超宽带无线通信技术及应用
超宽带技术的应用前景
超宽带技术的应用前景超宽带技术，简称UWB技术，是一门非常重要的通信技术，其可用于无线传感、高速数据传输、室内定位、车联网和智能家居等众多领域。
本文将从其技术原理、应用前景等多个角度来探讨超宽带技术的应用前景。
一、UWB技术原理UWB技术是一种利用极短脉冲波进行通信的无线通信技术。
其主要原理是通过发射极短脉冲信号，利用超宽带的频谱传输数据，使其在传输过程中不被其它信号所干扰。
同时，由于其信号的短暂性，可避免多径效应，从而提高了信道传输的可靠性和抗干扰能力。
二、UWB技术的应用前景1. 无线传感随着无线传感网技术的逐渐成熟，UWB技术的应用前景也越来越广泛。
利用UWB技术，可以在传感器之间快速地传递数据，实现实时监测并采集海量数据，从而提高传感网络的效率和准确度。
2. 高速数据传输在大数据时代，需要进行大规模数据的传输和处理，而传统的有线光纤和无线通信技术都存在一定的局限性。
利用UWB技术，可以实现更快的数据传输速率和更高的传输安全性，更好地满足大数据时代的需求。
3. 室内定位UWB技术在室内定位方面的应用也非常广泛。
通过在物品上安装UWB标签，可以实时、准确地追踪其位置，对于物流、人员定位、宠物定位等领域都有很好的应用前景。
4. 车联网目前随着智能交通系统的快速发展，车联网也逐渐成为越来越重要的一部分。
利用UWB技术，对车辆进行高精度的距离判断和位置感知，可以实现自动泊车、自动驾驶、车辆通信等方面的应用，进一步推动车联网的发展。
5. 智能家居UWB技术在智能家居领域也有着巨大的应用前景。
通过将UWB技术应用于智能家居中，可以实现家庭智能化、智能电视、智能家电、智慧音箱等方面的应用，进一步提高家居生活的便利性和安全性。
三、总结综上所述，UWB技术具有应用广泛、传输速率快、抗干扰能力强、定位精度高等优点，其应用前景前景是非常广阔的。
同时，可以预见，随着 UWB技术的不断发展和应用，其在未来会扮演越来越重要的角色，也将能够为人们的生活、商业和科技进步带来更大的贡献。
UWB超宽带
UWB超宽带什么是UWB超宽带？UWB（Ultra-WideBand）超宽带是一种通过在超宽频带范围内传输数据的无线通信技术。
它基于短脉冲信号，能够在极短的时间内传输大量数据。
UWB超宽带技术在无线通信领域具有广泛应用，包括室内定位、物体追踪、雷达和无线传感器网络等。
UWB超宽带的特点1.宽频带范围： UWB超宽带技术的一项主要特点是其宽频带范围。
通常，UWB的频带范围从几百兆赫兹（MHz）到几千兆赫兹（GHz），因此能够支持高速数据传输和较长的传输距离。
2.低功率： UWB超宽带技术在传输数据时使用低功率，这使得它可以在不干扰其他无线设备的情况下工作。
3.高精度定位： UWB超宽带技术可以实现高精度的室内定位。
由于UWB信号能够穿透墙壁和障碍物，因此可以在室内环境中实现准确的物体定位。
4.抗多径干扰：多径干扰是指由于信号在传播过程中碰撞、反射和折射等原因导致信号传输路径的多样性。
UWB超宽带技术通过使用信号的多径特性来抵消多径干扰，提高信号传输的可靠性。
UWB超宽带的应用1. 室内定位UWB超宽带技术在室内定位方面具有特殊优势。
通过将UWB设备部署在建筑物内部，可以实现对人员和物体的高精度定位。
这在商场、医院和仓库等场所可以提供实时的位置信息，便于管理和安全监控。
