UWB值得关注的无线通信新技术
UWB超宽带

UWB超宽带什么是UWB超宽带?UWB(Ultra-WideBand)超宽带是一种通过在超宽频带范围内传输数据的无线通信技术。
它基于短脉冲信号,能够在极短的时间内传输大量数据。
UWB超宽带技术在无线通信领域具有广泛应用,包括室内定位、物体追踪、雷达和无线传感器网络等。
UWB超宽带的特点1.宽频带范围: UWB超宽带技术的一项主要特点是其宽频带范围。
通常,UWB的频带范围从几百兆赫兹(MHz)到几千兆赫兹(GHz),因此能够支持高速数据传输和较长的传输距离。
2.低功率: UWB超宽带技术在传输数据时使用低功率,这使得它可以在不干扰其他无线设备的情况下工作。
3.高精度定位: UWB超宽带技术可以实现高精度的室内定位。
由于UWB信号能够穿透墙壁和障碍物,因此可以在室内环境中实现准确的物体定位。
4.抗多径干扰:多径干扰是指由于信号在传播过程中碰撞、反射和折射等原因导致信号传输路径的多样性。
UWB超宽带技术通过使用信号的多径特性来抵消多径干扰,提高信号传输的可靠性。
UWB超宽带的应用1. 室内定位UWB超宽带技术在室内定位方面具有特殊优势。
通过将UWB设备部署在建筑物内部,可以实现对人员和物体的高精度定位。
这在商场、医院和仓库等场所可以提供实时的位置信息,便于管理和安全监控。
2. 物体追踪利用UWB超宽带技术,可以实现对物体的追踪。
通过将UWB标签附着在物体上,可以准确追踪其位置和运动轨迹。
这在物流管理、仓库管理和供应链领域具有广泛应用。
3. 雷达应用UWB超宽带技术在雷达领域也得到了广泛应用。
与传统雷达相比,UWB雷达具有更高的分辨率和更好的目标检测能力。
它可以在不同的天气和环境条件下提供高质量的目标识别和跟踪。
4. 无线传感器网络UWB超宽带技术在无线传感器网络中起到重要作用。
通过使用UWB传感器,可以实现对环境参数(如温度、湿度和压力等)进行高精度和实时的测量。
这在工业自动化、环境监测和智能家居等领域有着广泛的应用前景。
UWB定位系统介绍

UWB定位系统介绍UWB(Ultra-Wideband)定位系统是一种利用超宽带无线电技术进行室内定位的系统。
相比传统的定位系统,UWB定位系统具有更高的定位精度、更高的可靠性和更大的容量。
UWB技术是一种无线电通信技术,其工作原理是利用在超宽带频谱范围内传输短脉冲信号。
UWB系统发送特定的短脉冲信号,通过测量该信号的到达时间和信号传播速度,可以确定发送器和接收器之间的距离。
此外,UWB系统还可以通过测量信号的幅度衰减来确定目标的方向。
这种特殊的信号传输方式使得UWB定位系统具有更高的精度和准确度。
UWB定位系统有多种应用场景,包括室内定位、物体追踪和位置识别等。
在室内定位领域,UWB定位系统可以实现对人员和物体的精确定位和追踪。
通过在建筑物内部部署多个UWB设备,可以实现对特定区域的实时监控和定位,例如大型仓库、医院、机场等。
此外,UWB定位系统还可以应用于物体追踪领域,如车辆定位跟踪、无人机定位跟踪等。
1.高精度定位:UWB技术可以实现亚厘米级的高精度定位,远远超过了其他无线定位技术,如WiFi、蓝牙等。
这种高精度定位对于需要精确定位的应用场景非常重要。
2.抗干扰能力强:UWB技术在传输过程中使用短脉冲信号,这种信号传输方式具有抗干扰能力强的特点。
即使在噪声较大的环境下,UWB定位系统仍然能够提供准确可靠的定位结果。
3.大容量:UWB技术的带宽较大,可以同时支持多个定位设备的工作。
这种大容量特性使得UWB定位系统在高密度环境中的应用更加可行,如人员密集的商场、体育馆等。
4.低功耗:与其他定位技术相比,UWB技术具有较低的功耗。
这使得UWB定位系统可以应用于电池供电的设备上,如可穿戴设备、物联网设备等。
尽管UWB定位系统具有许多优点,但目前还存在一些挑战和限制。
首先,UWB技术的硬件要求较高,需要较为复杂的电路和算法来实现精确的定位。
