超宽带技术与其它短距离无线通信技术的比较

超宽带技术与其它短距离无线通信技术的比较随着个人通信消费电子产业的迅猛发展，短距离无线通信领域的各种新技术、新方法层出不穷，朝着更快、更方便、更安全有效等方面进行发展。新的技术在Intel接入、信息家电、移动办公、工业化等各个领域得到了广泛的运用。其中，超宽带（UltraWideBand，UWB）技术是在20世纪90年代以后发展起来的一种具有巨大发展潜力的新型无线通信技术，被列为未来通信的十大技术之一。1超宽带无线通信1.1超宽带技术简介UWB（UltraWideband，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，现在已经成为高速无线个人网（WPAN）的首选技术。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的通信技术。与常见的通信方式使用连续的载波不同，UWB中使用的无线信号中心频率为4.1GHz，带宽为1.4GHz，频谱范围很宽，但是发射功率非常低。通信速度在250Kbit～10Mbit/秒之间。在250Kbit/秒的传输速度下可确保30m的通信距离。在短距离（13m以下）有很大优势，最高传输速度可达1Gb/S。而传统的窄带技术在长距离、低速传输具有优势。超宽带（UWB）技术最初是面向雷达应用来开发的，一般认为它属于一种无载波通信技术。2002年2月，美国联邦通信委员会（FCC）正式将其解禁。目前超宽带（UWB）技术正被整合进家庭影院和便携式产品，主要用于视频和音频信号的无线发送。宽带（UWB）自问世后一直被看作是蓝牙技术的替代品，与其他无线技术如WLAN、蓝牙等相比，超宽带（UWB）具有低功耗、高带宽、低复杂度、低成本的优点，完全可以满足短距离家庭娱乐应用需求。1.2超宽带性能特点。超宽带无线通信是一种与传统技术有很大不同的无线通信技术。它能够实现无线局域网LAN和个人区域网PAN中无线接口的互联和接入。UWB具有以下特点：1）抗干扰性能强UWB信号，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益。因此，与IEEE802.11a、IEEE802.11b和蓝牙相比，在同等码速条件下，UWB具有更强的抗干扰性。2）传输速率高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。其数据速率可以达到几十兆比特每秒到几百兆比特每秒，有望高于蓝牙100倍，也可以高于IEEE802.11a和IEEE802.11b。3）带宽极宽UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几吉赫兹，并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。这在频率资源日益紧张的今天开辟了一种新的时域无线电资源。4）频谱利用率高，系统容量大因为不需要产生正弦载波信号，可以直接发射冲激序列，因而UWB系统具有很宽的频谱和很低的平均功率，有利于与其他系统共存，从而提高频谱利用率，带来了极大的系统容量。5）功率低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0.20ns～1.5ns之间，有很低的占空因数，系统耗电可以做到很低，在高速通信时系统的耗电量仅为几百μW～几十mw。同时由于UWB系统信号的扩频处理增益比较大，即使采用低增益的全向天线发射，也可使用小于1mW的发射功率实现几千米的通信。6）安全性好UWB安全性表现在两方面：一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据；另一方面是系统的发射功率谱密度极低。有用信息完全淹没在噪声中，被截获概率很小，被检测的概率也很低，用传统的接收机无法接收。2Wi-Fi2.1Wi-Fi技术简介Wi-Fi（WirelessFidelity,无线高保真）也是一种无线通信协议，正式名称是IEEE802.11b。Wi-Fi是以太网的一种无线扩展，Wi-Fi网络可以使用来互连电脑链接上互连网。Wi-Fi网络在无执照的2.4和5千兆Hz的无线电频带经营，数据速率可达11Mbps（802.11b）~54Mbps（802.11a），或包含以上两条频带的产品。理论上只要用户位于一个接入点四周的一定区域内，就能以最高约11Mb/s的速度接入Web。但实际上，如果有多个用户同时通过一个点接入，带宽被多个用户分享。由于Wi-Fi使用电波作为传送媒介，资料包被截取的可能性高，这成为用户所担心问题。现在Wi-Fi产品利用WED（WiredEquivalentPrivacy）技术作资料加密之用。然而，其保密的效能却倍受质疑，支援新一代加密方式的Wi-Fi产品亦相继出现。虽然Wi-Fi在数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，但在电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达100m左右。Wi-Fi可以提供热点覆盖、低移动性和高数据传输速率，无线接入和高速传输是Wi-Fi技术的主要特点。国内的电信、网通、移动都非常关注Wi-Fi技术的发展和应用。基于热点的接入服务曾经一度被看成是对3G的巨大冲击，但Wi-Fi技术传输距离短和信号穿透能力差的特点同样也是不可克服的。2.2Wi-Fi技术的优势近几年，WAP的数量呈迅猛增长，无线网络的方便与高效使其得到迅速的普及。无论是无线城市的建设，还是企事业单位局域网的开通，还是手机的Wi-Fi功能，都与Wi-Fi技术自身的优势是分不开的：1）较广的局域网覆盖范围基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有15m，而Wi-Fi的半径则可达100m，可以覆盖整栋办公大楼；2）传输速度快Wi-Fi技术传输速度非常快，可以达到11Mbps（802.11b）或者54Mbps（802.11a），适合高速数据传输的业务；3）无需布线Wi-Fi最主要的优势在于不需要布线，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要。