UWB(UltraWideBand,超寬帶)是一種以占空比很低的沖激脈沖作為信息載體的無載波通信技術。FCC(美國聯邦通信委員會)規定,UWB通信系統采用的頻段是3.1～10.6GHz,這樣可以保證現有的GPRS、蜂窩系統不被干擾。UWB與傳統的通信技術最大的區別在于:超寬帶依賴于脈沖串傳遞信息,它將信息調制到離散脈沖信號上,然后直接發射窄脈沖進行通信;而傳統的通信技術則采用帶通載波調制,它把含有信息的波形搬移到相應的正弦載波上發射。所以超寬帶又稱為基帶(baseband)傳輸技術或是無載波(carrier-free)傳輸技術。

由于超寬帶幾GHz的超寬頻帶,所以比起其他傳統的無線通信技術,超寬帶技術有以下優勢:

(1)抗干擾能力強。UWB發射信號時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中,輸出功率非常小,而且由于它和目前的通信系統工作頻段不同,互不干擾。

(2)傳輸速率高。數據傳輸速率可以達到幾十至幾百Mb/s。

(3)消耗能量少。由于不使用載波,僅在發射窄脈沖時消耗少量能量,從而節約了發射續載波時的大量能耗。

(4)安全性好。由于采用跳時擴頻技術,接收機只有已知發送端擴頻碼時才能解出發射數據,而且系統的發射功率譜密度極低,用傳統的接收機無法接收。

(5)精確的定位能力。UWB系統具備良好的時間解析能力,能夠精確的測距與定位。由于UWB還具有極強的穿透能力,可以在室內和地下精確定位。UWB的通信距離在10m之內,考慮到它高達幾百Mb/s的通信速率,其特別適用于近距高速的數據傳輸,實現無線USB方案。在工業自動化領域,如在測量、檢測(地下物體探測)中可以得到廣泛的應用。

工業生產、檢測、監控等許多方面需要的是實時的圖像和聲音,而圖像和數字化的聲音數據量非常大,以一幅640×480分辨率、色彩為24位/像素的實時視像為例,它的圖像數據量為7.37Mb幀/,數據傳輸率為184Mb/s,顯然,如此大的數據率是許多無線技術無法完成的。因此,在實際應用中,可以在攝像頭端接一個微處理器,對實時圖像進行簡單的壓縮處理,經過處理后,可以將數據率要求降到幾十Mb/s,然后利用UWB技術,將圖像數據傳送到數米開外的中心控制室。如果需要遠程監控的話,在中心控制室與遠程端可以通過LAN和其他網絡連接。

UWB有著精確的定位能力和極低的功耗,在無線傳感器網絡中,如果可以知道各點的位置,就可以規劃出方便有效的路由算法,在軟件層次上降低無線傳感器網絡的功耗。當然,基于定位的功能,UWB對“移動”的信息比較敏感,因此在物品流動比較頻繁的場合(如貨倉等),基于UWB的無線傳感器網絡可以很好的發揮自己的長處。

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