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    今天，四相科技小編為大家講講10厘米級別的精準定位技術——UWB技術的幾大特點。

    技術特點剖析

    由于UWB技術具有傳輸速率高(1Gbit/s)、抗多徑能力強、功耗低、成本低、穿透能力強、低截獲概率、與現有其他無線通信系統共享頻譜等特點,已經成為無線個人域網(WPAN)的首選技術.

    ● 傳輸速率高

    UWB 以非常寬的頻率帶寬來換取高速的數據傳輸,并且它不單獨占用現在已經擁擠不堪的頻率資源,而是共享其他無線技術使用的頻帶.在軍事應用中,可以利用巨大的擴頻增益來實現遠距離、低截獲率、低檢測率、高安全性和高速的數據傳輸.UWB的數據速率可以達到幾十Mbit/s、幾百Mbit/s,甚至1Gbit/s,高于藍牙100倍,高于IEEE802.11a和IEEE802.11b.

    ● 多徑分辨能力強

    由于常規無線通信的射頻信號大多為連續信號或其持續時間遠大于多徑傳播時間, 多徑傳播效應限制了通信質量和數據傳輸速率.而超寬帶無線電發射的是持續時間極短的單周期脈沖且占空比極低,多徑信號在時間上是可分離的.假如多徑脈沖要在時間上發生交疊,其多徑傳輸路徑長度應小于脈沖寬度與傳播速度的乘積.由于脈沖多徑信號在時間上不重疊,很容易分離出多徑分量以充分利用發射信號的能量.大量的實驗表明,對常規無線電信號多徑衰落深達10 dB ~ 30 dB 的多徑環境, 對超寬帶無線電信號的衰落最多不到5 dB.

    ● 抗干擾性能強

    UWB采用跳時擴頻信號,系統具有較大的處理增益.它在發射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中,輸出功率甚至低于普通設備產生的噪聲.接收時將信號能量還原出來,在解擴過程中產生擴頻增益.因此,UWB與IEEE802.11a、IEEE802.11b和藍牙相比,在同等碼速條件下,具有更強的抗干擾性.

    ● 系統結構比較簡單

    當前的無線通信技術所使用的通信載波是連續的電波,載波的頻率和功率在一定范圍內變化,從而利用載波的狀態變化來傳輸信息.而UWB則不使用載波,它通過發送納秒級脈沖來傳輸數據信號.UWB發射器直接用脈沖小型激勵天線,不需要傳統收發器所需要的上變頻,從而不需要功率放大器與混頻器,因此,UWB允許采用非常低廉的寬帶發射器.同時在接收端,UWB接收機也有別于傳統的接收機,不需要中頻處理,因此,UWB系統結構的實現比較簡單.

    ● 帶寬高

    UWB使用的帶寬在1GHz以上,高達幾個GHz.超寬帶系統容量大,并且可以和目前的窄帶通信系統同時工作.這在頻率資源日益緊張的今天,開辟了一種新的時域無線電資源.

    ● 功耗低

    UWB 系統使用間歇的脈沖來發送數據,脈沖持續時間很短,一般在0.20ns~1.5ns 之間.UWB有很低的占空因數,系統耗電可以做到很低,在高速通信時系統的耗電量僅為幾百微瓦~幾十毫瓦.民用的UWB 設備功率一般是傳統移動電話所需功率的1/ 100 左右,是藍牙設備所需功率的1/ 20 左右;軍用的UWB 電臺耗電也很低.因此,UWB 設備在電池壽命和電磁輻射上,相對于傳統無線設備有著很大的優越性.

    通常情況下,無線通信系統在通信時需要連續發射載波,因此要消耗一定電能.而UWB不使用載波,只是發出瞬間脈沖電波,也就是直接按0和1發送出去,并且在需要時才發送脈沖電波,所以消耗電能小.低發射功率大大延長了系統電源工作時間,而且,發射功率小,其電磁波輻射對人體的影響也會很小,應用面就廣.

    ● 定位精確

    沖激脈沖具有很高的定位精度.采用超寬帶無線電通信,很容易將定位與通信合一,而常規無線電難以做到這一點.超寬帶無線電具有極強的穿透能力,可在室內和地下進行精確定位,而GPS 定位系統只能工作在GPS 定位衛星的可視范圍之內; 與GPS 提供絕對地理位置不同,超短脈沖定位器可以給出相對位置, 其定位精度可達厘米級.此外,超寬帶無線電定位器更為便宜.

    ● 保密性好

    UWB的保密性表現在兩方面:一方面是它采用跳時擴頻,接收機只有已知發送端擴頻碼時才能解出發射數據;另一方面是系統的發射功率譜密度極低,用傳統的接收機無法接收.

    ● 工程簡單造價便宜

    在工程實現上,UWB比其他無線技術要簡單得多,可全數字化實現.它只需要以一種數學方式產生脈沖,并對脈沖產生調制,而這些電路都可以被集成到一個芯片上,設備的成本很低.

    我國同先進國家相比較,在無線通信領域仍處于待開發狀態,通過UWB技術的研究,可以充分發揮后發優勢,研究將會更有方向性和針對性.開發UWB研究對我國在該研究領域擁有自主知識產權和相關產品、建立新的經濟增長點,具有重大意義.