超宽带无线通信技术及应用

合集下载

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

州
信
息
职
业
技 ’术
学
院
学
报
Ｖｌ．０９Ｎｏ．１４
Ａｕ．００ｇ２１
２１００年８月
ＪｕｎｌｆＣｈｎｚｏｃｔｎｌＣｏｌｇｆＩｆｒｔｏｔｎｌｇｏｒａａｇｈｕＶｏａｉａｌｅｏｏｍａｉｎＴｅｈｏｏｙｏｏｅｎ
ＡｈｌｃＵＷＢｏｈ．ｔ：ｃｍｍｕｉａｉｎｉｎｉｄｏｐｌｉｓｑｉｉｅｅｔｆｍｔｅｅｈｏｏｉｓｏｎｃｔｏｅｋｎｆｕｓｗｈｃｉｕｔｄｆｒｎｒｏｓｅｈｅｏｏｈｒｔｃｎｌｇｅｆｗｉｌｓｍｍｕｉａｉｎｔｅ－ｒｅｓｃｅｏｎｃｔｈｏｅｎｌ￣：ｗｉｄａｔｇｓｏａｇａａｉ，ｅｉｔｎｅｔｌｐａｈｉｔｒｅｅｃ，ｉｅｍｄｃｎｄｔｌｙ．ｙｔｅｓｎｌｙｏｏ，ｔａｖｎａｅｆｌｒｅｃｐｃｙｒｓｓａｃｏｍｕｔｔｅｆｎｅｓｍｐｌａｏｆｅｉｉＢｈｕ＇￣ｒｈｔｉｎｒｉｎａｔｌｌｏｈｔｓｐｐｉｔｎｏｏｔｒｎｅｗｉｌｓｃｍｍｕｉｔｏｅｈｏｏ，ｈｒｉｌｍａｅｔｓｃｓｉｈｔｒ．ｆｔｅｌｅｔａｌａｉｆｓｒ—ａｇｒｅａｃｏｈｅｓｏｎｃｉｎｔｃｎｌ￣，ｔｅａｔｅｋｉａｐｅｔｔｅｆｕｅａｃｓｓｎｕ
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

信ＪＪｊ息科学
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５０２）贵贵５０５
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ＵＷＢ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３ｍ的距离内实现Ｕ技术最初是１６年美国作为军用雷ＷＢ９０３．３耗电量少４０ｂｓ８Ｍｉ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ＵＢＷ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 — ／００密度低、被截获的可能性低、系统复杂度低、厘米系统的ｌｌ０１１０。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，０３４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ＵＷＢ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ＵＷＢ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，ＷＢＵ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。０２２，ｃ批准了Ｕ技产生的噪声。２０年月ＦＣＷＢ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２ＵＷＢ技术应用参数定义信技术，ＩＥ０ｌ、Ｅ０ｌ和蓝牙和巡航控制系统时代已为时不远了。如ＥＥ８２１ａＩＥ８２１ｂＥＵ具有更强的抗ＵＢ技术分为：括探地雷达（Ｐ）穿等相比，在同等码速条件下，ＷＢＷ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。ＵＷＢ系同时，ＷＢＵ设备的发射功率很小，对于普通（Ｄ）ＰＡ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ＵＷＢ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，ＷＢＵ可以与现有窄带通信系统（ＧＳ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：ＷＢ２ＷＢ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ＵＷＢ还在医疗、服务等领域有着诸输系统内，由比最高辐射低１ｄ０Ｂ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４ＵＷＢ在无线中的应用频带宽度。上届指定为ｆ下届指定为ｆＨ，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：（ｒＬ２．２ｆ－）。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Ｂ２１ｆ，ｒＬ。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５０Ｍｚ或是０Ｈ带宽的特点，它的非刻意２ＷＢ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．Ｕ４带宽ＢＷ＞００．，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；ｉｘ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－５０Ｈ的有意辐射源。ＷＢ＞０Ｍｚ踪；雷达。Ｇ题，为频谱是有限的，因而商用无线服务发展又很２ＩＰ有效全向辐射功率，．ＥＲ：５即一个天ＵＷＢ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．ＷＰＮ）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ＵＷＢ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３ＵＷＢ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ＵＷＢ通信由于采用基带窄脉冲形统与Ｉｅｅ连到一起，ｎｒｔｔｎ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Ａｏ网络技术、Ｅ３４口标面向商用的超宽带产品将利用收发信机设计中的ｄｈｃＩＥ１９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Ａｏ．ｄｈｃ网络ＵＷＢ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ｌ１Ｇｚ它以非常宽的一０Ｈ，ｄｈｃ扩展它的应用范围。Ｕ【ＫｚｍｅｚＳｗａＤｂａＭｃｅｗ．ａｗｄ— ＷＢ１ａｉｉｉｉｋｅｒＫｏｎｈ－ｉｅ频率带宽来换取高速的数据传输，并且不单独Ａｏ网络的性能，］ｒｕ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Ａｏｂｎａｉｅｈｏｏｙｄｈｃａｄｒｄｏｔｃｎｌｇ．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，，ＵＵ２］尚琴陈金鹰．ＵＷＢ技术与应用［山东Ｊ】．ｄｈｅ２ｏ（）２．提供高速率的无线通信，其数据传输速率可以ＵＷＢ的无线Ａｏ网络可与现有网络共存，通信技术，ｏ６６３达到几十Ｍｉ到几百Ｍｉｓｂ／ｔｓｂ／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Ｄｕ技Ｓ得大规模传感器网络的应用成为可能。师范大学学报，０６．２０，４容量的多媒体传输。３．２保密性强４３无线ＵＢＷＵＳ）．Ｓ（Ｂ【令寒亿，４１谈振辉．＿ｗＢ家庭网络中的应用ＤＵ在ＳＵ通信系统系统由于一方面采用跳时ＷＢＷＵＢ技术是基于超宽带无线通信技术［中Ｓａ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。