2. 物体追踪利用UWB超宽带技术，可以实现对物体的追踪。
通过将UWB标签附着在物体上，可以准确追踪其位置和运动轨迹。
这在物流管理、仓库管理和供应链领域具有广泛应用。
3. 雷达应用UWB超宽带技术在雷达领域也得到了广泛应用。
与传统雷达相比，UWB雷达具有更高的分辨率和更好的目标检测能力。
它可以在不同的天气和环境条件下提供高质量的目标识别和跟踪。
4. 无线传感器网络UWB超宽带技术在无线传感器网络中起到重要作用。
通过使用UWB传感器，可以实现对环境参数（如温度、湿度和压力等）进行高精度和实时的测量。
这在工业自动化、环境监测和智能家居等领域有着广泛的应用前景。
混合集成电路中的超宽带通信技术
混合集成电路中的超宽带通信技术超宽带（Ultra-Wideband, UWB）通信技术是一种无线通信技术，其主要特点是具有非常宽的频带和高速率的数据传输能力。
在混合集成电路中，超宽带通信技术被广泛应用于各种应用场景，如无线传感器网络、智能家居、车联网以及物联网等，为这些应用提供了更高的可靠性和性能。
混合集成电路（Hybrid Integrated Circuit）是指将不同类型的电子器件（如晶体管、二极管、电容器等）以及不同工艺制作的封装材料（如有机物、无机物）等组合在一起形成的集成电路。
超宽带通信技术在混合集成电路中的应用为电路设计人员提供了更大的灵活性和选择性。
首先，超宽带通信技术在混合集成电路中的应用为无线传感器网络提供了更高的可靠性和稳定性。
无线传感器网络用于实时监测和收集环境中的各种参数，如温度、湿度、压力等。
超宽带通信技术通过其较低的功耗和较高的传输速率，有效地解决了传感器网络中的能量消耗和数据传输延迟的问题，从而提高了传感器网络的性能。
其次，超宽带通信技术在智能家居中的应用为家庭自动化提供了更多的选择和便利。
智能家居通过将各种家庭设备和电器连接到互联网，实现了家庭设备的智能控制和监测。
超宽带通信技术可以提供更高的数据传输速率和更低的功耗，使得智能家居设备之间的通信更加灵活和高效。
此外，超宽带通信技术在车联网中的应用为汽车制造商提供了更多的互联互通和安全性的选择。
车联网是指将汽车与互联网相连接，从而实现汽车之间的信息交互和智能控制。
超宽带通信技术可以通过其高速率和低功耗的特性，实现车辆与车辆之间、车辆与基础设施之间的可靠和安全的通信，提高驾驶的安全性和便利性。
最后，超宽带通信技术在物联网中的应用为各种物联设备的连通性和数据传输提供了更大的可能性。
物联网是指通过各种传感器、设备和软件将现实世界物体和虚拟世界相连接，实现物体之间的互联互通。
超宽带通信技术可以实现高速率的数据传输和低功耗的通信，使得物联设备之间的互动更加灵活和高效。
超宽带技术在短距离无线通信中的应用与发展
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超 宽 带 技 术 在 短 距 离 无 线 通 信 中 的 应 用 与发 展
超宽带(UWB)无线通信技术详解
超宽带（UWB）无线通信技术详解作者：王德强李长青乐光新近年来，超宽带(UWB)无线通信成为短距离、高速无线网络最热门的物理层技术之一。
许多世界著名的大公司、研究机构、标准化组织都积极投入到超宽带无线通信技术的研究、开发和标准化工作之中。