其次,UWB系统在大范围的运用中可能会受到频率干扰和多径效应等影响,从而导致定位误差。
uwb是什么意思啊

uwb是什么意思啊
uwb 是什么意思?它与蓝牙、红外等技术有哪些区别呢?下面我们就来简单介绍一下:1. UWB(超宽带)技术,是基于 UWB 技术开发出的一种全新的宽带无线连接方式。
它不仅具备传统 WLAN( Wi- Fi)所拥有的802.11n 标准,而且还利用 UWB 的超大频谱范围特性在802.11N 的基础上进行扩展和提升,使之成为一种新型的 WLAN,其最高可达到100Mbps。
因此, UWB 是继蓝牙、 WLAN 之后的第三代无线通信技术。
2.蓝牙、红外等都属于无线数据传输技术,只能实现点对点的数据交换,而 UWB 则支持多点同步传输,也即是说,它既可以将数据从一台设备传送给另一台设备,也可以将数据从一个设备传送给多个设备。
3.相比较蓝牙和红外等传输技术, UWB 的优势非常明显。
它不仅能够提供更快速的数据传输,而且还具有很强的抗干扰能力。
4.另外, UWB 技术除了在无线数据传输领域得到应用外,还被广泛地运用于物联网、智慧城市等领域。
如今,在北京等一些城市已经率先试点了 UWB 技术,该项技术或许会逐渐走入千家万户中去。
今天上网的时候发现了这个,我认为应该是有人恶作剧吧!不过这样做确实没有什么意义啊,反正你又打不着他,只要让大家知道就好啦!另外,有谁听说过 UWB 技术吗?我觉得这种技术挺厉害的,毕竟是刚推出的嘛,所以才引起了那么多人的关注。
虽然这个技术很牛逼,但是并不适合在生活中普及,因为这种技术本身就太神秘了,想必真正见识过这种技术的人并不多。
uwb的定位原理与应用

UWB的定位原理与应用1. UWB技术概述UWB(Ultra-wideband)是一种无线通信技术,其特点是传输频带宽度非常大,可以覆盖从几百兆赫兹到几十吉赫兹的频段。
UWB技术由于其高精度、低功耗、高抗干扰性等特点,在室内定位、物品追踪、智能交通等领域应用广泛。
2. UWB定位原理UWB定位主要通过测量信号的到达时间、到达角度与多径传播等参数来确定目标物体的位置。
其基本原理如下:•传输:发送方通过将数据信号通过超宽带脉冲进行调制,将信号以非常窄、非常短的脉冲形式发送出去。
•接收:接收方接收到发送方的信号,并通过时间差测量等方法分析信号,获取到达时间、到达角度等信息。
•多路径衰减:由于UWB信号在传播过程中会遇到反射、衍射等现象,因此会形成多条传播路径。
通过对多路径信号进行分解和处理,可以实现对目标物体的精确定位。
3. UWB定位方法UWB定位可以通过多种方法实现,以下是常见的几种方法:3.1. TOA(Time of Arrival)TOA方法是通过测量信号从发送器到接收器的时间来确定目标物体的位置。
具体步骤如下:1.发送端发送校准信号。
2.接收端接收到校准信号,并记录接收时间。
3.计算校准信号的传播时间差。
4.根据传播时间差及速度,计算目标物体的位置。
3.2. TDOA(Time Difference of Arrival)TDOA方法是通过测量信号到达不同接收器的时间差来确定目标物体的位置。
具体步骤如下:1.发送端发送校准信号。
2.不同接收器接收到校准信号,并记录接收时间。
3.计算每个接收器之间的时间差。
4.根据时间差及速度,计算目标物体的位置。
3.3. AOA(Angle of Arrival)AOA方法是通过测量信号到达接收器的角度来确定目标物体的位置。
具体步骤如下:1.发送端发送校准信号。
2.接收器接收到校准信号,并记录接收到信号的角度。
3.根据接收到信号的角度及发送器与接收器之间的距离,计算目标物体的位置。
UWB

3.4.1 UWB无线通信技术原理
脉冲无线电技术
(1)常用UWB基带窄脉冲波形
单周期高斯脉冲对应的时域和频域的数学模型 可以表示为:
v(t) 6 A e t exp[ 6 ( t )2 ]
3
v( f ) j 2 ft 2 e exp( f 2t 2 )
32 6
