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无线通信新技术——UWB超宽带技术研究及应用

作者:小编   日期:2025-01-25   点击数:

  理论上.一个宽度趋于0的脉冲具有无限的带宽,所以UWB即使把发送信号功率谱密度控制得很低,也可以实现高达100Mbps-500Mbps的传输速率。在民用上,UWB脉冲宽度一般为纳秒级的。如果一个脉冲代表一个数位.那么理论上UWB可达1Gbps的速率,这样在实际中实现lOOMbps以上的速率是完全可能的

  随着无线通信的飞速发展,人们对于高速无线通信提出了更高的要求,随着短距离数据业务需求的增加,无线个人网(WPAN)技术由于其高速率、低成本、低功耗的优点已经引起人们的广泛关注。

  UWB最早是作为军用雷达技术开发的,,美国联邦通信委员会(FCC)于2002年2月4日通过了一项认可UWB用于民用用途的最终规定,定义UWB信号为相对带宽(信号带宽与中心频率之比)大于0.2,或在传输的任何时刻绝对带宽不小于500MHz的信号,并将3.1~10.6GHz频段向商业UWB通信开放。使该项原只在军事中应用和研究.并已有三十多年的历史UWB技术得以民用。对UWB技术进行研究的目的旨在开发了具有干兆赫兹和高空间容量的新型无线信道,以解决无线、高速、短距离、低功耗、低成本网络通信问题。

  由于WvB技术使用基带传输,无需进行射频调制和解调。所以不需要混频器、过滤器、RF/IF转换器及本地振荡器等复杂元件,系统结构简化,成本大大降低.同时更容易集成到CMOS电路中。这样带来的

  由于UWB的发射功率低,信号隐蔽在环境噪声和其它信号之中,用传统的接收机无法接受和识别。必须采用与发端一致的扩频码脉冲序列才能进行解调,因此增强了系统的安全性。除此之外,抗干扰性能

  UWB的独特的技术优势,使其应用领域非常广泛,如成像系统(如地面穿透雷达、医疗成像系统、实时监视系统)、通信系统和洲量系统等,除了在高速数据WPAN中的应用外,FCC定义的UWB天线系统,使用简单的调制和编码机制,在短距离内可达到的信息速率大于100Mb/s。UWB在信息速率和覆盖范围之间可以做一个折衷。大量的应用场景适合使用UW B,主要包括:报警、控制信号,或者远程检查家庭周围传感器的高速无线个人网(HDR—W PAN)、无线以太网接状态。口链路(WEIL)、智能天线区域网(IWAN)、室外点对点网络络(SPIN)。等领域有着广阔的应用前景。

  UWB技术转为民用还是一项新技术,UWB技术还不太成熟.在很多方面(如UWB设备之问的相互干扰,QoS保证.以及天线设计,收发机设计等)还有很多问题没有解决。随着滚技术只益完善,它在无线通信方面的独特优势,将促进该技术的商业化进程。加上Blue Tooth和HomeRF的淡出市场,UWB在近距多媒体设备和个人网络领域,特别是信息家电方面将有很大的市场潜力。

  因为不使用载波,UWB仅在发射窄脉冲时消耗少量能量。从而省略了发射连续载波的大量功耗。这使得UWB在通过缩小脉冲宽度的同时提高带宽。并且不增加功耗。这就打破了过去任何一项传输技术的

  功耗和带宽成正比的定律。虽然现在实际上使用芯片实现后的整体电路能耗在300mw左右,但随着技术的不断成熟和进步,这项指标随之会下降。

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  由于UWB采用连续时间很短的窄脉冲,它的时间、空间分辨力很强,因此系统的多径分辨率很高(Ins脉冲的多径分辨率为30cm)。接收机通过分集可以获得很强的抗衰落能力,同时在进行测距、定位、跟

  由于WvB的带宽相当于1000个电视频道或3万个FM J播频道,这会对其它电子设帑形成强大的十扰。

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