为了使读者对UWB技术有所了解，本讲座将分3期对UWB 技术进行介绍：第1期讲述UWB的产生与发展、技术特点、信号成形及调制与多址技术，第2期对UWB信道、系统方案及接收机关键技术进行介绍，第3期介绍UWB的应用前景及标准化情况。
1 UWB的产生与发展超宽带(UWB)有着悠久的发展历史，但在1989年之前，超宽带这一术语并不常用，在信号的带宽和频谱结构方面也没有明确的规定。
1989年，美国国防部高级研究计划署(DARPA)首先采用超宽带这一术语，并规定：若信号在-20dB处的绝对带宽大于1.5GHz 或相对带宽大于25%，则该信号为超宽带信号。
此后，超宽带这个术语才被沿用下来。
其中，fH为信号在-20dB辐射点对应的上限频率、fL为信号在-20 dB辐射点对应的下限频率。
图1给出了带宽计算示意图。
可见，UWB是指具有很高带宽比(射频带宽与其中心频率之比)的无线电技术。
为探索UWB应用于民用领域的可行性，自1998年起，美国联邦通信委员会(FCC)开始在产业界广泛征求意见。
美国NTIA等通信团体对此大约提交了800多份意见书。
2002年2月，FCC批准UWB技术进入民用领域，并对UWB进行了重新定义，规定UWB信号为相对带宽大于20%或-10dB带宽大于500MHz的无线电信号。
根据UWB系统的具体应用，分为成像系统、车载雷达系统、通信与测量系统三大类。
根据FCCPart15规定，UWB通信系统可使用频段为3.1 GHz～10.6 GHz。
为保护现有系统(如GPRS、移动蜂窝系统、WLAN等)不被UWB系统干扰，针对室内、室外不同应用，对UWB系统的辐射谱密度进行了严格限制，规定UWB系统的最高辐射谱密度为-41.3 dBm/MHz.。
超宽带无线通信技术应用分析
超宽带无线通信技术近来，人们可能会注意到，在通信领域出现了一个新的技术词汇——超宽带无线通信，实际上，超宽带无线电的历史渊源，可以追溯到一百年前波波夫、马可尼发明越洋无线电报的时代。
现代意义上的超宽带UWB（UltraWide Band）无线电，又称冲激无线电（Impulse Radio）技术，出现于1960年代，但其应用一直仅限于军事、灾害救援搜索雷达定位及测距等方面。
2002年2月14日，这项无线技术首次获得了美国联邦通信委员会（FCC）的批准用于民用通信，从而引起了世界各国的广泛关注，自1998年起，FCC对超宽带无线设备对原有窄带无线通信系统的干扰及其相互共容的问题开始广泛征求业界意见，在有美国军方和航空界等众多不同意见的情况下，FCC仍开放了UWB技术在短距离无线通信领域的应用许可，这充分说明此项技术所具有的广阔应用前景和巨大的市场诱惑力。
UWB是一种无载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。
一般认为-10dB相对带宽超过25％，或-10dB绝对带宽超过1.5GHz就称为超宽带，后来FCC又将此带宽值修改为500MHz。
由计算信道容量的Shannon公式可知，在信道容量一定的情况下，带宽与信噪比可以互补。
UWB的带宽非常宽，目前FCC开放的频段是3.1-10.6 GHz，故UWB系统发射的功率谱密度可以非常低，甚至低于FCC规定的电磁兼容背景噪声电平（-41.3dBm—FCC Part15），所以短距离UWB无线通信系统与其他窄带无线通信系统可以共存。
UWB的传输速率可达几十Mbps～几Gbps；其收发信机结构简单，成本低于全数字化；并且其固有的抗多径衰落功能很强。
