UWB,全稱UltraWideBand,超寬帶技術(shù)。最早出現(xiàn)是在上世紀(jì)60年代,主要用于軍事雷達(dá)。
UWB技術(shù)解決了困擾傳統(tǒng)無線通信技術(shù)多年的有關(guān)傳播方面的重大難題,具有對信道衰落不敏感、發(fā)射信號功率譜密度低、截獲率低、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)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,利用載波的狀態(tài)變化來傳輸信息。而UWB技術(shù)則不使用載波,它通過發(fā)送納秒級非正弦波窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù)信號。UWB系統(tǒng)中的發(fā)射器直接用脈沖小型激勵天線,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。UWB系統(tǒng)允許采用非常低廉的寬帶發(fā)射器。同時在接收端,UWB系統(tǒng)的接收機(jī)也有別于傳統(tǒng)的接收機(jī),它不需要中頻處理,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信號的傳輸范圍為10m以內(nèi),根據(jù)經(jīng)過修改的信道容量公式,民用商品數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)500Mbit/s,UWB技術(shù)是實(shí)現(xiàn)個人通信和無線局域網(wǎng)的一種理想調(diào)制技術(shù)。UWB技術(shù)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,UWB技術(shù)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)時間很短,一般在0.20~1.5ns之間,有很低的占空比,系統(tǒng)耗電很低,在高速通信時系統(tǒng)的耗電量僅為幾百微瓦至幾十毫瓦。民用UWB設(shè)備的功率一般是傳統(tǒng)移動電話所需功率的1/100左右,是藍(lán)牙設(shè)備所需功率的1/20左右。軍用的UWB電臺耗電也很低。因此,UWB設(shè)備在電池壽命和電磁輻射上,與傳統(tǒng)無線通信設(shè)備相比,有著很大的優(yōu)勢。
4.安全性高
作為通信系統(tǒng)的物理層技術(shù),UWB技術(shù)具有天然的安全性能。由于UWB信號一般把信號能量彌散在極寬的頻帶范圍內(nèi),對于一般通信系統(tǒng)來說,UWB信號相當(dāng)于白噪聲信號,并且在大多數(shù)情況下,UWB信號的功率譜密度低于自然的電子噪聲的功率譜密度,從電子噪聲中將脈沖信號檢測出來是一件非常困難的事。采用編碼對脈沖參數(shù)進(jìn)行偽隨機(jī)化后,脈沖的檢測將更加困難。
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