關(guān)于UWB超寬帶無線通信技術(shù)探討

　　摘要：UWB是一種無載波通信技術(shù)，最早使用的是19世紀(jì)的無線短距離通信技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)在傳輸?shù)倪^程中有著較高的傳輸速率，較強(qiáng)的抗干擾性以及良好的保密性，同時(shí)所消耗的電能也較少，發(fā)送的功率小，對人體的輻射也較小等優(yōu)點(diǎn)，因此從歷史至今，在整個(gè)無線傳輸領(lǐng)域中，UWB超寬帶無線通信技術(shù)已經(jīng)成為了最具有競爭力的技術(shù)之一。

　　關(guān)鍵詞：超寬帶；無線通信；應(yīng)用與發(fā)展

　　一、UWB超寬帶無線通信技術(shù)的特點(diǎn)

　　UWB超寬帶無線通信技術(shù)作為一種無載波通信技術(shù)，之所以能夠在較寬的頻譜上傳輸功率低的信號，就是因?yàn)檫@種技術(shù)采用的是納秒到微秒之間的非正弦波窄帶脈沖數(shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)還可以完成在十米范圍內(nèi)數(shù)百兆到數(shù)G的數(shù)據(jù)傳輸。

　　利用UWB超寬帶無線通信技術(shù)對于不同的載波，可以采用較短的時(shí)間間隔脈沖波進(jìn)行傳輸通信。在利用鈉秒到微微秒級的非正弦波窄帶脈沖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可以在較寬頻譜上傳輸傳輸較低頻率的信號。同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)也擁有較強(qiáng)的抗干擾能力，傳輸效率也大大提高，整個(gè)系統(tǒng)中容量大。UWB超寬帶無線通信技術(shù)的發(fā)射功率非常小，因此通信終端設(shè)備完全可以用較低的發(fā)射功率實(shí)現(xiàn)通信聯(lián)系。同時(shí)，較低功率的發(fā)射設(shè)備，還可以增加系統(tǒng)電源的使用壽命。最重要的是低功率的發(fā)射頻率還可以減少電磁波輻射對人體造成的危害，可以被更廣泛的采用。UWB超寬帶無線通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)十米之內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)整個(gè)傳輸速率達(dá)到480mbps,這個(gè)傳輸速率是藍(lán)牙傳輸速率的159倍，是Wi-Fi傳輸速率的18.5倍。

　　二、國內(nèi)外對UWB超寬帶無線通信技術(shù)的研究歷程

　　2.1國外對UWB超寬帶無線通信技術(shù)的研究

　　美國因特爾公司最早在2002年的開發(fā)商會(huì)議中，就已經(jīng)公開演示了UWB超寬帶無線通信技術(shù)，在這次演示的無線通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)百兆的高速率數(shù)據(jù)傳輸通信，同時(shí)和同期的無線通信技術(shù)相比，該項(xiàng)技術(shù)的成本較低，同時(shí)耗電量也僅僅是其他無線通信技術(shù)的百分之一。隨后歐盟和日本也非常重視UWB超寬帶無線通信技術(shù)的研究開發(fā)。有數(shù)家公司共同組成了一個(gè)國際組織，主要負(fù)責(zé)的是對家庭等室內(nèi)空間中實(shí)現(xiàn)UWB在AV設(shè)備上進(jìn)行高速傳輸?shù)难芯?。由瑞士的IBM研究公司以及其他研究團(tuán)體共同組成的組織，主要負(fù)責(zé)的是對UWB超寬帶無線通信的位置測量技術(shù)以及近距離無線界面技術(shù)的研究工作。

　　2.2國內(nèi)對UWB超寬帶無線通信技術(shù)的研究

　　我國最早是在2001年的十五國家863計(jì)劃中的通信技術(shù)的研究主題上首次提出將UWB超寬帶無線通信的關(guān)鍵技術(shù)和該項(xiàng)技術(shù)的共存兼容技術(shù)的研究作為近年無線通信領(lǐng)域的主要研究方向，以此來鼓勵(lì)當(dāng)下研究人員對該項(xiàng)技術(shù)的研究工作。與此同時(shí)，常州的湯恩軟件科技有限公司，在UWB超寬帶無線通信技術(shù)的高精度的定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研究出了一套能夠在室內(nèi)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)3d高精度定位的系統(tǒng)，這項(xiàng)技術(shù)的成功問世，也刷新了當(dāng)今無線電領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位的最先進(jìn)技術(shù)的代表。