UWB发射脉冲持续时间远小于脉冲重复周期，平均发射功率很低，使UWB 技术在实现超宽带信号时域波形高传输数据率的同时也有着低功耗的显著优点。
超宽带技术在实现同样传输速率时，功率消耗仅有传统技术的1/10-1/100。
超宽带无线技术及应用
科
超 宽带 无线 技术及 应用
潘 雪 敖 海 云
（ 州大学电信 学院 ， 州 贵 阳 ５ ０２ ） 贵 贵 ５ ０ ５
摘 要： 主要介 绍了 ｕ （ ｗＢ 超宽带 ） 技术的发展 ， 术参数 ，ＷＢ 术的优点 ， 技 Ｕ 技 无线技术发展过程及 Ｕ ＷＢ在无线中的应 用。 关键词 ： 超宽带； 用； 应 发展 无 法接收 。 活性和极高 的 自由度 ，能在 ３ ｍ的距离 内实现 Ｕ 技术最初是 １ ６ 年美 国作为军用雷 ＷＢ ９０ ３ ． ３耗电量少 ４０ ｂ ｓ ８Ｍ ｉ 的等效带宽。 ｆ 兼顾 了安全性 、 可靠性、 达技术开发的， 早期主要用于雷达技术领域。 该技 通常情况下 ， 无线通信系统在通信时需要连 降低功耗等特性 。 术的发展带动了脉冲检测器等设备的开发 ， 而且 续发射 载波， 因此要消耗一定电能。而 Ｕ Ｂ Ｗ 不使 ４ 智 能无线局域网 ． ４ 该技术具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱 用载波 ， 只能发出瞬间脉冲电波 ， 耗电量只有原有 智 能无 线局域 网的基 本要 求是提 供一个 低成 ，０ — ／０ ０ 密度低 、 被截获的可能性低、 系统复杂度低 、 厘米 系统的 ｌｌ０ １１０ 。 本 、低功耗 的智能传输 网，ＷＢ系统可以方便 Ｕ 级的定位精度等优点 。但在随后的 ３ 多年间 ， ０ ３ ４抗干扰性能强 且 不易产生干扰 地应用于无线局域网如智能交通 系统 中，提供 Ｕ ＷＢ技术发展很缓慢， 一方面是因为军方的限制 Ｕ 采用跳时扩频信号，系统具有较大的 高性能、 ＷＢ 低成本的解决方案 。 让第 三方无法开发支持 Ｕ ＷＢ的软件和硬件 ， 此 处理增益 ， 在发射时将微弱的无线电脉冲信号分 ４５车载雷达 系统 ． 外，ＷＢ Ｕ 技术对其他频带带来的干扰 ，也阻碍了 散在宽阔的频带中， 输出功率甚至低于普通设备 基 于超宽带技 术 的传感 系统 可提高传统 它的发展步伐。 ０ ２ ２ ，ｃ 批准了 Ｕ 技 产生的噪声。 ２０ 年 月 Ｆ Ｃ ＷＢ 接收时 将信号鸯 还原出 。 缰 来 在解扩 近距 离移动传感器 的分辩率。依靠超宽 带的高 术用于民用 ， 进而将 Ｕ 技术推向了市场前端。 过程中产生扩频增益。 ＷＢ 因此 ， 与现有的 其它无线通 质量准确性和区分 目标的功能 ， 能碰撞避免 智 ２Ｕ ＷＢ技术应用参数定义 信技术 ， ＩＥ ０ ｌ、 Ｅ ０ ｌ 和蓝牙 和巡航控制系统时代已为时不远 了。 如 Ｅ Ｅ８２１ａＩ Ｅ８２１ｂ Ｅ Ｕ 具有更强的抗 Ｕ Ｂ技 术分为 ： 括探地 雷达 （ Ｐ ）穿 等相比，在同等码速条件下， ＷＢ Ｗ 包 ＧＲ、 ４ ． ６室外对等网 墙雷达的成像系统、 监视 器以及医疗成像设备 ； 干扰性。 这 种 网络 主要是用在 室外满 足掌上 电脑 车载雷达系统 ； 通信和测量系统三类 。