式中,A为脉冲的峰值幅度, 是一个时间延迟长度,
等于脉冲持续时间。
3.4.2 UWB无线通信技术原理
脉冲无线电技术 (1)常用UWB基带窄脉冲波形
单周期高斯脉冲的时域波形和频域特性
3.4.2 UWB无线通信技术原理
脉冲无线电技术
(1)常用UWB基带窄脉冲波形
1
-40
Magnitude (dBm)
3.4.2 UWB无线通信技术原理
脉冲无线电技术
(2)UWB脉冲调制方式
UWB技术常用的脉冲调制方式包括脉位调制 (PPM)、脉幅调制(PAM)和二相调制 (BPSK)。
3.4.2 UWB无线通信技术原理
脉冲无线电技术
(2)UWB脉冲调制方式
脉位调制(PPM):
通过改变发射脉冲的时间间隔或发射脉冲相对 于基准时间的位置来传递信息,它的优点就是 简单,但是需要比较精确的时间控制。
此后研究焦点主要集中在雷达系统,并一直被 美国军方严格控制,利用占用频带极宽的超短 基带脉冲进行通信,主要应用于军用的雷达, 以及低截获率/低侦测率的通信系统。
3.4.1 UWB技术背景和概述
UWB技术背景
1989年,美国国防部首次使用超宽带UWB的名 称,规定相对带宽大于0.2或在传输的任何时 刻带宽大于500MHz的信号为超宽带信号。
uwb定位技术的原理及应用详解

UWB定位技术的原理及应用详解1. UWB定位技术简介UWB(Ultra-Wideband)定位技术是一种通过发送短脉冲信号并利用信号的时间延迟测量来实现精确定位的无线通信技术。
它具备高精度、高抗干扰性和高可靠性等特点,被广泛应用于室内定位、无人车导航、物品追踪等领域。
2. UWB定位技术的原理UWB定位技术的原理基于信号的时间延迟测量和多路径传播。
其工作原理可以概括为以下几个步骤:2.1 发送短脉冲信号UWB定位系统通过发送短脉冲信号,这些脉冲信号具有极宽的带宽(一般超过500MHz)。
短脉冲信号的带宽决定了其时间分辨率,从而影响定位系统的精度。
2.2 接收信号接收器接收到发送信号后,对信号进行采样并记录下信号的时间信息。
接收器通常配备多个天线,以便同时接收到来自不同方向的信号。
2.3 多径传播在室内环境中,信号在传播过程中会经历反射、散射和衍射等多径效应。
这些多径传播现象会导致信号在到达接收器时存在多个路径,即多个到达时间。
2.4 时间延迟测量通过测量信号的到达时间差,即多径传播路径之间的时间延迟,可以推算出发送端与接收端之间的距离。
根据距离和接收器位置,可以确定待定位对象的位置。
3. UWB定位技术的应用UWB定位技术在多个领域具有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域:3.1 室内定位UWB定位技术在室内定位中表现出色。
通过将UWB定位系统部署在建筑物内部,可以实现对人员和物品的实时定位,方便管理和调度。
它在大型商场、展览馆、医院等场所的定位需求中得到了广泛应用。
3.2 无人车导航UWB定位技术在无人车导航中起到重要作用。
通过在车辆和周围环境中部署UWB定位系统,可以提供高精度的定位和导航服务,使得无人车在复杂环境中能够准确感知和定位。
3.3 物品追踪利用UWB定位技术,可以准确追踪和定位移动物体。
例如,在物流仓库中,可以通过在物品上安装UWB标签并配备UWB定位系统,实时追踪和监控物品的位置和状态,提高物品管理的效率和准确性。
uwb 原理
uwb 原理UWB原理及应用UWB即Ultra Wideband,中文翻译为超宽带技术,是一种无线通信技术。
与传统的窄带通信技术相比,UWB技术具有带宽宽广、抗干扰能力强、定位精度高等特点,因此在无线通信和定位领域具有广泛的应用前景。
UWB通信技术的原理是利用超宽带信号来传输数据。
所谓超宽带信号,就是信号的带宽非常宽广,波形的时间宽度非常短暂,通常在纳秒级别。
由于带宽宽广,UWB信号可以覆盖很多不同频率的载波,从而实现高速数据传输。
同时,UWB信号的短脉冲宽度也意味着它的频率分辨率非常高,可以实现高精度的定位和距离测量。
