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资源说明：（1）传输速率高，空间容量大
根据香农（Shannon）信道容量公式，在加性高斯白噪声（AWGN）信道中，系统无差错传输速率的上限为C=BXlog2(1+SNR)
式中，B（单位：Hz）为信道带宽，SNR为信噪比。在UWB系统中，信号带宽B高达500MHz～76Hz。因此，即使信噪比SNR很低，UWB系统也可以在短距离上实现几百兆至1Gb／s的传输速率。例如，如果使用76Hz带宽，即使信噪比低至－10dB，其理论信道容量也可达到1Gb／s。因此，将UWB技术应用于短距离高速传输场合（如高速WPAN）是非常合适的，可以极大地提高空间容量。理论研究表明，基于UWB的WPAN可达的空间容
超宽带（Ultra-Wideband，简称UWB）通信系统是一种无线通信技术，它以其独特的技术特点在通信与网络领域中占据重要地位。UWB技术主要体现在以下几个方面：
1. **传输速率高，空间容量大**：UWB系统利用非常宽的信号带宽（500MHz至76GHz），使得在低信噪比环境下也能保持高传输速率。根据香农信道容量公式，信道带宽B越大，理论上可支持的无差错传输速率越高。例如，使用76GHz带宽，即便信噪比仅为-10dB，理论上的信道容量也能达到1Gb/s。这种高传输速率使得UWB特别适用于短距离高速无线个人区域网（Wireless Personal Area Network, WPAN），如蓝牙、Wi-Fi等，能显著提升空间容量。
2. **适合短距离通信**：FCC对UWB的功率限制使得其更适合短距离通信。辐射功率的限制使得随着距离增加，信号衰减明显，影响系统性能。研究显示，当距离小于10米时，UWB在信道容量上优于5GHz频段的WLAN。因此，UWB系统广泛应用于室内环境，如物联网设备间的通信，智能家居等。
3. **良好的共存性和保密性**：UWB信号的辐射谱密度极低，对窄带系统而言，相当于宽带白噪声，不会造成显著干扰，有利于与现有无线系统的共存。同时，低辐射谱密度也提高了通信的保密性，因为UWB信号难以被探测和拦截。
4. **多径分辨能力强，定位精度高**：UWB信号采用短脉冲，使得其在时间和空间上的分辨能力都非常出色。这使得UWB系统能够精确识别和区分多径信号，从而提供高精度的测距和定位服务，这对于室内导航、物联网设备的精确定位等应用场景至关重要。然而，高多径分辨能力也可能导致信号能量分散，增加了接收机设计的复杂度。
5. **体积小、功耗低**：UWB通信系统不需要传统的正弦载波，而是采用窄脉冲传输数据，简化了接收机的设计，降低了系统复杂度，减小了设备体积和功耗。尽管新的FCC定义增加了无载波脉冲成形的实现难度，但随着半导体技术的进步，UWB系统依然可以保持小型化和低功耗的特性，使其在便携式和移动设备中应用广泛。
UWB通信系统凭借其高传输速率、短距离通信优势、良好的共存性、高精度定位以及低功耗特性，成为现代通信网络中不可或缺的一部分，尤其在物联网、无线传感器网络、定位服务和高速数据传输等领域具有广泛应用前景。
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