超宽带无线通信技术的应用及发展前景分析

超宽带无线通信技术的应用及发展远景剖析【纲要】文章概括了超宽带无线通信技术的观点及特色，并总结了超宽带无线通信的优势，在此基础上，针对超宽带无线通信技术的实质应用进行了深入地剖析，旨在为同行供给参照借鉴。

【重点字】超宽带无线通信电子通信优势应用跟着全世界各地通信网络的快速，超宽带无线通信技术作为新兴技术也获取了快速的发展，在这个技术领域里，超宽带技术拥有较大的发展远景，进而在我国各个领域获取了宽泛的应用。

当前，超宽带技术在应用中变得愈来愈成熟，相信在将来的信息网络中将会发挥的重要性的作用。

下边联合笔者的工作经验，商讨了超宽带无线通信技术的应用及发展远景。

一、超宽带无线通信技术概括超宽带无线通信技术是指能够在超宽带的带宽长进行信号的传输。

超宽带一词最先使用于美国的国防部，那时是为了利用超宽带技术来实现对某一频次范围内信号的定义。

与一般通信方式对比，超宽带技术采纳的是一种极短的脉冲信号，每个脉冲信号的连续时间往常只有几十皮秒到几纳秒，在最大数据的传输速率上能够实现每秒几百兆比特。

二、超宽带无线通信的优势2.1 使用的宽带大、传输速率高超宽带无线通信技术和其余无线系统对比，拥有制造成本低的优势，同时在生产制造过程中所用技术简单，发送功率要比现有的无线系统要低好多。

在无线通信系统发展中，其空间容量也更大。

在频域上，超宽带无线通信技术在超越上拥有很广的范围，能够保证在喧闹复杂的环境中不被检测到，拥有很强的安全性。

同时，无线通信技术拥有相当高的穿透力，宽泛的应用于检测、定位等领域。

超宽带无线通信技术所供给的高速率的无线通信数据传输速率能够同时知足很多大容量的多媒体流的传输。

2.2 拥有高强度的保密性超宽带无线通信技术采纳的信息接收系统是采纳的跳时扩频。

只有超宽带无线通信系统的接收机知道发送端的脉冲序列，才能在数据信号发射和接收的过程中保证高度的安全性。

同时超宽带无线通信技术拥有低功率的发射优势，在信息化和数字化发展的信息时代，很难在喧闹的环境中被检测到。

超宽带无线通信系统关键技术及应用

超宽带无线通信系统关键技术及应用摘要:超宽带技术是目前正被广泛研究的一种新兴无线通信技术。

本文重点介绍了超宽带无线通信系统中物理层及上层的关键技术,并详细描述了超宽带技术在军事应用、智能交通以及智能家居领域中的应用前景。

关键词:超宽带信道建模定时同步Rake接收信道估计1 引言近年来,超宽带(Ultra-wideband,UWB)技术开始用于民用高速、定位和近距离无线通信等领域,并取得了较快发展。