UWB技术的应用非常广泛。
在无线通信领域,UWB可以用于实现高速数据传输,比如无线高清视频传输、无线USB传输等。
由于UWB信号的抗干扰能力强,可以穿透墙壁等障碍物,因此在室内定位和跟踪领域也有着广泛的应用。
比如,可以利用UWB技术实现室内导航系统,通过测量UWB信号的传播时间和强度,可以实现对用户在室内的准确定位。
此外,UWB还可以用于雷达系统,实现对目标的高精度距离测量。
UWB技术的实现主要有两种方式:脉冲式和连续式。
脉冲式UWB 通过发射一系列非常短暂的脉冲信号来传输数据,每个脉冲的宽度通常在几十皮秒到几百皮秒之间。
连续式UWB则是通过产生一个连续的、频率带宽很宽的信号来传输数据,这个信号在频谱上覆盖了很多不同的频率。
UWB技术虽然有着广泛的应用前景,但也存在一些挑战和限制。
首先,由于UWB信号的带宽很宽,需要更高的信号处理能力和更宽的频谱资源。
其次,UWB信号的传播特性复杂,受到环境的影响较大,需要采用合适的信号处理算法来克服传播中的多径效应和干扰。
此外,UWB技术还需要满足一些法规和标准的要求,以确保其在使用中不会对其他无线设备造成干扰。
UWB技术是一种具有广泛应用前景的无线通信和定位技术。
通过利用超宽带信号,UWB技术可以实现高速数据传输和高精度定位,具有很大的潜力在各个领域得到应用。
物联网中的UWB是什么,UWB技术介绍
新版UWB技术介绍UWB技术使用两种方式传输数据:一种是无线收发,利用卫星信号进行传输,另一种是通过无线通信的方式传输数据。
无线收发采用的模式主要是同步、异步和自适应多址。
UWB系统是近几年来非常热门的一个技术了,在民用市场已经有很大优势了,但由于技术发展太快,现在很多都没有进行商用了,所以我们先从最新版的UWB技术开始介绍吧!一、超宽带超宽带(Ultra-wideband, UWB)是一种利用无线电信号进行数据传输的技术,是一种非授权频段的超宽带(UWB)系统。
超宽带通信系统的工作频率为1~10 GHz,波长为5~100μm,工作在C波段。
UWB具有高数据速率、低时延、穿透能力强、抗多径干扰等优点。
UWB是利用脉冲重复频率(PRS)和脉冲间隔时间(PLD)实现高速数据传输的技术。
脉冲重复频率指单位时间内脉冲发射次数,可分为连续或离散形式。
PRS可以根据频率来划分,常用的是20 MHz~100 MHz; PLD可以划分为2~4路数字信号处理模块组成;脉冲间隔时间(PL, pulse latency,即PL/PLD)主要用于实现时钟恢复等功能;脉冲重复频率与PRS有关,但更多地取决于天线形式、接收灵敏度、载波频率等因素,可通过测量PRS和PLD 的PL/DL值来计算。
二、时隙UWB技术的时隙分为两类:同步和异步。
同步时隙:同步信号使用固定时隙,每个载波接收信号,并在发送时同步它的相位和幅度;异步时隙:每个载波接收一个相位和幅度变化的正弦信号,将其解调成一个时间片,然后通过时频转换成一个时间片。
UWB系统中使用同步和异步的时隙。
由于UWB的波束窄且功率低,在对目标进行定位时通常使用UWB信号来传输数据,而不是传统的无线电系统使用多个射频天线来发射信号,而射频天线只能用于接收数据。
因此在使用UWB通信时,必须考虑发射功率问题,通常需要考虑的功率包括几个方面:首先是发射时间点选择;其次是在接收端需要设置接收器来识别是否来自目标位置;最后才是根据接收到的信号类型进行选择正确的波束。
uwb测距方案
uwb测距方案UWB(Ultra-Wideband)是一种超宽带无线通信技术,具有高精度、高可靠性和大容量的传输特点,被广泛应用于测距领域。
本文将介绍UWB测距方案的原理、应用场景和发展趋势。
一、UWB测距原理UWB测距方案通过发送具有极短脉冲宽度和宽带频谱的信号,利用相对时间差(Time of Flight)或相对信号强度(Received Signal Strength Index,RSSI)来测量距离。