在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集地方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所。用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内，即可高速接入因特网；4）健康安全IEEE802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦，实际发射功率约60～70毫瓦，而手机的发射功率约200毫瓦～1瓦间，手持式对讲机高达5瓦。与后者相比，Wi-Fi产品的辐射更小。3结论每一种无线通信方式都有其独特之处，超宽带技术传输速率高，Wi-Fi技术覆盖范围广。随着无线通信技术的发展，人们对高速短距离无线通信的要求越来越高，超宽带技术、Wi-Fi技术都有着广泛的发展前景。UWBtechnologyandothershort-rangewirelesscommunicationstechnologyiscomparedAspersonalcommunicationconsumerelectronicsindustryintherapiddevelopment,short-rangewirelesscommunicationfieldofallkindsofnewskills,art,newmethodstoemergeinendlessly,towardfasterandmoreconvenientandmoresafeandeffectiveetc.ThenewtechnologyinthedevelopmentoftheIntelaccess,informationhomeappliances,mobileoffice,industrializationandotherfieldshasbeenwidelyused.Amongthem,ultra-wideband(UWB)WideBand,themk-ultratechnologyisinafter1990'sdevelopedakindofwithhighpotentialnewwirelesscommunicationtechnology,itwaslistedasoneofthetenfuturecommunicationtechnology.1uwbwirelesscommunication1.1ultra-widebandtechnologyintroductionUWB(themk-ultraWideband,ultra-wideband)technologyiscurrentlyhasbeenwidelystudiedanewwirelesscommunicationtechnology,ithasbecomeahigh-speedwirelesspersonalnets(WPANfirstchoiceofthetechnology.UWBreferstothesignalbandwidththan500MHzoristhesignalbandwidthandcenterfrequencyratioismorethan25%ofcommunicationstechnologies.Withthecommonuseofcontinuouscarriercommunicationmodeisdifferent,useofUWBwirelesssignalscenterfrequency4.1GHz,bandwidthof1.4GHz,spectralrangeisverywide,buttransmissionpowerisverylow.Communicationsspeedin250Kbit~between10Mbit/SEC.In250Kbit/SECtransmissionspeedscanensureascommunicationdistance.Inshort(13mbelow)ahasgreatadvantage,highesttransmissionspeedcanreach1Gb/S.Whilethetraditionalnarrowbandtechnologyinlongdistance,lowspeedtransmissiondominant.Ultra-wideband(UWB)technologyisinitiallyappliedtodeveloptheradaroriented,itisgenerallythoughtthatitbelongstoakindofcarrierlesscommunicationstechnologies.February2002,theUnitedStatestheFCCformallyitssuspension.Currentlyultra-wideband(UWB)technologyisbeingintegratedintothefamilycinemaandportableproducts,mainlyusedforvideoandaudiosignalofwirelesstransmission.Ultra-wideband(UWB)sincewhenpublishedhasbeenregardedasbluetoothtechnologysubstitute,andotherwirelesstechnologiessuchasWLAN,bluetoothetccomparedultra-wideband(UWB),withlowpowerwaste,highbandwidthandlowcomplexity,theadvantagesoflowcost,cancompletelysatisfyshortfamilyentertainmentapplicationrequirements.1.2ultra-widebandperformancecharacteristics.Uwbwirelesscommunicationisaverydifferenttothetraditionaltechnologyofwirelesscommunicationtechnology.ItcanrealizethewirelessLANLANandpersonalregionalnetworkPAN