Ｕ ＷＢ系 同时， ＷＢ Ｕ 设备的发射功率很小 ， 对于普通 （Ｄ ） Ｐ Ａ 的数据交换 、 字报亭报 刊文摘 的快速 数 ＷＢ 因此从理论 Ｅ 下载、 统 被定义 为一个有 Ｕ ＷＢ发射机 的传 输系统 ， 的非 Ｕ 接收机来说近似于噪声 ， 音像制品的租售 等。 这些实 用价值构成了 看 ，ＷＢ Ｕ 可以与 现 有窄带通信系统 （ Ｇ Ｓ 如 Ｐ 蜂窝 Ｕ 应用 的一个巨大潜在市场 。 它主要有如下参数定义 ： ＷＢ ２ ＷＢ 宽 ： ．Ｕ 带 １ 在包括 天线 在内的整个传 通信系统 、 地面电视等） 共享带宽且不产生干扰 ， 当然 Ｕ ＷＢ还在医疗、服务 等领域有着诸 输系统 内 ，由比最高辐射低 １ｄ ０ Ｂ的点 限定的 可与其它 技术共存。 多的应用 ，它的最终 目标是与其 他异类 网络无 ４Ｕ ＷＢ在无线中的应用 频带宽度。上届指定为 ｆ 下届指定为 ｆ Ｈ ， Ｌ 。最高 缝共存 、 协同工作 ， 实现随时随地的通信 。 超宽带技术在无线电领域具有很好的特性， ５ 结论 辐射点处 的频率指心频率 ： （ｒＬ２ ． ２ ｆ－） 。 ｒｆ／ ｃ 它可以在保持本身特性的情况下以不同的方式工 超宽带系统具有功耗低、 几个吉赫兹发射带 ２ ． ３相对带宽 Ｂ ２ １ ｆ ， ｒ Ｌ。 Ｗ＝ （ ＿ ） ． ） Ｌ（ ＿ ｆ 作。 因为超宽带技 术有如此的多样性， 以 所 几乎可 宽 ， 占用 ５ ０ Ｍ ｚ 或是 ０ Ｈ 带宽的特点， 它的非刻意 ２ ＷＢ发射 机是一个 在任何 时间相对 以以任何方式使用超宽带技术。它的应用主要集 辐射功率与笔记本电脑或计算器等常用数字设备 ． Ｕ ４ 带宽 Ｂ Ｗ＞０ ０ ． ，或者在不考 虑带宽 比条件下 中在以下 几 ２ 个方面： 通信和传感器； ｉ ｘ定位和跟 基本一致。现在， 我们面对的是频谱“ 匮乏” 的问 Ｕ 带宽 －５ ０ Ｈ 的有意辐射源 。 ＷＢ ＞ ０Ｍ ｚ 踪 ；雷达。 Ｇ 题 ， 为频谱是有限的 ， 因 而商用无线服务发展又很 ２ Ｉ Ｐ 有效 全 向辐 射功 率 ， ． ＥＲ ： ５ 即一 个天 Ｕ ＷＢ在无线个域 网、高速数据传输 等方 快， 它们都需要工作在一定范围的频段。 甚至已经 线 的输入功率与某个 指定方 向天线增益的乘积 面市场广阔 ， 前景诱人。 其应用发展趋势将主要 始保卫 自 集 中在以下几个方面： 相对全 向天线的值。 己的频段，以使其不被商业用户和政府用户所侵 ２ ． ６手持设备是一种可移动设备 ，例如骑 ４１无线个人空间网络（ Ａ ． ＷＰ Ｎ） 占。 超宽带凭借其宽频带扩展特性为我们展示了 上 型 电脑或个人 数字助 理（ Ｄ ） 它们可 以在 ＰＡ ， 也被称作家庭 网络 ，是 Ｕ ＷＢ的主要发展 难以 置信的频谱利用率。 超宽带技术代表了—个 运行时手持移动， 而无需使用基础设施 。 方 向之一。如今 ， 电子消费产 品层 出不穷 ， 双赢的解决方案 ， 家庭 它可以更有效地使用和重新利 ３Ｕ ＷＢ技术的优点 随着网络技术 的发展 ，人们希望将 家庭娱乐 系 用面向政府、 公众安全 、 商业用户的频段。超宽带 传统的 Ｕ ＷＢ通信由于采用基带窄脉冲形 统与 Ｉ ｅ ｅ连到一起 ， ｎ ｒｔ ｔｎ 可以在任何地方使用 。 技术最理想的应用应该是在嘈杂的室内环境中。 式， 无需载波调制 ， 因此可大大降低发射 和接收 因此 ，将 Ａ ｏ 网络技术 、 Ｅ ３ ４ 口标 面向商用的超宽带产品将利用收发信机设计中的 ｄ ｈｃ Ｉ Ｅ １９ 接 Ｅ 设备的复杂性 ． 