超寬帶無線技術――UWB

2019-11-03 09:06:03

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供稿：網友

唐軍

　　提到寬帶無線技術，人們自然會想到目前三類成熟產品。第一類是提供2Mbit/s速率的產品，如微波一點多址系統；第二類是LMDS（Local Multipoint Distribu*9鄄tion System）以及MMDS（Multipoint Microwave Distribu*9鄄tion System）系統；第三類是按IEEE、無線ATM論壇和ETSI推出的標準構成的系統，最為人熟知的是IEEE 802.11、IEEE 802.11b、IEEE 802.11a和IEEE 802.11g。還有其他技術，諸如寬帶移動無線技術（分為地面移動3G和衛星移動3G、U-11（Unlicensed National Informa*9鄄tion Infrastrure，俗稱5G無線技術）、3.5G技術、無線光通信技術等。而超寬帶無線技術卻鮮為人知。

　　美國聯邦通信委員會FCC（Federal Communications Commision）在2002年2月14日批準了一個過去用于軍事和政府部門而如今可以民用的超寬帶無線技術UWB（Ultra WideBand）。UWB是速率高于IEEE 802.11a、IEEE 802.11b和藍牙的極高數據速率的無線連接，被認為是“可望取代藍牙及無線LAN的無線通信技術”。

　　一、UWB的特點

　　UWB之所以引起人們的高度重視，是因為它有許多特點。

　　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 802.11a、IEEE 802.11b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 802.11a和IEEE 802.11b。

　　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0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。

二、UWB的應用定位

　　通常把無線電技術應用分為軍用和民用。UWB的應用定位于實實在在的民用。UWB可用于數字電視、投影機、攝錄一體機、PC機、機頂盒之間傳輸可視文件和數據流，或者筆記本電腦和外圍設備之間實現局部連接構成個人局域網（PAN，Personal Area Network）。總之，UWB定位于家用類設備和終端間的無線連接，家電類設備之多，決定了UWB的應用之廣。

　　UWB本來是為軍事目的而開發的，而巨大的商機使FCC批準其民用，并將3.1~10.6GHz作為UWB頻帶。UWB被批準民用后，眾多家電廠商和個人電腦廠商蜂擁而上進行產品開發。如英特爾公司在2002年就宣布成功試制出了采用寬帶無線技術UWB的系統，系統最大數據速率為100Mbit/s，通信距離為2m；IEEE802委員會已將UWB作為個人局域網PAN的基礎技術之一來研討；新加坡新龍公司在2002年漢諾威CeBIT展覽會上，演示了UWB技術。

　　當然，UWB作為民用還是一項新技術，還有一些實際問題，如安全問題、干擾問題等有待解決。

----《現代通信》