超宽带通信技术探究

超宽带通信技术探究摘要：超宽带通信具有系统容量大、数据传输速率高、抗多径能力强、成本低、功耗低、信号衰减较小、定位精度高、穿透力强等优点，是下一代无线通信的革命性技术之一。文章探究了UWB技术的理论依据及技术方案；探讨UWB关键技术的研究现状；阐述了UWB技术的研究方向与发展前景，指出随着研究工作的不断深入，将逐步找到UWB技术现有问题的解决方案，其技术将更加成熟，这项新技术必将在通信领域和电子领域得到广泛的应用，发展前景十分广阔。关键词：无线通信技术；超宽带技术；调制技术一、引言...........................................................................................................................................3二、UWB技术简介............................................................................................................................32.1超宽带(UWB)的定义..........................................................................................................32．2超宽带(UWB)的特点........................................................................................................42.3UWB与其他短距离无线通信技术的比较........................................................................42.3.1UWB与IEEE802.11a...........................................................................................42.3.2UWB与HomeRF.......................................................................................................42.3.3UWB与蓝牙技术....................................................................................................5三、UWB的两大技术标准................................................................................................................53.1MB-OFDM技术....................................................................................................................53.2DS-CDMA技术....................................................................................................................6四、UWB关键技术............................................................................................................................74.1超宽带脉冲波形...............................................................................................................74.2调制/解调与多址技术.....................................................................................................74.3快速捕获、同步与检测....................................................................................................84.4超宽带小型化天线............................................................................................................84.5超宽带信号的传播特性及其信道模型............................................................................9五、UWB系统的主要性能特点及技术优势....................................................................................9六、UWB与其他通信系统的频谱共存、兼容技术......................................................................11七、UWB技术挑战..........................................................................................................................12八、超宽带通信技术的应用.........................................................................................................128.1超宽带技术在国内的应用..............................................................................................128.2超宽带技术在国外的应用..............................................................................................138.3超宽带技术实际应用......................................................................................................138.3.1超宽带通信技术在高速无线个域网中的应用..................................................138.3.2超宽带通信技术在低速无线个域网中的应用.................................................14九、超宽带通信技术的主要研究方向.........................................................................................14十、超宽带下一代的无线技术.....................................................................................................15十一、UWB未来发展前景及趋势分析..........................................................................................16十二、展望.....................................................................................................................................17十三、参考文献：.........................................................................................................................17一、引言随着社会的发展，移动通信和计算机互联网得到了巨大的发展。无线网络作为移动通信技术和计算机互联网结合的产物，将成为人们实现随时随地自由传递信息的主要手段。无线网络可以认为是综合了移动通信无线接入和互联网网络协议两方面优势的传输多媒体业务的信息传输网络。相对有线网络，无线通信最大的优点是摆脱了有线连接，与此同时也需要面对恶劣的无线信道环境和有限的频谱资源，因此，随着人们对信息传输容量和质量需求的日益增长河无线通信技术的发展，如何利用有限的频谱资源传递更多的信息，即无线网络的频谱效率成为无线网通信的核心问题之一。人们对无线通信系统的要求的不断提高，希望其提供更高的数据传输速率和低成本成本。与此同时超宽带技术引起了人们的重视，已逐渐成为无线通信领域研究、开发的一个热点，并被视为下一代无线通信的关键技术之一。近几年来．学术界和企业界均对超宽带(UWB)通信技术表现出极大的兴趣。虽然UWB技术并不是一种崭新的技术——早在20世纪60年代。美国军方已经开始将UWB技术应用于雷达、定位和通信系统中。而近年来UWB技术在民用领域中显现出的广阔的应用前景，是其受到如此重视的原因。研究机构ABI在其最近的一份报告中指出，未来几年，超宽带(UWB)无线技术可能在多个应用领域扩大其市场份额。特别是家庭和消费网络设备中的无线视频、音频和数据应用。报告预言UWB将广泛应用于下一代无线通信中，包括WPAN、WEAN和定位跟踪系统．其数据来源于对通信、视频、汽车、定位、军队和政府等多个应用市场的调查。报告指出UWB得到广泛应用的最乐观领域在消费电子(CE)产业。二、UWB技术简介无线通信技术的历史可追溯到20世纪60年代发展起来的脉冲通信技术，该项技术最初主要用于军事领域。1972年，一种高灵敏的短脉冲接收设备研制成功，进一步加速了UWB技术的研究进展。直到1989年，超宽带(UWB)这一术语才为美国国防部(DARPA)启用。在此之前，这项技术常被称为基带无载波(basebandcarrier—free)调制或冲激(impulse)无线电技术。2002年2月，美国联邦通信委员会（FCC）正式通过了UWB在民用领域应用的通信信号规范，为其应用提供了明确的可实施性。2003年2月，FCC又对该规范进行了确认，并局部放宽了对成像系统频带的限制，这是UWB走向商业化的一个重要里程碑。2007年3月，ISO正式通过了WiMedia联盟提交的MBOFDM标准，这是第一个UWB技术的国际标准。自此，UWB技术迅速发展。近年来，UWB技术开始用于民用高速、短距离无线通信领域，并呈现出蓬勃发展的态势。超宽带技术解决了困扰无线技术多年的有关传播方面的重大难题，具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、有低截获能力、系统复杂度低、能提供厘米级的定位精度等优点。尤其