信息時代層出不窮的數碼產品給我們的生活、學習和丁作帶來很多方便和樂趣,但是,諸如數碼相機、數碼攝錄機、PDA、MP3播放器、MP4播放器、手機等等這些設備,常常需要共享照片、音樂、影像和聲音文件,它們彼此之間或者它們和電腦之間現在大多還要靠錯綜復雜的線纜來連接。種種不方便使越來越多的用戶提出使用無線連接的迫切需求。
現在,有很多能夠滿足這一需求的技術應運而生:藍牙(Bluetooth)、家庭射頻標準(HomeRF)和Wi-Fi(無線保真)等,而UWB(UltraWide band,超寬帶)技術以其高寬帶、高速、低功耗等優點脫穎而出,成為下一代無線通信的首選。
和互聯網一樣,UWB最初也是用于軍事研究領域。UWB這一術語最早由美國國防部在1989年提㈩,還曾經被稱為基帶、無載波或者脈沖無線電技術。現代意義上的超寬帶,起源于20世紀50年代末,同樣主要作為軍事技術在雷達通信設備中使用,20世紀90年代以來,現代信號處理技術和集成電路的迅猛發展使超寬帶技術在商業民用領域的廣泛應用成為可能。隨著未來數字家庭的需要,超寬帶技術已經逐漸成為可用于電腦、數字電視、數碼產品等設備之間實現局部連接的無線個域網(WPAN)的國際標準。
UWB有別于其他現存的一些通信技術,最根本的區別在于無需載波,降低了發射和接收設備的復雜性,根本上降低了通信的成本,與其他通信技術相比,該系統具有很多優點:
帶寬非常寬UWB使用的帶寬高達幾個GHz,頻率范圍從3.1GHz到10.6GHz。超寬帶系統容量大,不單獨占用現在已經擁擠不堪的頻申資源,而是共享其他無線技術所使用的頻段,這使得頻率資源日益緊張的今天有廠實質性的緩解,
傳輸速率高UWB脈沖寬度一般為納秒級,理論上UWB可達到1Gbps的速率,這樣在實際中實現100Mbps以上的速率是完全可能的。
多極分辨率高CWB的時間、空間分辨力很強,因此可以獲得很強的抗衰落能力,從而在測距、定位、跟蹤時能達到更高精度。另外,窄脈沖具有很強的穿透力。因此,UWB具有比紅外線更廣泛的應用,如幫助警察搜尋隔墻的逃犯,以叢解救那些被圍困在倒塌建筑物里面的人們等。
電磁兼容性好由于DWB的帶寬相當于1000個電視頻道或3萬個FM廣播頻道,因此人們擔心它會對其他電子設備形成強大的干擾。事實上,CWB的發送功率低于美國發射噪音規定值41.3dbm/MHz,所產生的噪音干擾是比較小的。
成本低由于無需進行射頻調制和解調,UWB系統結構簡單,成本低、功耗小、靈活性高,適合于便攜型無線應用。
綠色環保UWB發射功率嚴格小于0.56row,功耗只有50~70μW,這相當于蜂窩手機的1/1000,不會影響人體的健康,并且可大大延長電池使用時間。
由于以上一些優點,UWB可以應用于許多地方。
通過UWB,可以方便地以無線的方式把電腦中存儲的多媒體文件,如電影、音樂、照片等無線播放到電視上或把電視內容錄制到電腦上,還可以連接電視與DVD播放機和錄像機以及家庭音響。同樣,有了UWB,數碼攝像機、手機、數碼相機拍攝的影像、照片不通過線纜就可以直接投放到電視上觀看,或傳輸到電腦中進行編輯。LWB還可以實現PDA、MP3播放器與電腦數據同步,例如裝載游戲和傳送音、視頻文件到PDA,音頻文件在MP3播放器與電腦之間傳送等許多功能。UWB被認為是家庭網絡更加合理的解決途徑。屆時,每個家庭在裝修時就將只需布置電力線,再也不需要布置其他傳輸信號線了。
利用超寬帶的定位和搜索能力,可以制造防碰和防障礙物的雷達。裝載了這種雷達的汽車非常容易駕駛。當汽車的前方、后方、旁邊有障礙物時,該雷達會提醒司機。在停車的時候,這種基于UWB的雷達是司機強有力的助于,
同樣,利用UWR可以建立智能交通管理系統,這種系統由若干個站臺裝置和 些車載裝置組成無線通信網,兩種裝置之間通過UWB進行通信完成各種功能。例如實現不停車的自動收費,汽車方的隨時定位測量、道路信息和行駛建議的隨時獲取,站臺方對公交車的定位搜索和速度測量等。
由于具有很好的穿透墻和樓層的能力,UWB還可以應用于成像系統。利用UWB技術,可以制造穿墻雷達和穿地雷達。穿墻雷達可以用在戰場上以及警察的防暴行動中,定位墻后和角落的敵人。地面穿透雷達可以用來探測礦產,在地震或其他災難發生后搜尋幸存者,基于UWB的成像系統也可以用于避免使用X射線的醫學系統,
此外,未來的商場里可能每個產品都有一個UWB的射頻標答。在商店的入口,用戶可以用于機下載產品的多媒體目錄,輕松得到商品的介紹及其正商店的位置。在辦公室和圖書館,每本書(包括電子書)或每個文檔也都將附有一個UWB的射頻標答。利用UWB的精確定位能力,人們通過電腦、PDA或其他的數字終端可以很容易地找到想要的文檔或書籍。
無線通信因經迅速滲入到我們的生活之中,不斷增長的容暈要求需要一種不對現有通信系統造成影響的新的無線通信方案,而超寬帶脈沖無線電系統正好滿足了這一要求。通過UWB,各式各樣的娛樂設備、家用電器、個人電腦等 起構成了未來新一代智能化無線世界。在已經到來的這個通信時代,UWB必將創造一個更為快捷、方便的高速通信生活。
[責任編輯] 趙新宇