其原理如下:1. 相对时间差测距法:通过计算从发送器发出的脉冲到接收器接收到的脉冲的传播时间差来计算距离。
这种方法适合于室内环境,可以实现高精度测距。
2. 相对信号强度测距法:通过测量接收到的信号强度来推断距离。
这种方法相对简单,适用于室外环境或距离较远的测距场景。
二、UWB测距应用场景UWB测距方案具有广泛的应用场景,其中包括但不限于以下几个方面:1. 室内定位:UWB测距技术可以在室内环境中实现高精度的人员或物体定位,广泛应用于智能家居、商场导航、安防监控等领域。
2. 车联网:UWB测距可以应用于车辆之间的距离测量和通信,实现车辆自动驾驶、车队协同和交通管理等功能,提高交通安全和效率。
3. 工业自动化:UWB测距方案可以用于工业自动化中的定位和跟踪,如无人机航线规划、机器人导航等,提高生产效率和安全性。
4. 物流追踪:UWB测距技术可以实现货物在仓储和物流环节的准确定位和追踪,提高物流管理的效率和精确度。
三、UWB测距发展趋势随着无线通信技术的不断发展,UWB测距方案也在不断演进和创新,具有以下几个发展趋势:1. 高精度和远距离:UWB测距方案将追求更高的测距精度和更远的传输距离,以应对各种复杂环境和应用需求。
2. 低功耗和小型化:未来的UWB测距设备将越来越小型化,功耗更低,以满足移动设备和物联网终端的需求。
3. 多模式融合:与其他无线通信技术(如蓝牙、Wi-Fi)相结合,实现UWB与其他技术的协同工作,在不同应用场景下充分发挥各自的优势。
无线UWB三种定位算法的区别
室内定位:UWB技术适用于室内定位场景,如商场、医院、博物馆 等,可以帮助人们快速找到所需物品或目标。
02
智能家居:UWB技术可以用于智能家居中,实现家庭设备的无线连 接和智能控制。
03
物联网:UWB技术可以作为物联网中设备间通信的一种方式,实现 高速、低功耗的数据传输。
04
无线UWB三种定位算法的区别
TOA 算法
AOA 算法
需要精确的时间同步,实施难度较大 。
需要配置天线阵列,实施难度较大, 但对硬件要求不高。
TDOA 算法
实施难度适中,对硬件要求相对较低 。
04
无线UWB定位算法的未来发展
技术改进方向
01
02
03
精度提升
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ抗干扰能力
低功耗设计
通过改进信号处理技术和算法优 化,提高UWB定位的精度和稳定 性。
03
三种定位算法的比较
定位精度比较
TOA (Time of Arrival) 算法
基于信号到达时间进行定位,精度较高,但需要精确的时间同步。
TDOA (Time Difference of A…
通过比较信号到达时间差进行定位,对时间同步要求较低,但定位精度受限于信号传播 速度。
AOA (Angle of Arrival) 算法
详细描述:FDOA算法通过比较不同 接收器之间的信号频率差异来计算目 标位置。它利用信号的多径传播特性 ,通过比较不同路径上的频率偏移来 确定目标位置。
这三种定位算法各有优缺点,适用于 不同的应用场景。TOA算法精度高, 但需要高精度的时间测量设备; TDOA算法对设备要求较低,但计算 复杂度较高;FDOA算法利用多径传 播特性,适用于复杂环境下的定位, 但精度易受多径效应影响。在实际应 用中,可以根据具体需求选择合适的 定位算法。
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UWB值得关注的无线通信新技术
一、引言
目前一种新的无线通信技术引起了人们的广泛关注,这就是所谓的"UWB(Ultra
WideBand,超宽带无线技术)"技术。正如其名称一样,UWB技术是一种使用1GHz以上带
宽的最先进的无线通信技术,被认为是未来五年电信热门技术之一。但是UWB不是一个全新
的技术,它实际上是整合了业界已经成熟的技术如无线USB、无线1394等连接技术,本文就
是对UWB做一简单的介绍。
二、什么是UWB?
