什么是UWB技术?

Posted 2023-01-07 通信

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　　超宽带（UWB）技术始于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术，利用频谱极宽的超短脉冲进行通信，又称为基带通信、无载波通信，主要用于军用雷达、定位和通信系统中。UWB技术是一种新颖的无线通信方式，具有传输速率高（达1Gbit/s）、抗多径能力强、穿透能力强、功耗低、成本低、低截获概率、系统复杂度低、与现有其他无线通信系统共享频谱等特点，作为短距离超宽带无线数据传输方式受到人们的普遍关注，已经成为无线个域网（WPAN）的首选技术。

　　UWB的特点在于不使用载波，而只在需要时发送出脉冲电波，因而大大减少了耗电量。由于这种脉冲电波的宽度控制在1ns以下，需要占用很宽的频带，使之实现几百兆到1Gbit/s以上速率的通信成为可能。

　　UWB具有传统无线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。UWB不使用载波，它通过发送纳秒级脉冲来传输数据信号。在发射端，UWB发射器直接用脉冲激励天线可采用非常低廉的宽带发射器;在接收端，UWB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。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。一般要求UWB信号的传输范围在10m以内，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。

　　（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0.2～1.5ns之间，有很低的占空因数，因此系统功耗很低，在高速通信时系统的耗电量仅为几百微瓦至几十毫瓦。

　　（4）安全性高。由于UWB把信号能量弥散在极宽的频带范围内，其信号的功率谱密度低于自然的电子噪声，有用信息完全淹没在噪声中，而采用编码对脉冲参数进行伪随机化后，被截获概率和被检测的概率很低。因此，UWB具有很好的安全性能。

　　（5）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功能合一。UWB具有极强的穿透能力，可在室内和地下进行精确定位，其定位精度可达厘米级。

　　（6）工程简单造价便宜。在工程实现上，UWB比其他无线技术要简单得多，可全数字化实现。UWB只需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，大大减小系统的复杂性，降低设备成本。