从根本上降低了通信 的成本 。 其 准与 Ｕ 传输技术相结合 ， 家庭娱乐设备 、 技术优势并将具有极低的能耗。超宽带技术可以 ＷＢ 把 通信设备 、计算机连接在一起构成家庭多媒体 使通信设备、跟踪定位设备等具有的超乎寻常的 优点总结如下 ４ ： 点 ３ 占 ． 用带宽大和传输速率高 １ 网络 ， 非常有发 展前景。 性能表现出 来。融合了跟踪定位和高速数据传输 ４２无线 Ａ ｏ ． ｄ ｈｃ网络 Ｕ ＷＢ信号 是持续 时问极 短 的脉 冲序列 ， 能力的技术向我们展示出令 激动的应用前景。 Ｕ 本身 固有的优点可 以显著提 高无线 ＷＢ 参考 文献 占用的带宽一般都在 ｌ １Ｇ ｚ 它 以非常宽 的 一０ Ｈ ， ｄ ｈｃ 扩展它的应用范围。Ｕ 【Ｋ ｚｍｅｚ Ｓｗａ Ｄ ｂａ Ｍｃ ｅｗ ． ａ ｗ ｄ— ＷＢ １ ａｉｉ ｉｉｋ ｅｒ Ｋ ｏ ｎ ｈ － ｉｅ 频率带宽来换取高速的数据传输 ，并且不单独 Ａ ｏ 网络的性能 ， ］ ｒ ｕ 占用现在 日 益紧张的频率资源 ，而是共享其它 抗 多径干扰 的鲁棒性 解决 了困扰无线 Ａ ｏ ｂ ｎ ａ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｄ ｈｃ ａ ｄ ｒｄｏｔｃ ｎ ｌｇ ． 无线技术使用 的频带 。在通信领域 ， ＷＢ可 以 网络多年的难题 ； ＷＢ的低发射功率使得基于 ［龚江涛， ， Ｕ Ｕ ２ ］ 尚琴 陈金鹰 ． Ｕ ＷＢ技术与应用［山东 Ｊ 】 ． ｄ ｈｅ ２ ｏ （ ） ２ ． 提供高速率 的无线通信 ， 其数据传输速率可 以 Ｕ ＷＢ的无 线 Ａ ｏ 网络 可与现有 网络共存 ， 通信 技术 ，ｏ ６ ６３ 达到几十 Ｍ ｉ 到几 百 Ｍ ｉｓ ｂ／ ｔ ｓ ｂ／ ｔ ，可满 足 目前大 节省宝贵的频谱资源 ， 了数据速率 ， 提高 从而使 【金京林， ３ 】 赵智能． ＿ ＷＢ 术及其应用 华南 Ｄ ｕ 技 Ｓ 得大规模传感器网络的应用成为可能。 师范大学学报 ，０ ６ ． ２ ０， ４ 容量 的多媒体传输。 ３ ． ２保密性强 ４３ 无线 Ｕ Ｂ ＷＵＳ ） ． Ｓ（ Ｂ 【令寒亿， ４ １ 谈振辉． ＿ ｗＢ 家庭网络中的应用 Ｄ Ｕ 在 Ｓ Ｕ 通信 系统系统由于一方面采用 跳时 ＷＢ ＷＵ Ｂ技术是 基于超 宽带无线 通信 技术 ［ 中 Ｓ ａ 兴通讯技术�
UWB技术应用介绍
UWB技术应用介绍UWB技术（Ultra-Wideband）是一种具有超宽带特性的无线通信技术，其频率范围非常广泛，一般包括从几百兆赫兹到数千兆赫兹，甚至数十千兆赫兹的频段。
相比传统无线通信技术，UWB技术具有更高的数据传输速率，更低的功耗以及更广泛的应用领域。
在UWB技术的应用中，最重要的是其高速数据传输能力。
由于UWB技术的频率范围广泛，因此可以提供更高的传输带宽，一般能够达到数千兆比特每秒的传输速率。
这种超高速传输能力使得UWB技术在实时高清视频传输、无线VR/AR应用以及大规模数据传输等领域有着广泛的应用前景。
第二个重要的应用领域是室内定位和跟踪。
UWB技术可以实现非常精确的距离测量，其测距精度一般可达到几乎厘米级别。
这使得UWB技术能够在室内环境中实现高精度的定位和跟踪，例如在仓库管理、智能家居以及智能医疗设备中应用。
此外，UWB技术还可以实现室内环境中的人员密度检测和人员流量管理等功能。