UWB 的历史渊源,可以追溯到一百年前波波夫和马可尼发明越洋无线电报的时代。现代
意义上的超宽带UWB 无线技术,又称脉冲无线电( Impulse Radio) 技术,出现于1960 年代。
与传统通信技术不同的是,UWB 是一种无载波通信技术,即它不采用载波,而是利用纳
秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽。UWB是利用纳秒级
窄脉冲发射无线信号的技术,适用于高速、近距离的无线个人通信。按照FCC 的规定,从3.
1GHz 到10. 6GHz 之间的7. 5GHz 的带宽频率为UWB 所使用的频率范围。
从频域来看, 超宽带有别于传统的窄带和宽带, 它的频带更宽。窄带是指相对带宽(信
号带宽与中心频率之比) 小于1% , 相对带宽在1% 到25% 之间的被称为宽带, 相对带宽
大于25% , 而且中心频率大于500MHz的被称为超宽带。表1表示这三个概念
表1:三个概念的区别
信号带宽/中心频率
窄带 ≤1%
宽带 %1≤…≤25%
超宽带(UWB) ≥25%或带宽≥500Mbps
从时域上讲, 超宽带系统有别于传统的通信系统。一般的通信系统是通过发送射频载波
进行信号调制,而UWB 是利用起、落点的时域脉冲(几十n s)
直接实现调制, 超宽带的传输把调制信息过程放在一个非常宽的频带上进行, 而且以
这一过程中所持续的时间, 来决定带宽所占据的频率范围。由于UWB
发射功率受限, 进而限制了其传输距离, 据资料表明,UWB 信号的有效传输距离在10m
以内, 故而在民用方面,UWB 普遍地定位于个人局域网范畴。
三、UWB的技术特点
由于UWB与传统通信系统相比,工作原理迥异,因此UWB具有如下传统通信系统无法比
拟的技术特点:
(1)系统结构的实现比较简单:当前的无线通信技术所使用的通信载波是连续的电波,载
波的频率和功率在一定范围内变化,从而利用载波的状态变化来传输信息。而UWB则不使用
载波,它通过发送纳秒级脉冲来传输数据信号。UWB发射器直接用脉冲小型激励天线,不需
要传统收发器所需要的上变频,从而不需要功用放大器与混频器,因此,UWB允许采用非常
低廉的宽带发射器。同时在接收端,UWB接收机也有别于传统的接收机,不需要中频处理,
因此,UWB系统结构的实现比较简单。
(2)高速的数据传输:民用商品中,一般要求UWB 信号的传输范围为10m以内,再根据
经过修改的信道容量公式,其传输速率可达500Mbit/ s,是实现个人通信和无线局域网的一
种理想调制技术。UWB 以非常宽的频率带宽来换取高速的数据传输,并且不单独占用现在已
经拥挤不堪的频率资源,而是共享其他无线技术使用的频带。在军事应用中,可以利用巨大
的扩频增益来实现远距离、低截获率、低检测率、高安全性和高速的数据传输。
(3)功耗低:UWB 系统使用间歇的脉冲来发送数据,脉冲持续时间很短,一般在0. 20ns~
1. 5ns 之间,有很低的占空因数,系统耗电可以做到很低,在高速通信时系统的耗电量仅为
几百μW~几十mW。民用的UWB 设备功率一般是传统移动电话所需功率的1/
100 左右,是蓝牙设备所需功率的1/ 20 左右。军用的UWB 电台耗电也很低。因此,UWB
设备在电池寿命和电磁辐射上,相对于传统无线设备有着很大的优越性。
(4)安全性高:作为通信系统的物理层技术具有天然的安全性能。由于UWB 信号一般把
信号能量弥散在极宽的频带范围内,对一般通信系统,UWB
信号相当于白噪声信号,并且大多数情况下,UWB
信号的功率谱密度低于自然的电子噪声,从电子噪声中将脉冲信号检测出来是一件非常
