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什么是UWB？

超宽带技术是一种新型的无线通信技术。它直接调制具有陡峭上升和下降时间的脉冲，因此信号具有GHz的带宽。超宽带(UWB)技术解决了困扰传统无线技术多年的主要通信问题。它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、截获能力低、系统复杂度低、定位精度达几厘米等优点。

超宽带的优势

与其他无线通信技术相比，超宽带有许多优点。表1将UWB技术与其他WLAN技术进行了比较。超宽带技术的特点是：传输速率高、系统容量大、抗多径能力强、功耗低、成本低。UWB通过改变脉冲的振幅、音调或持续时间来传输信息。与窄带收发信机和蓝牙收发信机相比，UWB可以直接发射脉冲序列，而不产生正弦载波信号，因此具有较宽的频谱和较低的平均功率，有利于与其他系统共存，提高频谱利用率。

UWB不需要正弦波调制、上下变频、本振、功放、混频器等。所以体积小，系统结构简单。UWB的信号处理也相对简单，只需要少量的射频或微波器件，射频设计简单，系统的频率自适应能力强。脉冲发射器和接收器的前端可以集成在一个芯片上，通过添加时基和控制器可以形成UWB通信设备。因此，它的成本可以大大降低。

由于UWB信号采用跳时扩频，其射频带宽可达1GHz以上，发射功率谱密度很低，信号隐藏在环境噪声等信号中，无法被传统接收机接收和识别，只能使用与发射机一致的扩频码脉冲序列进行解调，增加了系统的安全性。

超宽带信号衰落低，抗多径衰落能力强。超宽带信号的高带宽带来了巨大的系统容量。由于超宽带无线电信号发射的冲击脉冲占空比极低，系统增益高，多径分辨率强，因此系统容量高于其他无线技术。

由于UWB信号的扩频处理增益比较大，所以即使采用低增益的全向天线，也可以用不到1mW的发射功率实现几公里的通信。如此低的发射功率延长了系统电源的使用寿命，非常适合移动通信设备的应用。研究表明，使用超宽带的手机待机时间可长达6个月，低辐射功率可避免过量电磁辐射对人体的危害。

超宽带RT的应用

随着UWB-RT的商业化，该技术为部署支持高速应用和低速智能设备的短距离无线通信系统提供了可能性。FCC定义的UWB天线系统采用简单的调制编码机制，短距离内信息速率可达100Mb/s以上。可以在UWB信息速率和覆盖范围之间进行折衷。

大量应用场景适合UWB，包括：高速无线个人网(HDR-WPAN)；无线以太网接口链路(WEIL)；智能天线区域网络(IWAN)；室外点对点网络(OPPN)；传感器、定位和识别网络(SPIN)。

前三种情况假设UWB设备网络部署在居民区或办公区，主要传输无线视频/音频和控制信号，用于娱乐。第四种情况提供室外点对点连接，而第五种情况考虑工业和商业环境。

1.高速无线个人网络(HDR-WPAN)

HDR-WPAN定义为：每个房间的有源设备数量为5 ~ 10个，数据速率在1 ~ 10m范围内为100 ~ 500mb/s，主要基于点对点拓扑结构。使用现有的有线或无线标准，通过中继与外界连接。

2.无线以太网接口链路(WEIL)

HDR的概念可以扩展到更高的数据速率，如1GB/s、2.5GB/s，WEIL要满足以下要求：从PC厂商方面来说，需要以太网线缆的替代品；从消费者的角度来看，高质量的无线视频传输能力是

IWAN的特点是在室内或办公室等高密度设备的地方覆盖30m。对设备的要求是：低成本、低功耗，如1 ~ 10 MW，为用户提供智能家庭/办公配电网络。该设备的功能是：精确定位、跟踪、支持环境敏感设备，在目前的窄带短距离网络中不易实现。在这种情况下，最后一英里的无线或与外界的可用连接可用于发送警报、控制信号或远程检查家中传感器的状态。

4.室外对等网络(OPPN)

UWB设备部署在室外，主要用于PDA上行和信息交换、新闻文本、图片和视频下载。哪个标准将决定OPPN结构是集中式还是分布式，这是一个需要进一步研究的课题。

欧洲将要采用的UWB标准将严格限制支持室外的UWB设备的部署。然而，这种情况可能会改变，因为UWB监管的使用将继续进步，正如其他无线服务在过去所经历的那样。

5.传感器、定位和识别网络(SPIN)

SPIN系统的特点是设备密度高，每层楼几百台设备，主要在工厂或仓库，发送低速数据包，带有定位信息。纺纱设备应用范围广。如果是主从拓扑，单个设备到主站可以达到100米。在工业应用中，旋转

　　UWB将起到的一个重要作用是：根据用户需求提供有效的业务。场景机制的划分和各种网络的发展,包括上面分析的各种情况,是远远不能满足用户的期望的。一个宏伟的目标是,在不同场景下,实现各种网络的无缝共存和互操作性。因此,设计有效的连接,自动漫游机制和数据链路的自适应,是将来一个重要的研究课题。

本文讲解到此结束，希望对大家有所帮助。

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