UWB技术具有许多优点:传输速率高、系统容量大、抗多径能力强、功耗低、成本低。

然而,UWB系统中许多基本问题尚未解决。

物理层关键技术的研究引起了国内外学者的极大兴趣。

UWB信道严重的频率选择性衰落特征和系统的低辐射功率限制对接收机设计提出严峻的挑战。

为优化接收机设计,必须对定时同步、信道估计、接收机结构等若干关键技术进行深入研究。

2 超宽带无线通信系统关键技术2.1 信道建模为进行正确的系统设计,理解并量化多径传播的影响,建立可靠的、可以捕捉到信道特性的模型是重要的,它是UWB通信系统设计和研究的基础。

IEEE工作组的目标就是选择正确的模型用于描述UWB 传播信道,以对传输方案性能进行评估。

其中,IEEE 802.15.3a工作组主要考虑短程高速无线个域网通信环境,而无线传感网低廉低功耗网络应用技术标准则由IEEE802.15.4a工作组负责。

与稳定可观测的有线信道不同,无线信道随机且不易分析,该模型的获取一直是无线系统设计中比较棘手的问题。

目前,关于UWB信道的测量方法已有很多[1]:直接UWB脉冲探测法;扫频测量法;射线跟踪法等。

2.2 定时同步定时同步是通信系统中至关重要的问题。

在UWB系统中,由于信号持续时间非常短,且信号功率很低,使同步捕获和跟踪变得相当困难。

UWB信道的密集多径特征进一步增加了定时同步的复杂性。

目前提出的UWB系统定时同步方法可以分为数据辅助定时同步和盲定时同步[2]。

2.3 Rake接收机克服多径影响的方法之一就是利用Rake接收机,也即匹配每一条路径进行时间分集,把输出的结果按某种准则合并,形成一个充分统计量进行判决,这样可以极大地减弱多径的影响。

超宽带通信技术及其军事应用前景

超宽带通信技术及其军事应用前景超宽带（UWB）通信技术是一种新兴的无线通信技术，可以达到高数据传输速率和高精度定位的目的。

它利用极短的电磁脉冲信号来传输信息，其频谱分布非常宽，使得在相同带宽下，UWB技术传输的信息量可以比传统的窄带通信大数倍，而且它更加隐蔽，难以被侦测出来，因此在军事领域有着广泛的应用前景。

接下来将从技术特点和应用前景两个方面来介绍UWB技术的发展与应用。

1. 技术特点（1）宽带特性：UWB技术通过极短的电磁脉冲信号，使其频谱分布非常宽，可以实现理论上无限宽的带宽。

这就使得UWB技术可以在相同的带宽下传输更多的信息，数据传输速率比传统的窄带通信技术更快。

（2）短距离传输：UWB技术在传输距离上具有优势，主要用于短距离传输，可以有效降低信号强度和传播路径的影响，实现精确定位和高质量通信。

（3）低能量消耗：UWB技术可以在传输过程中降低功率消耗，降低电磁辐射对人体和环境的影响，一方面可以减少能耗，延长电池寿命，另一方面也可以降低电磁干扰。

2. 应用前景（1）超宽带雷达：UWB雷达具有精准测距的能力，使其成为一种理想的雷达技术。

UWB雷达可以实现对目标的三维成像、高分辨率成像等多项功能，它可以在高隐蔽性、高抗干扰环境下完成精确的目标识别和追踪任务，可广泛应用于军事侦察、监控和救援等领域。