困难的事。采用编码对脉冲参数进行伪随机化后,脉冲的检测将更加困难。
(5)多径分辨能力强:由于常规无线通信的射频信号大多为连续信号或其持续时间远大于
多径传播时间,
多径传播效应限制了通信质量和数据传输速率。由于超宽带无线电发射的是持续时间极
短的单周期脉冲且占空比极低,多径信号在时间上是可分离的。假如多径脉冲要在时间上发
生交叠,其多径传输路径长度应小于脉冲宽度与传播速度的乘积。由于脉冲多径信号在时间
上不重叠,很容易分离出多径分量以充分利用发射信号的能量。大量的实验表明,对常规无
线电信号多径衰落深达10~
30 dB 的多径环境, 对超宽带无线电信号的衰落最多不到5 dB。
(6)定位精确:冲激脉冲具有很高的定位精度,采用超宽带无线电通信,很容易将定位与
通信合一,而常规无线电难以做到这一点。超宽带无线电具有极强的穿透能力,可在室内和
地下进行精确定位,而GPS定位系统只能工作在GPS 定位卫星的可视范围之内; 与GPS 提
供绝对地理位置不同,超短脉冲定位器可以给出相对位置, 其定位精度可达厘米级,此外,
超宽带无线电定位器更为便宜。
(7)工程简单造价便宜:在工程实现上,UWB比其它无线技术要简单得多,可全数字化实
现。它只需要以一种数学方式产生脉冲,并对脉冲产生调制,而这些电路都可以被集成到一
个芯片上,设备的成本将很低。
四、百舸争先竞风流
如前所述,现代意义上的超宽带UWB 数据传输技术, 又称脉冲无线电( IR , Impulse
Radio) 技术, 出现于1960年代,当时主要研究受时域脉冲响应控制的微波网络的瞬态动作。
通过Harmuth 、Ross 和Robbins 等先行公司的研究, UWB 技术在70 年代获得了重要的发
展, 其中多数集中在雷达系统应用中,包括探地雷达系统。到80 年代后期,该技术开始被
称为"无载波"无线电,或脉冲无线电。美国国防部在1989 年首次使用了"超带宽"这一术语。
为了研究UWB在民用领域使用的可行性,自1998 年起, 美国联邦通信委员会( FCC) 对超
宽带无线设备对原有窄带无线通信系统的干扰及其相互共容的问题开始广泛征求业界意见,
在有美国军方和航空界等众多不同意见的情况下,FCC 仍开放了UWB 技术在短距离无线通信
领域的应用许可。这充分说明此项技术所具有的广阔应用前景和巨大的市场诱惑力。
2003年12月,在美国新墨西哥州的阿尔布克尔市举行的IEEE有关UWB标准的大讨论。
那时关于UWB技术有两种相互竞争的标准,一方是以Intel与德州仪器为首支持的MBOA标准,
一方是以摩托罗位为首的DS-UWB标准,双方在这场讨论中各不相让,两者的分歧体现在UWB
技术的实现方式上,前者采用多频带方式,后者为单频带方式。目前,这两个阵营均表示将
单独推动各自的技术。虽然标准尘埃未定,但摩托罗拉已有了追随者,三星在今年国际消费
电子展上展示了全球第一套可同时播放三个不同的HSDTV视频流的无线广播系统,就采用了
摩托罗拉公司的Xtreme Spectrum芯片,该芯片组是摩托罗拉的第二代产品,目前已有样片
提供,其数据传输速度最高可达114Mbps,而功耗不超过200mw。在另一阵营中,Intel公司
近期在其开发商论坛上展示了该公司第一个采用90nm技术工艺处理的UWB芯片;同时,该公
司还首次展示多家公司联合支持的、采用UWB芯片的、应用范围超过10M的480Mbps无线USB
技术。在今年5月中旬由IEEE802.15.3a工作组主持召开的标准大讨论会议上对这种技术进
行投票选举UWB标准,MBOA获得60%的支持,DS-UWB获取40%的支持,两者都没有达到成为
标准必须达到75%选票的要求。因此标准之争还要持续下去。