UWB技术还可以实现无线电频谱的共享和利用。
由于UWB技术的频率范围非常广泛且无需占用特定频段，因此可以有效利用频谱资源，避免不同无线设备之间的干扰。
与传统的频谱共享技术相比，UWB技术可以实现更高的频谱利用效率。
这使得UWB技术在军事应用、无人驾驶以及物联网等领域有着广泛的应用前景。
总结起来，UWB技术是一种具有超宽带特性的无线通信技术，具有高速数据传输能力、精确定位和跟踪能力以及频谱共享和利用能力。
应用领域包括高清视频传输、室内定位和跟踪、雷达和无线通信、无线电频谱共享和利用等。
随着技术的进一步发展，UWB技术有望在更多领域得到广泛应用。
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摘要：介绍了 ＵＷＢ 的发展背景，对 ＵＷＢ 的技术背景和 接 收 机 关 键 技 术 进 行 了 论 述。 介 绍 了 ＵＷＢ 技 术 在 无线个人局域网中的应用，并提出了 ＵＷＢ 技术的不足之处 和 解 决 方 案， 最 后 对 ＵＷＢ 技 术 的 开 发 和 发 展 前 景作了展望。 关键词：超宽带无线通信技术；无线个人局域网；多址技术 中 图 分 类 号 ：ＴＮ９１５．１４２ 文 献 标 识 码 ：Ａ
定使用的频谱限界。图２中分为室内使用和室外使用 两部分，其中的主要区别是：室外的带外部分具有较 高 的功率衰落程度，其目的就是要保护现有频段或相邻频 段及其他设备免遭 ＵＷＢ信号较强的同频干扰。
图１ ＵＷＢ 频谱与其他无线信号频谱的关系
图２ ＦＣＣ 对 ＵＷＢ 通信与测量系统的限界规定
２ ＵＷＢ 接收机关键技术
Ｒａｋｅ 接收机的结构框图如图３所示。
图 ３ Ｒａｋｅ接 收 机 结 构 框 图
２．２ 定 时 同 步 技 术 目前 ＵＷＢ 系统 的 定 时 同 步 方 法 分 为 两 大 类：①
数据辅助的定时同步，该 方 法 借 助 于 事 先 设 计 的 导 符 号训练序列进行定时 捕 获 和 跟 踪，采 用 的 训 练 序 列 有 Ｍ 序列、Ｇｏｌｄ序列、巴克码等，这类同步方法的优点是 捕 获 速 度 快 、跟 踪 精 度 高 ，但 在 系 统 带 宽 效 率 和 功 率 效 率上 付 出 的 代 价 较 大；② 盲 定 时 同 步 （Ｎｏｎ－ｄａｔａ Ａｉｄｅｄ），该方法借助于 超 宽 带 信 号 内 在 的 循 环 平 稳 特 征 进 行 定 时 捕 获 和 跟 踪 ，不 使 用 任 何 预 知 的 训 练 符 号 ， 这种方法在系统带宽效率上高于数据辅助的同步方 法 ，但 捕 获 速 度 和 同 步 性 能 有 所 下 降 ，盲 同 步 方 法 结 合 串 行 搜 索 比 较 适 合 于 低 成 本 、低 功 耗 的 低 速 网 络 。 ２．３ 信 道 估 计 技 术
０ 引 言
２００２年２ 月，美国联邦通信委员会（ＦＣＣ）批准限
用于军用雷达 的 超 宽 带 （ＵＷＢ）技 术 可 运 用 于 民 用 产
品 上 ，同 年４ 月 ，批 准 将３．１ＧＨｚ和１０．６ＧＨｚ之 间 的
免授权频段分 配 给 ＵＷＢ 使 用。 自 此，此 项 技 术 开 始
引起业界广泛关 注。ＵＷＢ 在 公 共 安 全、军 事 效 能、航
当信道为频率选 择 性 衰 落 信 道 时，对 于 发 信 号 的 宽带特性，收信号ｒ（ｔ）具 有 内 在 的 多 径 分 集。 在 此 情 况下，Ｒａｋｅ接收机 可 利 用 分 集 技 术，从 可 分 辨 的 多 径 信 号 中 构 筑 合 并 的 脉 冲 波 形 ，以 提 高 传 输 特 性 。
