UWB技術是一種與其它技術有很大不同的無線通信技術,,它將會為無線局域網(wǎng)LAN和個人域網(wǎng)PAN的接口卡和接入技術帶來低功耗,、高帶寬并且相對簡單的無線通信技術。
超寬帶技術解決了困擾傳統(tǒng)無線技術多年的有關傳播方面的重大難題,,它開發(fā)了一個具有對信道衰落不敏感;發(fā)射信號功率譜密度低,,有低截獲能力,系統(tǒng)復雜度低,,能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)點,。UWB尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場所的高速無線接入和軍事通信應用中。
雖然超寬帶的描述并不詳細,,它確實有助于將這項技術與傳統(tǒng)的“窄帶”系統(tǒng)分隔開,,或者是更新的主要是指文獻中描述的未來3G蜂窩技術的“寬帶”系統(tǒng)。關于超寬帶和其它的“窄帶”或者是“寬帶”主要有兩方面的區(qū)別,。一是超寬帶的帶寬,,在美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)所定義比中心頻率高25%或者是大于1.5G赫茲。很清楚,這一帶寬明顯大于目前所有通信技術的帶寬,。二是,,超寬帶典型的用于無載波應用方式。傳統(tǒng)的“窄帶”和“寬帶”都是采用無線電頻率(RF)載波來傳送信號,,頻率范圍從基帶到系統(tǒng)被允許使用的實際載波頻率,。相反的,超寬帶的實現(xiàn)方式是能夠直接的調(diào)制一個大的激增和下降時間的“脈沖”,,這樣所產(chǎn)生的波形占據(jù)了幾個GHz的帶寬,。
UWB無線通信技術與現(xiàn)有的無線通信技術有著本質(zhì)的區(qū)別。當前的無線通信技術所使用的通信載波是連續(xù)的電波,,形象地說,,這種電波就像是一個人拿著水管澆灌草坪時,水管中的水隨著人手的上下移動形成的連續(xù)的水流波動,。幾乎所有的無線通信包括移動電話,、無線局域網(wǎng)的通信都是這樣的:用某種調(diào)制方式將信號加載在連續(xù)的電波上。
與此相比,,UWB無線通信技術就像是一個人用旋轉(zhuǎn)的噴灑器來澆灌草坪一樣,,它可以噴射出更多、更快的短促水流脈沖,。UWB產(chǎn)品在工作時可以發(fā)送出大量的非常短,、非常快的能量脈沖,。這些脈沖都是經(jīng)過精確計時的,,每個只有幾個毫微秒長,脈沖可以覆蓋非常廣泛的區(qū)域,。脈沖的發(fā)送時間是根據(jù)一種復雜的編碼而改變的,,脈沖本身可以代表數(shù)字通信中的0,也可以代表1,。
超寬帶技術在無線通訊方面的創(chuàng)新性,、利益性具有很大的潛力,在商業(yè)多媒體設備,、家庭和個人網(wǎng)絡方面極大地提高了一般消費者和專業(yè)人員的適應性和滿意度,。所以一些有眼光的工業(yè)界人士都在全力建立超寬帶技術及其產(chǎn)品,。相信這一超寬帶技術,,不僅為低端用戶所喜愛,而且在一些高端技術領域,,如雷達跟蹤,、精確定位和無線通信方面具有廣闊的前景。
從時域上講,, 超寬帶系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)的通信系統(tǒng),。一般的通信系統(tǒng)是通過發(fā)送射頻載波進行信號調(diào)制,,而UWB 是利用起、落點的時域脈沖(幾十n s) 直接實現(xiàn)調(diào)制,, 超寬帶的傳輸把調(diào)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(xù)的時間, 來決定帶寬所占據(jù)的頻率范圍,。由于UWB 發(fā)射功率受限,, 進而限制了其傳輸距離, 據(jù)資料表明,,UWB 信號的有效傳輸距離在10m 以內(nèi),, 故而在民用方面,UWB 普遍地定位于個人局域網(wǎng)范疇,。
從頻域來看,, 超寬帶有別于傳統(tǒng)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,。表1表示這三個概念
信號帶寬/中心頻率
窄帶 ≤1%
寬帶 %1≤…≤25%
超寬帶(UWB) ≥25%或帶寬≥500Mbps