学文网【摘 要】超宽带无线通信是一种采用脉冲调制的无线通信方式，它具有通信容量大、辐射功率密度低、抗多径干扰、低功耗低成本、结构简单和保密性好等优点。本文在简单介绍超宽带无线通信定义的基础上，重点介绍了其特点和应用，以及未来发展方向。
【关键词】超宽带；无线通信；特点
一、前言
超宽带无线通信（Ultra-Wideband，UWB）技术作为一种全新的无线通信技术，正日益受到通信界的关注，UWB技术起源于20世纪50年代末，此前主要作为***事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展，人们对高速无线通信提出了更高的要求，超宽带技术又被重新提出，并备受关注。本文主要介绍超宽带无线通信技术的定义、特点和基本原理，并介绍了超宽带无线通信技术的实际应用和发展情况。
（一）UWB的定义
美国联邦通信委员会（FCC）对超宽带定义为：超宽带是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%。例如一个中心频率为1GHz的UWB系统，它的射频带宽应在250MHz以上。UWB技术是一种无载波通信技术，它采用极短的脉冲信号来传送信息，通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。这些脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz，因此最大数据传输速率可以达到几百Mbps。目前，FCC开放的频段是3.1～10.6GHz，虽然UWB的带宽非常宽，传输速率可达几Gbps到几十Mbps，但是UWB系统发射的功率谱密度可以非常低，甚至低于-41.3dBm-FCCPart15的FCC规定的电磁兼容背景噪声电平。在高速无线通信的同时，超宽带设备所需的发射功率非常小，仅仅是现有设备的几百分之一，对于普通的非超宽带接收机来说近似于噪声，因此从理论上讲，超宽带可以与现有无线电设备共享带宽。所以超宽带是一种高速而又低功耗的数据通信方式，它有望在无线通信领域得到广泛的应用。
（二）超宽带无线通信的特点
1、频带宽，传输速率高 超宽带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。从信号传播的角度考虑，超宽带无线通信由于能有效的减小多径传播的影响而使之可传输高速率数据。
2、结构简单，成本低 在超宽带脉冲无线通信系统中，没有在常规的基于对正线载波调制的无线通信系统中所需的上、下变频电路、中频电路和各种滤波器，实现比较简单，易于全数字化，因而成本低。
3、多径分辨能力强 由于常规无线通信的射频信号大多为连续信号或其持续时间远大于多径传播时间，多径传播效应限制了通信质量和数据传输速率。超宽带无线通信采用的是持续时间非常短的窄脉冲，其占空比极低，多径信号在时间上是可分离的。发射窄脉冲的超宽带无线信号，在多径环境中的衰落不像连续波信号那样严重。大量的实验表明，在常规无线电信号多径衰落深达10～30dB的多径环境，对超宽带无线电信号的衰落最多不到5dB。
4、穿透能力强 在具有相同绝对带宽的无线信号中，UWB脉冲的频率最低。因此它相对毫米波信号具有更强的穿透能力。
5、隐蔽性好 由于UWB信号采用了跳时扩频，其射频带宽可以达到1GHz以上，并且所需平均功率很小，信号被隐蔽在环境噪声和其它信号中，难以被敌方检测，必须采用与发端一致的扩频码脉冲序列才能进行解调，因此增加了系统的安全性。这是超宽带无线通信最突出的特点。
6、功率低，功耗小 由于超宽带信号具有极低的辐射功率，且其频带极宽，导致其功率谱密度极低，甚至低于环境噪声电平，使得超宽带通信系统具有低截获/低检测特性，也不会对现有的常规通信系统产生不良的干扰和影响，可与之共享频带实现共存，从而使频带资源得到充分利用。低功率又意味着低功耗，非常适合移动通信设备的应用。同时非常低的辐射功率大大降低了对人体的有害辐射。
（三）超宽带无线通信的应用和发展
1、应用领域广泛 由于具有明显的技术优势，UWB技术应用领域非常广泛。超宽带可以用于低截获率的内部无线通信系统、超宽带雷达、防撞雷达、高精度定位系统、无人驾驶飞行和探地雷达等；在信息技术化的今天，超宽带无线通信在智能交通系统、成像应用、无线传感网络以及射频标识等领域都有很大的应用前景。在数字化办公方面则是把传统的有线连接升级为现在的无线连接，从而使得办公的环境更为方便，灵活。同时由于超宽带无线通信的高传输宽带，使得计算机无论是外设还是主机与会议设备、投影仪、显示器等设备之间都可以进行连接。与此同时，因为其终端便于携带，因此，无论在任何地点都可以接入当地的 UWB 网络，从而利用当地的设备临时构成属于自己的一台多媒体计算机，给我们带来了很大的便利。
2、技术研究日益成熟 超宽带无线通信目前还是一种新兴的无线通信技术，具有传输速率高、发射功率低、通信距离短、多径分辨率高等优点，对于将来数字化的实现具有十分重要的作用。虽然其传输理论还需更深入的研究挖掘，还处于初级的研究阶段，但是相信伴随着不断地完善，超宽带无线通信技术的前景将会非常广阔。
二、结束语
超宽带无线通信技术作为一种新兴的无线通信技术，还处于研发阶段，无论在理论还是应用方面仍有待深入探讨随着无线多媒体应用的普及，预示着超宽带无线通信在通信领域消费电子领域中将得到大规模应用，前景也将非常广阔。
参考文献：
[1]李家全，翁学林. 浅谈超宽带无线通信技术的特点及其应用.科技传播.2011（6）.
[2]王金龙，无线超宽带通信原理与应用[M] 北京：人民邮电出版社，2005.
[3]孟琰，史健芳. 超宽带无线通信技术发展浅析. 科学之友.2012（6）.
作者简介：
李培培 （1990.02-），山东省济南市商河县，硕士研究生，专业：信息与通信工程。
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