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超宽带无线通信UWB

作者:
2019/01/29
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  无线通信技术是当前发展最迅速、最具活力的技术领域之一,在这个领域中,各种新技术、新方法层出不穷。其中,超宽带(Ultra Wide Band,UWB)技术是在20世纪90年代以后发展起来的一种具有巨大发展潜力的新型无线通信技术,被列为未来通信的十大技术之一。

 

  1990年3月,在美国新墨西哥州的Los Alamo国家实验室召开的超宽带雷达会议上提出了“超宽带(UWB)雷达”的概念。超宽带雷达是一种新体制的雷达,它定义为:分数带宽(FBW,Fractional Band-Width)大于25%的雷达为超宽带雷达。

 

  <IMG src="http://www.chinaunicom.com/upload/20080618110518726.jpg" _cke_saved_src="http://www.chinaunicom.com/upload/20080618110518726.jpg"> 

 

  式(1)中f<SUB>1</SUB>和f<SUB>h</SUB>由能量带宽定义给出。如果该波形的绝大部分能量(一般大于90%)都落入由这两个频率作为上下界的频段范围内,则称f<SUB>h</SUB>-f<SUB>1</SUB>为能量带宽。

 

超宽带性能特点

 

  UWB是一种“特立独行”的无线通信技术,它将会为无线局域网LAN和个人局域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。UWB具有以下特点:

 

  2.1 抗干扰性能强

 

  UWB信号,在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中,输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来,在解扩过程中产生扩频增益。因此,与IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和蓝牙相比,在同等码速条件下,UWB具有更强的抗干扰性。表1给出了目前几种主要的无线通信技术的主要性能指标参数。

 

  表1 UWB与其他无线通信技术的比较

 

  <IMG src="http://www.chinaunicom.com/upload/20080618110527755.jpg" _cke_saved_src="http://www.chinaunicom.com/upload/20080618110527755.jpg">

 

  2.2 传输速率高

 

  UWB的数据速率可以达到几十兆比特每秒到几百兆比特每秒,有望高于蓝牙100倍,也可以高于IEEE 802.11a和IEEE 802.11b。

 

  2.3 带宽极宽

 

  UWB使用的带宽在1GHz以上,高达几吉赫兹,并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。这在频率资源日益紧张的今天。开辟了一种新的时域无线电资源。

 

  2.4 频谱利用率高,系统容量大

 

  因为不需要产生正弦载波信号,可以直接发射冲激序列,因而UWB系统具有很宽的频谱和很低的平均功率,有利于与其他系统共存,从而提高频谱利用率,带来了极大的系统容量。

 

  2.5 发射功率低

 

  由于UWB系统信号的扩频处理增益比较大,即使采用低增益的全向天线,也可使用小于1mW的发射功率实现几千米的通信。

 

  2.6 保密性好

 

  UWB保密性表现在两方面:一方面是采用跳时扩频,接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低。用传统的接收机无法接收。