　　三、UWB超寬帶無線通信技術(shù)的主要應(yīng)用

　　3.1民用方面的應(yīng)用

　　根據(jù)UWB超寬帶無線通信技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)分析可以看出，該項(xiàng)技術(shù)也適用于段距離高速率的寬帶無線接入以及數(shù)字化音頻的無線接入等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域也都共同屬于民用無線電領(lǐng)域方面。同時(shí)，在家庭中的數(shù)字化娛樂方面，也同樣應(yīng)用到了UWB超寬帶無線通信技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也實(shí)現(xiàn)了家庭中的PC端、家電等一些智能設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)的連接，在家庭內(nèi)或者周邊范圍內(nèi)就可以使用終端設(shè)備進(jìn)行無線操作，是家庭生活勞動(dòng)變的更簡潔。

　　3.2軍用方面的應(yīng)用

　　UWB超寬帶無線通信系統(tǒng)中的超精確地理定位技術(shù)是滿足于一種介于雷達(dá)和通信中間的一種應(yīng)用，例如應(yīng)用UWB超寬帶通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的3d地理定位并獲取信息的設(shè)備。這套設(shè)備的主要自稱部分包括無線塔標(biāo)和移動(dòng)漫游器。這套系統(tǒng)工作的原理是通過漫游器和無線塔標(biāo)之間的數(shù)據(jù)傳輸來準(zhǔn)確測量航行時(shí)間，然后把往返時(shí)間進(jìn)行比對，分析出精確的目標(biāo)位置信息。在基于UWB超寬帶無線通信技術(shù)基礎(chǔ)上的地理定位系統(tǒng)從最開始的研發(fā)目的就是解決一些軍事上的問題，利用這套系統(tǒng)可以輕松實(shí)現(xiàn)士兵在城市復(fù)雜環(huán)境下具體位置信息的獲取工作。

　　四、UWB超寬帶無線那通信技術(shù)的未來發(fā)展

　　目前，因?yàn)閁WB超寬帶無線通信技術(shù)自身的一些缺陷，例如，缺乏可靠的安全性、信令技術(shù)，同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)的使用還需要較強(qiáng)的匹配能力以及功率適配器等，因此該項(xiàng)技術(shù)還不能得以大范圍的推廣普及。同時(shí)，使用UWB超寬帶無線通信技術(shù)的設(shè)備還面臨著攜帶不方便等問題，如今也面臨著淪為小市場技術(shù)的危險(xiǎn)局面。與UWB超寬帶無線通信技術(shù)相比，藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟，并且藍(lán)牙技術(shù)也被越來越多的人使用，而UWB超寬帶無線通信系統(tǒng)中的低功率高速率的特點(diǎn)剛好能彌補(bǔ)藍(lán)牙技術(shù)在這方面上的不足，二者的相互合作也能為UWB超寬帶無線通信技術(shù)帶來更大的突破。同時(shí)，各個(gè)技術(shù)的相互融合，也能做到互相彌補(bǔ)自身的不足，也大大推進(jìn)了信息數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展。將來，在衛(wèi)星技術(shù)全面發(fā)展的背景下，還會(huì)面臨著地面終端設(shè)備較多，多個(gè)終端同時(shí)接收信號造成的傳輸擁堵以及頻譜重疊的問題。因此我們需要讓地面終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)信道的動(dòng)態(tài)接入，讓衛(wèi)星技術(shù)和UWB超寬帶無線通信技術(shù)在段距離內(nèi)完成通信傳輸。雖然這種技術(shù)也僅僅處于萌芽狀態(tài)，其中的許多問題還未得到解決，因此我們在通信領(lǐng)域方面還有很長的路要走。

　　總結(jié)

　　本篇文章通過對UWB超寬帶無線通信技術(shù)的簡介、國內(nèi)外發(fā)展歷程以及在軍用和民用方面應(yīng)用的敘述，介紹了該項(xiàng)技術(shù)抗干擾能力強(qiáng)、傳輸效率高、發(fā)射功率小、耗電低等的特點(diǎn)。最后分析了該項(xiàng)技術(shù)在未來的發(fā)展趨勢。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]熊海良.超寬帶無線通信與定位關(guān)鍵技術(shù)研究[D].西安電子科技大學(xué),2011.

　　[2]杜娟.超寬帶室內(nèi)定位技術(shù)及其干擾分析方法研究[D].中國科學(xué)院研究生院(國家授時(shí)中心),2012.

　　[3]劉冰,張睿全,李亞群,王穎,付平.基于UWB技術(shù)的無線透明傳輸模塊組設(shè)計(jì)[J].中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào),2019,1402:168-176.

　　作者趙金保

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