超寬帶技術是什么

超寬帶(Ultra-wideband, UWB) 技術起源于20世紀50年代末，此前主要作為軍事技術在雷達等通信設備中使用。隨著無線通信的飛速發(fā)展，人們對高速無線通信提出了更高的要求，超寬帶技術又被重新提出，并備受關注。UWB是指信號帶寬大于500 MHz或者信號帶寬與中心頻率之比大于25%。與常見的通信方式使用連續(xù)的載波不同，UWB采用極短的脈沖信號來傳送信息，通常每個脈沖的持續(xù)時間只有幾十皮秒(ps) 到幾納秒(ns)，這些脈沖所占用的帶寬甚至高達數(shù)吉赫茲(GHz)，這樣最大的數(shù)據(jù)傳輸速率可以達到數(shù)百Mbps.在高速通信的同時，UWB設備的發(fā)射功率卻很小，僅僅是現(xiàn)有設備的幾百分之一， 這對于普通的非UWB接收機來說近似于噪聲。因此，從理論上講，UWB可以與現(xiàn)有無線電設備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數(shù)據(jù)通信方式，它有望在無線通信領域得到廣泛的應用，目前，Intel、Motorola和Sony等知名大公司正在進行UWB無線設備的開發(fā)和推廣。

UWB與其他的"窄帶"或者"寬帶"相比，主要有兩方面的區(qū)別:一是超寬的帶寬，在美國聯(lián)邦通信委員會(FCC) 的所定義中，其帶寬比中心頻率高25%或者大于1.5GHz,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"都是采用射頻(RF)載波來傳送信號的，頻率范圍為從基帶到系統(tǒng)被允許使用的實際載波頻率。與之相反，UWB的實現(xiàn)方式是能夠直接地調(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的寬帶。

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?，F(xiàn)有的無線電技術所使用的通信載波是連續(xù)的電波，幾乎所有的無線通信包括移動電話、無線局域網(wǎng)通信都是這樣的，即用某種調(diào)制方式將信號加載在連續(xù)的電波上。與此相比，UWB無線通信產(chǎn)品可以發(fā)送大量的非常短、非?？斓哪芰棵}沖。這些脈沖都是經(jīng)過精確計時的，每個只有數(shù)納秒長，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，脈沖本身既可以代表數(shù)字通信中的0,也可以代表1。 UWB超寬帶技術在無線通信的創(chuàng)新性、利益性方面具有很大的潛力，在商業(yè)多媒體設備、家庭和個人網(wǎng)絡方面，可極大地提高一般消 費者和專業(yè)人員的適應性和滿意度。因此，很多工業(yè)界人士都在全力開發(fā)超寬帶技術及其產(chǎn)品，相信這一超寬帶技術不僅為用戶所喜歡，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也具有廣闊的前景。

從時域上看，UWB系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)。通常通信系統(tǒng)是通過發(fā)送射頻載波進行信號調(diào)制的，UWB則是利用起、落點的時域脈沖直接實現(xiàn)信號的調(diào)制，UWB的傳輸把調(diào)制信號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)的時間來決定寬帶所占據(jù)的頻率。由于UWB的發(fā)射功率有限，進而限制了其傳輸距離。相關資料表明，UWB信號的有效傳輸距離在10m以內(nèi)，因此民用UWB普遍定位于個人局域網(wǎng)范疇。

從頻域上看，UWB有別于傳統(tǒng)的窄帶和寬帶，其頻帶更寬。窄帶是指相對寬帶(信號帶寬與中心頻率之比)小于1%， 相對帶寬為1%~ -25%時稱為寬帶，相對帶寬大于25%且中心頻率大于500 MHz時稱為超寬帶。UWB與傳統(tǒng)通信系統(tǒng)相比，其工作原理迥異:因此UWB具有傳統(tǒng)通信系統(tǒng)無法比擬的技術特點，如系統(tǒng)結構的實現(xiàn)比較簡單、數(shù)據(jù)傳輸速度快、功耗低、安全性好、多徑分辨能力強、定位精確、工程簡單以及造價便宜等。