之后的特性来看，信 号 所 占 的 带 宽 远 远 大 于 信 息 本 身
的带宽。美国 ＦＣＣ 对于 ＵＷＢ 的定义为：
（ｆＨ －ｆＬ ｆｃ
） ＞２０％
。
…………………………
（１）
其中：ｆＨ 、ｆＬ 分别为功率较峰值功率下降１０ｄＢ 时所对
应的高端频率和低端频率；ｆｃ 为载波频率或中心频率。
ＦＣＣ 规 定 ＵＷＢ 工 作 频 谱 位 于 ３．１ ＧＨｚ～１０．６
櫜 山西省自然科学基金项目 （２０１１０１１０１４－３） 收 稿 日 期 ：２０１２－０９－２０； 修 回 日 期 ：２０１２－１０－１１ 作者简介：申若虹 （１９６２－），男，山西长治人，高级工程师，本科，主要从事机电一体化方面的研究开发工作。
２０１２ 年 第 ６ 期 申 若 虹 ，等 ：超 宽 带 无 线 通 信 技 术 及 应 用
信道估计问题是 ＵＷＢ 接收技术中的关键问题之 一。在基于脉冲的 ＵＷＢ 系统中，采用 Ｒａｋｅ接收机合 并多径信号能量并进 行 相 干 检 测，信 道 估 计 问 题 即 估 计多径 信 号 的 到 达 时 间 和 幅 度。 在 基 于 ＯＦＤＭ 的 ＵＷＢ 系统中，接 收 机 根 据 信 道 频 域 响 应 对 每 个 子 信 道进行频域均衡后进 行 相 干 检 测，信 道 估 计 问 题 即 估 计信道频域响应。
第 ６ 期 （总 第 １７５ 期 ） ２０１２ 年 １２ 月
机械工程与自动化 ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ
文 章 编 号 ：１６７２－６４１３（２０１２）０６－０２０６－０３
Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．
超宽带无线通信技术及应用櫜
申 若 虹１， 谢 江 宏２， 李 雪 梅３
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超宽带的信号传 输 受 到 大 尺 度 路 径 损 耗、阴 影 效 应、小尺度多径衰落 等 因 素 的 影 响，因 此，到 达 接 收 机 的 信 号 波 形 存 在 严 重 的 失 真 ；同 时 ，信 号 还 可 能 受 到 多 址干扰、窄带干扰 和 背 景 噪 声 的 影 响。 因 此，ＵＷＢ 的 研 究 与 开 发 需 要 解 决 如 下 关 键 技 术 ：接 收 机 技 术 、同 步 技术和信道估计。 ２．１ Ｒａｋｅ接 收 机
ＧＨｚ。如图１所示，ＵＷＢ 与 其 他 技 术 的 产 品 存 在 同
频和邻频干扰问题。为了必 须 对 ＵＷＢ 设 备 的 发 射 功
率进行 限 制。ＵＷＢ 信 号 发 射 的 功 率 谱 密 度 级 可 达
－４１．３ｄＢｍ／ＭＨｚ。图２为 ＦＣＣ 条例第 １５ 部分所规
空安全、医疗应用以 及 消 费 类 产 品 与 服 务 等 诸 多 领 域
具有独特的应用价值和广阔的市场前景。
１ ＵＷＢ 技术
超宽带（ＵＷＢ，Ｕｌｔｒａ－Ｗｉｄｅｂａｎｄ）的 核 心 是 冲 击 无
线电技术，即用持续时 间 非 常 短 （亚 纳 秒 级）的 脉 冲 波
形来代替传统传输系统的持续波形。从经傅里叶变换