（2）军事通信：超宽带技术在军事通信中可以提供更高的数据传输速率和可靠性，满足多种需求，例如实时图像和视频传输、远程控制、传感器数据采集等。

（3）无线身份验证：UWB技术可以用于与传统身份验证系统相结合，提高安全性和鉴别能力，防止身份伪造和欺诈。

UWB身份验证系统可以识别身体任何部位的生物信息（例如心率、呼吸等），从而防止假冒信息的传递。

（4）全球卫星定位系统：UWB技术可以与卫星导航系统相结合，增强定位系统的安全性和精度，为精细定位提供技术支持，可应用于军事导航、控制和指挥等领域。

（5）变频识别：UWB技术可以扫描和识别表面的微小变化，可被应用为一种识别技术。

超宽带技术的应用及发展解析

超宽带技术的应用与发展一、前言跟着计算机通讯技术的不停发展，无线传输技术获取了宽泛的应用，而超带宽（UWB）技术作为一种新式短距离高速无线通讯技术正占有主导地位，超带宽技术又被称为脉冲无线发射技术，是指占用带宽大于中心频次的1/4或带宽大于的无线发射方案，超带宽技术在2002年从前主要应用于雷达和遥感等军事领域，UWB技术不需载波，能直接调制脉冲信号，产生带宽高达几兆赫兹的窄脉冲波形，其带宽远远大于目前任何商业无线通讯技术所占用的带宽，UWB信号的宽频带、低功率谱密度的特征，决定了UWB无线传输技术拥有以下优势：易于与现有的窄带系统（如全世界定位系统（GPS）、蜂窝通讯系统、地面电视等）公用频段，大大提升了频谱利用率。

易于实现多用户的短距离高速数据通讯；目前，UWB技术在商业多媒体设施、家庭和个人网络方面的应用正在不停发展。

二超宽带技术的特色应用1、超宽带技术解决了困扰无线技术多年的有关流传方面的问题，如发射信号功率谱密度低、低截获大问题，拥有对信道衰败不敏感的问题，又拥有能力、系统复杂程度低、能供给厘米级的定位精度等长处；它在无线局域网、城域网和个人局域网的应用中，可供给低功耗、超带宽及相对简捷的通讯技术，特别合用于室内等密集多径场所的高速无线接入，可实现ＰＣ与挪动设施、花费电子等信息终端的小范围智能化互联，进而组建个人化的办公或家用信息化网络。

超带宽（ＵＷＢ）无线通讯技术以它高速率、高性能、低成本、低功耗等特色成为最拥有竞争力的ＷＰＡＮ实现技术，并已成功应用于多个方面。

２、超宽带技术特色（１）体积小、成本低、系统构造实现简单、ＵＷＢ不使用载波，直接发射脉冲序列，不需要传统收发器所需要的上、下变频，进而不需要功用放大器与混频器，所以ＵＷＢ设施集成更为简化。

脉冲发射机和接收机前端可集成在一个芯片上，再加上时间基和一个微控制器，便可构成一部超宽带通讯设施。

（２）传输速率高数字化、综合化、宽带化、智能化和个人化是通讯发展的主要趋向。

(完整版)UWB—超宽带无线通讯技术及应用

1 UWB技术背景和概述
➢1.3 UWB 技术背景
为了避免对现有的通信系统带来干扰，必需将超宽带系统的发射功率限定在一定范围内，即在超宽带通信频率范围内的每个频率上都规定一个最大的允许功率，这个功率值一般通过辐射掩蔽（emission mask）来决定.
(1)
(2)
探地雷达穿墙成像
墙内成像监视系统
1 UWB技术背景和概述
➢1.3 UWB 技术背景
Emitted Signal Power
GPS PCS
WIFI, Bluetooth 802.11b
WIFI 802.11a
-41 dBm/MHz
UWB Spectrum
1.6 1.9 2.4
3.1
5
10.6
Frequency (GHz)
1 UWB技术背景和概述
➢ 2.1 UWB 使用基带窄脉冲波形
脉冲无线电（Impulse Radio）是早期超宽带系统的代名词，专指采用冲激脉冲（超短脉冲）作为信息载体的非正弦载波无线电技术。
该技术有别于传统使用正弦载波的窄带无线系统，属于基带、无载波通信的范畴。
2.UWB无线通信技术原理
➢ 2.1 UWB 使用基带窄脉冲波形
医疗成像
室内UWB设备辐射掩蔽
室外手持设备
1 UWB技术背景和概述
➢1.3 UWB 技术背景
FCC（美国联邦通信局）：
对UWB系统所使用的频谱范围规定
带宽规定：绝对带宽（Absolute Bandwidth）相对带宽（Fractional Bandwidth）
绝对带宽大于500MHz 相对带宽大于25%
基带窄脉冲形式是UWB通信最早采用的信号形式，一般来说它的工作脉宽是纳秒级的

