來源：矩陣通信技術(shù)論壇