超寬帶無線通信技術(UWB)
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概念
超寬帶技術UWB(Ultra Wide Band，超寬帶)是一種無線載波通信技術。即不采用正弦載波，而是利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據，因此其所占的頻譜范圍很寬。UWB是利用納秒級窄脈沖發射無線信號的技術，適用于高速、近距離的無線個人通信。按照FCC的規定，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，超寬帶有別于傳統的窄帶和寬帶，它的頻帶更寬。窄帶是指相對帶寬(信號帶寬與中心頻率之比)小于1％，相對帶寬在1％到25％之間的被稱為寬帶，相對帶寬大于25％。而且中心頻率大于500MHz的被稱為超寬帶。從時域上講，超寬帶系統有別于傳統的通信系統。一般的通信系統是通過發送射頻載波進行信號調制。而UWB是利用起、落點的時域脈沖(幾十納秒)直接實現調制，超寬帶的傳輸把調制信息過程放在一個非常寬的頻帶上進行。而且以這一過程中所持續的時間，來決定帶寬所占據的頻率范圍。
UWB(Ultra Wide Band，超寬帶)主要技術特點
UWB是一種“特立獨行”的無線通信技術，它將會為無線局域網LAN和個人局域網PAN的接口卡和接人技術帶來低功耗、高帶寬并且相對簡單的無線通信技術。UWB解決了困擾傳統無線技術多年的有關傳播方面的重大難題，具有對信道衰落不敏感、發射信號功率譜密度低、被截獲的可能性低、系統復雜度低、厘米級的定位精度等優點。UWB具有以下特點：
1 抗干擾性能強
UWB采用跳時擴頻信號，系統具有較大的處理增益，在發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備產生的噪聲。接收時將信號能量還原出來，在解擴過程中產生擴頻增益。因此。與IEEE 802.1la、IEEE 802.1lb和藍牙相比，在同等碼速條件下，UWB具有更強的抗干擾性。
2 傳輸速率高
UWB(Ultra Wide Band，超寬帶)的數據速率可以達到幾十Mbit/s到幾百Mbit/s。有望高于藍牙100倍，也可以高于IEEE 802.1la和IEEE802.1lb。
3 帶寬極寬
UWB使用的帶寬在1GHz以上，高達幾個GHz。超寬帶系統容量大，并且可以和目前的窄帶通信系統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。
4 消耗電能小
通常情況下。無線通信系統在通信時需要連續發射載波，因此，要消耗一定電能。而UWB不使用載波。只是發出瞬間脈沖電波，也就是直接按O和1發送出去，并且在需要時才發送脈沖電波，所以消耗電能小。
5 保密性好
UWB保密性表現在兩方面：一方面是采用跳時擴頻，接收機只有已知發送端擴頻碼時才能解出發射數據；另一方面是系統的發射功率譜密度極低。用傳統的接收機無法接收。
6 發送功率非常小
UWB系統發射功率非常小，通信設備可以用小于1mw的發射功率就能實現通信。低發射功率大大延長系統電源工作時間。況且，發射功率小，其電磁波輻射對人體的影響也會很小。這樣，UWB的應用面就廣。
UWB應用前景
UWB技術具有系統復雜度低。發射信號功率譜密度低，對信道衰落不敏感，低截獲能力，定位精度高等優點，尤其適用于室內等密集多徑場所的高速無線接入，非常適于建立一個高效的無線局域網(W AN)或無線個域網(WPAN)。UWB最具特色的應用將是視頻消費娛樂方面的無線個人局域網(PAN)。具有一定相容性和高速、低成本、低功耗的優點使得UWB較適合家庭無線通信的需求。現有的無線通信方式，802．1lb和藍牙的速率太慢，不適合傳輸視頻數據；54 Mb/s速率的802.1la標準可以處理視頻數據，但費用昂貴。而UWB有可能在10m 范圍內。支持高達110 Mb/s的數據傳輸率，不需要壓縮數據，可以快速、簡單、經濟地完成視頻數據處理。
超寬帶系統同時具有無線通信和定位的功能，可方便地應用于智能交通系統中，為車輛防撞、電子牌照、電子駕照、智能收費、車內智能網絡、測速、監視、分布式信息站等提供高性能、低成本的解決方案。UWB也可應用在小范圍、高分辨率、能夠穿透墻壁、地面和身體的雷達和圖像系統中，諸如軍事、公安、消防、醫療、救援、測量、勘探和科研等領域，用做隱秘安全通信、救援應急通信、精確測距和定位、透地探測雷達、墻內和穿墻成像、監視和入侵檢測、醫用成像、貯藏罐內容探測等。UWB還可應用于傳感器網絡和智能環境，這種環境包括生活環境、生產環境、辦公環境等。主要用于對各種對象(人和物)進行檢測、識別、控制和通信。
當然，UWB未來的前途還要取決于各種無線方案的技術發展、成本、用戶使用習慣和市場成熟度等多方面的因素。
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