UWB超宽带传输技术及其应用

新型高速无线传输技术及应用摘要UWB技术是目前最理想的低功耗、高带宽的短距离无线传输技术。

UWB技术的相关研究以及应用也成了目前研究的热点话题。

介绍了UWB的基本技术及相关知识，包括其定义、技术实现、相关调制技术及优缺点。

并将UWB与其他几种技术做简单比较，突现了UWB在高速率传输、低功率发射、低功耗、大空间容量等多方面的优势。

最后，介绍了UWB在数字家庭及无绳USB方面的应用。

UWB（Ultra WideBand）是一种短距离的无线通信方式。

其传输距离通常在10m以内，使用1 GHz以上带宽，通信速度可以达到几百Mbit/s以上。

UWB不采用载波，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，适用于高速、近距离的无线个人通信。

FCC规定，UWB的工作频段范围从3.1 GHz到10.6 GHz，最小工作频宽为500MHz。

超宽带传输技术和传统的窄带、宽带传输技术的区别主要有如下两方面。

一个是传输带宽，另一个是采用不采用载波方式。

从传输带宽看，按照美国联邦通信委员会FCC的定义：信号带宽大于1.5G或者信号带宽与中心频率之比大于25%的为超宽带。

超宽带传输技术直接使用基带传输。

其传输方式是直接发送脉冲无线电信号，每秒可以发送数10亿个脉冲。

然而，这些脉冲的频域非常宽，可覆盖数Hz～数GHz。

由于UWB发射的载波功率比较小，频率范围很广，所以，UWB相对于传统的无线电波而言，相当于噪声，对传统的无线电波影响相当小。

UWB的技术特点显示出其具有传统窄带和宽带技术不可比拟的优势。

一、UWB的实现UWB系统结构实现比较简单，UWB发射器直接用脉冲小型激励天线，允许采用非常低廉的宽带发射器。

在接收端，不需要中频处理。

高速数据传输时，民用商品中，一般要求UWB信号的传输范围为10 m以内，其传输速率可达到5 00 Mbit/s以上。

UWB系统使用间隙的脉冲来发送数据，有很低的占空因数，系统耗电可以做到很低。

超宽带通信技术的原理与应用

超宽带通信技术的原理与应用随着社会的发展，人们对于通信技术的需求越来越高，而超宽带通信技术正是满足人们这种需求的重要手段之一。

本文将从技术原理、应用场景以及未来发展等方面，对超宽带通信技术进行分析和探讨。

一、技术原理
超宽带通信是指一种利用大带宽、短脉冲的无线传播技术。

其工作原理是将信息信号通过调制后转换成短时域脉冲信号，再使用非连续频率的电磁波进行传播，最后通过接收端对信号进行解调还原。

这种通信方式有很强的穿透力和传播能力，能够穿过建筑物和地球等障碍物，即使在恶劣环境下也具有优良的可靠性。

二、应用场景
超宽带通信技术广泛应用于医疗、安防、交通、电源、电信等行业。

其中，医疗领域是应用最为广泛的一个行业。

医疗设备传输的重要数据，如心电图、血氧等数据需要高速和安全的传输。

采用超宽带技术可跨越医院的多个房间，突破WiFi的距离限制和
干扰问题，保证数据实时稳定地传输。

此外，超宽带技术还广泛应用于车联网、无人机、智能家居、安防监控、智慧城市、电力监测等领域。

三、未来发展
随着移动互联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术的发展，超宽带通信技术的应用前景仍十分广阔。

未来，超宽带技术将进一步拓展应用场景，如智能交通、智慧农业、智能电网等。

同时，为了满足大带宽、长距离、大数据传输的需求，超宽带技术也将不断加强技术研究，实现高速稳定的数据传输。

总之，超宽带通信技术是一种重要的通信方式，其应用范围也正在不断扩大。

在新一代信息技术的推动下，我们有理由相信，它的未来发展将是光明的，为人类社会的发展和进步做出更加重要的贡献。

超宽带(UWB)技术及其军事应用

超宽带(UWB)技术及其军事应用摘要:文章简要介绍了超宽带技术的概念、原理和主要技术特点,对超宽带技术在军事上的应用进行了探讨和分析。

关键词:无线通信;超宽带(UWB)技术;军事应用伴随着无线通信技术的快速发展,不同种类的无线通信系统不断涌现,使得可使用的频谱资源日渐趋于饱和。

但是,无线通信系统的要求标准也在不断提高:更高的数据传输速率、成本更低以及功耗更小。

UWB技术独树一格,它将会为无线局域网LAN、个人域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高宽带并且相对简单的无线通信技术。

