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超宽带(Ultra Wide Band , UWB)该技术是一种无线载波通信技术 , 它不选择正弦载波 , 而是使用纳秒级非正弦波窄脉冲传输数据 , 因此其频带范围非常广 。UWB 该技术具有系统复杂性低、发射信号功率谱密度低、对信道衰落不敏感、截获能力低、精度等级高的优点 , 特别适用于室内等密集多径场所的高速无线接入 。

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UWB 技术是什么UWB 技术是一种应用 1GHz 无线载波通信技术具有上述频率带宽 。它不选择正弦载波 , 而是使用纳秒级非正弦波窄脉冲传输数据 , 因此它占据了大量的频带 。虽然应用于无线通信 , 但其数据传输速率可达到每秒数百兆比特 。应用 UWB 该技术可以在非常宽的带宽上传输信号 , 美国联邦通信委员会(FCC)对 UWB 技术规定如下:在 3.1~10.6GHz 频段中占用 500MHz 以上带宽 。
UWB 该技术具有系统复杂性低、发射信号功率谱密度低、对信道衰落不敏感、截获能力低、精度等级高、通过能力强等特点 , 特别适用于室内等密集多径场所的高速无线接入 。
UWB 它不是一种新技术 , 它最早用于军用雷达和通信应用 , 名为“脉冲无线电” 2002 自2000年起 , 美国联邦通信委员会(FCC)授权其未经许可申请 , 将其划分为 3.1~10.6GHz 频段 , 占用 500MHz 以上带宽 。
UWB 技术特征UWB 该技术解决了多年来混淆传统无线传输技术的重大沟通问题 , 具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、截获率低、系统复杂性低、能提供数厘米精度等特点 。
1.系统结构的实现相对简单
目前无线传输技术中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发生变化 , 利用载波状态变化传输信息 。而 UWB 该技术不使用载波 , 它通过推送纳秒级非正弦波窄脉冲来传输数据信号 。UWB 系统中的发射器直接用小脉冲鼓励天线 , 不需要传统收发器所需的上变频 , 也不需要功能放大器和混频器 。UWB 该系统允许选择非常便宜的宽带发射器 。同时在接收端 , UWB 该系统的接收器也不同于传统的接收器 , 它不需要高频解决 , 因此 , UWB 实现系统结构相对简单 。
2.高速数据传输
【uwb技术是什么东西 uwb技术是什么】在民用产品中 , 一般要求 UWB 信号的传输范围为 10m 内部 , 根据修改后的信道容量公式 , 民用产品数据传输速率可达 500Mbit/s , UWB 技术是完成个人通信和无线网络的理想调制技术 。UWB 技术以非常宽的频率带宽换取高速数据传输 , 不仅占用拥挤的频率资源 , 而且共享其他无线技术使用的频带 。在军事应用中 , UWB 借助巨大的扩频增益 , 技术可以实现长距离、低截获率、低检测率、高可靠性和高速数据传输 。
3.功耗低
UWB 系统使用间歇脉冲传输数据 , 脉冲持续时间很短 , 一般在 0.20~1.5ns 有很低的占空比 , 系统耗电量很低 , 在高速通信时 , 系统耗电量只有几百微瓦到几十毫瓦 。民用 UWB 设备的功率一般是传统手机所需的功率 1/100 上下是蓝牙设备所需的功率 1/20 上下 。军用的 UWB 电台的功耗也很低 。因此 , UWB 与传统的无线通信设备相比 , 该设备在电池寿命和电磁辐射方面具有很大的优势 。
4.安全性高
物理层技术作为通信系统 , UWB 该技术具有天然的安全性能 。因为 UWB 信号通常将信号能量扩展到极宽的频段范围内 , 对于一般的通信系统来说 , UWB 在大多数情况下 , 信号相当于白噪声信号 , UWB 信号的功率谱密度小于自然电子噪声的功率谱密度 , 从电子噪声中检测脉冲信号非常困难 。脉冲参数伪随机化后 , 脉冲检测将更加困难 。
5.多径分辨能力强
由于传统的无线通信射频信号大多是连续信号或其持续时间远高于多径通信时间 , 多径通信效应限制了通信质量和数据传输速率 , 因为超宽带无线电发射的单周期脉冲持续时间很短 , 占空率很小 , 多径信号可以在时间上分离 。多径脉冲需要在时间上重叠的 , 多径传输路径的长度应小于脉冲宽度和传输速度的乘积 。由于脉冲多径信号在时间上不重叠 , 因此很容易分离多径分量 , 以充分利用发送信号的能量 。大量实验表明 , 常规无线电信号的多径衰落深达 10~30dB 多径环境 , 超宽带无线电信号的衰落最多不到 5dB 。
6.定位精准
冲激脉冲的精度水平较高 。选用 UWB 技术 , 很容易将定位与通信结合起来 , 而传统的无线电则无法做到这一点 。UWB 该技术具有很强的通过能力 , 可以在室内和地下进行精确定位 , 而且 GPS(全球定位系统)只能工作 GPS 定位卫星的可视范围内 。与 GPS 超宽带无线电定位仪可提供相对位置 , 其精度等级可达厘米 。此外 , 超宽带无线电定位仪更便宜 。
7.工程简单 , 成本便宜
在工程竣工方面 , UWB 该技术比其他无线技术要简单得多 , 可以完全数字化 。它只需要用一种数学方法产生脉冲 , 并部署脉冲 , 实现上述过程所需的电路可以集成到芯片中 , 设备成本较低 。
UWB 技术应用UWB 根据通信间距 , 技术应用大致可分为两类:
1.短距离高速应用:数据传输速率可达每秒100多兆比特 , 关键是构建短距离高速 WPAN、家庭无线多媒体网络及其取代高速近程有线连接 , 如无线多媒体网络 USB 和 DVD , 其典型的通信距离是 10m;
2.是中长距离(几十米以上)低速应用:一般数据传输速率为: 1Mbit/s , 主要用于无线传感器网络和低速连接 。同时 , 因为 UWB 该技术可以利用低功耗、低复杂性的收发信机完成高速数据传输 , 因此 ,  UWB 近年来 , 技术发展迅速 。它在非常宽的频带范围内选择低功率脉冲传输数据 , 不会对传统的窄带无线通信系统造成很大的干扰 , 并能充分利用频谱资源 。基于 UWB 该技术构建的高速数据收发机应用广泛 。
性能指标UWB 技术与极短脉冲、无载波、时域、非正弦、正交函数与大相对带宽无线/雷达信号相同 。UWB 脉冲通信由于其优良独特的技术特点 , 将广泛应用于无线多媒体通信、雷达、精密定位、穿墙检测、图像测量等领域 。
UWB 主要指标如下:
工作频段:3.1GHz~10.6GHz;系统功耗:1mW~4mW;脉冲宽度:0.2ns~1.5ns;反复周期:25ns~1ms;发射功率:<-41.3 dBm/MHz;数据速率:几十到几百 Mb/s;分解多路径延迟:≤1ns;多径没落:≤5dB;系统容量:大大高于 3G 系统;空间容积:1000kb/m2 。可以预见 , 未来会有更多的企业和产品采用 UWB 技术 , 不仅是智能机器、可穿戴设备、智能家居等小物件 , 室内空间也基于各种区域 UWB 基础设施 。