资源说明:UWB(Ultra Wideband)无线通信是一种不用载波,而采用时间间隔极短(小于1ns)的脉冲进行通信的方式,也称做脉冲无线电( Impulse Radio)、时域(Time Domain)或无载波(Carrier Free)通信。 与普通二进制移相键控(BPSK)信号波形相比,UWB方式不利用余弦波进行载波调制而发送许多小于1ns的脉冲,因此这种通信方式占用带宽非常之宽,且由于频谱的功率密度极小,它具有通常扩频通信的特点。 不要说BPSK等信号,即使与通常的扩频信号(2.4GHz频段无线LAN的几十MHz带宽)相比,也是超宽带宽(数GHz带宽)。功率谱密度比之扩频信号(2.4GHz无线
超宽带(Ultra-Wideband,简称UWB)无线通信技术是一种独特的通信方式,它不同于传统的载波通信,而是采用极短的时间间隔(小于1纳秒)的脉冲进行信息传输,这种技术有时也被称为脉冲无线电、时域通信或者无载波通信。UWB不依赖于传统的载波调制,比如二进制移相键控(BPSK),而是通过发送一系列小于1ns的脉冲来传输数据,这使得UWB在带宽占用上显著增加,通常达到数吉赫兹(GHz),远超过常规的扩频信号,如2.4GHz频段的无线局域网(WiFi)的几十兆赫兹(MHz)带宽。
UWB的特点在于其极低的功率谱密度,一般在10nW/MHz以下,这使得它在与其他系统共存时不易产生干扰,同时具备抵抗其他系统干扰的能力。此外,由于脉冲时间宽度极小,UWB能够有效地分解多路径信号,实现RAKE接收技术,即接收来自多个路径的信号,这对于改善室内环境中的通信质量尤其有利。低发射功率也是UWB的一个重要优势,这不仅降低了功耗,还减少了对其他宽带传输的影响。
UWB的物理特性包括单周期的脉冲序列,这些脉冲通常具有高斯形状,并且脉冲重复周期可间隔0.1秒。其带宽与中心频率的比例(带宽比)通常大于25%,这意味着UWB在相同带宽下可以提供与DS-CDMA系统相当的处理增益,从而增强抗干扰能力。此外,UWB的大带宽使其能够在GHz级别上实现超高速传输,提供高容量的多路接入和高速数据传输,甚至能够同时进行通信和精确测距,适用于车辆间通信等应用。
UWB的实际应用中,其极低的功率谱密度意味着它能以低于1mW的平均功率水平传输数据,覆盖数英里的距离。由于没有载波,信号发射时间极短,UWB可以构建小型、低功率的系统。占用如此宽的频带允许实现高速传输,根据香农定理,信道容量与带宽成正比,提高信噪比可以增加传输速率,UWB的大带宽为实现超高速传输提供了理论基础。
超宽带无线通信技术以其独特的脉冲通信方式,超宽的带宽,低功率消耗和优秀的抗干扰性,成为现代通信与网络领域中的一个重要分支,尤其在短距离、高速、低功耗及复杂环境下的无线通信中展现出巨大的潜力。随着技术的发展,UWB在未来将有可能被广泛应用在物联网、定位服务、智能家居、无线传感器网络等多个领域。
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