超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题,它开发了一个具有对信道衰落不敏感;发射信号功率谱密度低,有截获能力,系统复杂度低,能提供数厘米的定位精度等特点。

适用军事通信应用中。

1短距离无线通信技术简介近年来,由于数据通信需求的推动,加上半导体、计算机等相关电子技术领域的快速发展,短距离无线通信技术与移动通信技术——蓝牙技术、射频识别技术、UWB技术等都取得了令人瞩目的成就。

短距离无线通信通常指的是100 m以内的通信,分为高速和低速两类。

高速短距离无线通信最高数据率>100 Mbit/s,通信距离<10 m,典型技术有高速UWB。

低速短距离无线通信的最低数据速率<1 Mbit/s,通信距离<100 m,典型技术有蓝牙、紫蜂和低速UWB。

2超宽带(UWB)技术了解超宽带技术,首先要明白什么是“超宽带”,2002年美国联邦通信委员会颁布的频谱规划得到人们的普遍认同。

它是指信号相对带宽(即信号带宽与中心频率之比)大于0.2或绝对带宽大于500 MHz的技术,在无需授权机制下允许的通信频谱范围为3.1～10.6 GHz,并在这一频率范围内,带宽为1 MHz的辐射体在三米距离处产生的场强不得超过500 V/m,相当于功率谱密度为75 nW/MHz,即41.3 dBm/MHz。

超宽带无线技术从信号形式来看,大体可分为两大类:一类是基带窄脉冲形式; 另一类是带通载波调制方式。

超宽带无线通信技术及应用

超宽带无线通信技术及应用毕业设计（论文）专业无线电技术班次 11613姓名曾麒麟指导老师杨新明成都工业学院二0一四年目录前言 0第1章绪论 (1)第2章 UWB技术简介 (3)2.1 超宽带无线技术的背景 (3)2.2 超宽带无线技术的概念 (4)2.3 超宽带无线技术的主要特点 (5)2.4 超宽带与其他近距离无线通信技术的比较 (6)2.5 超宽带系统对其它系统的干扰 (8)第3章超宽带技术的关键技术 (9)3.1 超快带系统的基本模型 (9)3.2 脉冲成形技术 (9)3.2.1 超宽带系统对脉冲波形的要求 (10)3.2.2 高斯脉冲的时域波形 (10)3.2.3 高斯脉冲的频谱特性 (12)3.2.4 形成因子对高斯脉冲的影响 (14)3.3超宽带脉冲调制技术 (15)3.3.1 脉冲位置调制（PPM） (16)3.3.2 脉冲幅度调制（PAM） (16)3.3.3 多频带脉冲调制 (17)3.4超宽带系统多址技术 (17)3.4.1 TH-PPM多址方式 (18)3.4.2 DS-CDMA多址方式 (19)3.4.3 PCTH超宽带多址技术 (20)3.4.4 几种多址技术的比较 (20)第4章超宽带接收机关键技术 (22)4.1 RAKE接收机 (22)4.2 多径分集接收策略和多径合并策略 (23)4.2.1 多径分集接收策略 (23)4.2.2 多径合并策略 (24)4.3 定时同步技术 (24)4.4 信道估计技术 (25)第5章 UWB技术的标准化进程及其应用 (26)5.1 UWB信号的频谱管理 (26)5.1.1 规范UWB信号频谱的必要性 (26)5.1.2 FCC关于UWB信号频谱的规范 (26)5.2 超宽带技术的应用 (27)5.2.1 超宽带技术在高速无线网络中的应用 (28)5.2.2 超宽带技术在军事方面的应用 (29)5.3 超宽带技术的不足与改进 (29)6.1 超宽带天线的发展 (30)6.2 超宽带芯片设计 (30)6.3 超宽带商用产品的开发 (31)6.4 超宽带技术的发展与应用前景 (31)结语 (33)致谢 (34)参考文献 (35)前言超宽带无线通信技术（UWB）是一种无载波通信技术，UWB不使用载波，而是使用短的能量脉冲序列，并通过正交频分调制或直接排序将脉冲扩展到一个频率范围内。

uwb超宽带无线通信技术（高精度定位）

uwb超宽带⽆线通信技术（⾼精度定位）UWB(定位技术)超宽带⽆线通信技术⼀、UWB调制技术超宽带⽆线通信技术（UWB）是⼀种⽆载波通信技术，UWB不使⽤载波，⽽是使⽤短的能量脉冲序列，并通过正交频分调制或直接排序将脉冲扩展到⼀个频率范围内。

它源于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术。

传统通信⽅式使⽤的是连续波信号，即本地振荡器产⽣连续的⾼频载波，需要传送信息通过例如调幅，调频等⽅式加载于载波之上，通过天线进⾏发送。

现在的⽆线⼴播，4G通信，WIFI等都是采⽤该⽅式进⾏⽆线通信。

下图是⼀个使⽤调幅⽅式传递语⾳信号的的连续波信号产⽣⽰意图。

图1 连续波调幅信号⽽脉冲超宽带IR-UWB(Impluse Radio Ultra Wideband)信号，不需要产⽣连续的⾼频载波，仅仅需要产⽣⼀个时间短⾄nS级以下的脉冲，便可通过天线进⾏发送。

需要传送信息可以通过改变脉冲的幅度，时间，相位进⾏加载，进⽽实现信息传输。

下图是使⽤相位调制⽅式传输⼆进制归零码的IR-UWB信号产⽣⽰意图。

图2 IR-UWB调相信号从频域上看，连续波信号将能量集中于⼀个窄频率内，⽽UWB信号带宽很⼤，同时在每个频点上功率很低，如图3所⽰。

图3 IR-UWB信号频谱在⽆线定位中，使⽤IR-UWB信号相对于窄带信号的主要优势为，IR-UWB信号能准确分⽴⽆线传输中的⾸达信号和多径反射信号，⽽窄带信号不具备该能⼒。

主要有三种应⽤：成像、通信与测量和车载雷达系统，再宏观⼀点，可以分为定位、通信和成像三种场景。

·通信：因为⼤带宽，所以UWB⼀度被认为是USB数据传输的⽆线替代⽅案，蓝⽛的问题是传输速度太慢。

UWB还常⽤于军⽤保密通信，这主要也是因为UWB脉冲的能量很低，很容易低于噪声门限，不容易被其它⽆线电系统监听到。

UWB通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，能实现数百Mbit/s⾄2Gbit/s 的数据传输速率。

⽽且具有穿透⼒强、功耗低、抗⼲扰效果好、安全性⾼、空间容量⼤、能精确定位等诸多优点，可以说是个超级“潜⼒股”，很有可能在将来成为家庭主⽤的⽆线传输技术。

超宽带无线通信技术介绍ppt(48张)

超宽带的特点
5、定位精度高
➢ 由于脉冲超宽带具有较强的穿透能力，因此可以用于各种环境下的测距和定位。系统的定位精度与信号的频谱宽度直接相关，频谱越宽，时间分辨率越高。脉冲超宽带发射极短的基带窄脉冲信号具有很高的定位精度，其带宽通常在数GHz，所以理论上其定位精度可达厘米量级。研究表明，与GPS全球定位系统相比，超宽带技术具有更高的定位精度。
➢ 可以应用在：穿墙雷达、安全监视、透地探测雷达、工业机器人控制、监视和入侵检测、道路及建筑检测、贮藏罐内容探测等。
(1)
(2)
探地雷达穿墙成像
墙内成像监视系统
医疗成像
室内UWB设备辐射掩蔽能好
➢ 超宽带技术可以与现有的其他通信系统共享频谱。超宽带通信使用的频谱范围从3.1GHz到10.6GHz，频谱宽度高达 7.5GHz，通过发射功率的限制，避免了对其他通信系统的干扰。从上图中可以看到，超宽带信号的最高辐射功率为41.3dBm，这仅仅相当于一台个人计算机的辐射。这样在很低的功率谱密度下共享频谱的方式，在频谱资源非常紧张的今天具有极其重要的意义，这也是超宽带兴起和发展的主要原因之一.
技术
GPS
Bluetooth IEEE802.11
UWB
定位精度 5-20m
3m
3m
15cm
超宽带的特点
6、保密和安全性能好
➢ 超宽带信号的功率谱密度非常小，淹没在环境噪声和其他信号中，同时又具有极宽的带宽，很难被基于频谱搜索的侦测设备检测到。
➢ 同时超宽带系统可以采用多种扩频多址方式，包括：跳时扩频、跳频扩频、直接序列扩频等，在接收端必须采用与发射端一致的扩频码才能正确的解调数据，这使得使非合法用户很难获取合法用户的传输信息，系统的安全性和保密性非常高。