UWB技術與現(xiàn)有其他無線通信技術有著很大的不同,它為無線局域網(wǎng)(WLAN)和無線個人域網(wǎng)(WPAN)的接口和接入帶來低功耗、高帶寬并且相對簡單的無線通信技術。雖然UWB技術解決了困擾傳統(tǒng)無線技術多年的有關傳播方面的重大難題,具有對信道衰落不敏感、發(fā)射信號功率譜密度低、低截獲能力、系統(tǒng)復雜度低以及能提供厘米級定位精度等優(yōu)點。UWB尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場所的高速無線接入和軍事通信應用,但是UWB通信也不會很快取代現(xiàn)有的其他無線通信技術。
聲明:部分內(nèi)容及圖片來源于網(wǎng)絡,如有侵權請聯(lián)系刪除。
UWB通信所需的頻帶相當寬,從500MHz直至數(shù)吉赫(GHz),如英特爾的樣機使用的就是從2 GHz頻帶至6GHz頻帶之間的4GH2頻帶。然而,實際上并不存在如此之寬的空閑頻帶, 無論采取什么辦法,UWB通信使用的頻帶與現(xiàn)有無線通信使用的頻帶 必定會發(fā)生重疊。為了避免UWB通信對其他系統(tǒng)的干擾,UWB用戶必須申請頻率許可,2002 年2月FCC準許UWB技術進入民用領域的條件是:'在發(fā)送功率低于美國放射噪聲規(guī)定值41.3 dBm/MHz(換算成功率則為I mW/MHz)的條件下,可將3.1~ 10.6GHz的頻帶用于對地下和隔墻之物進行掃描的成像系統(tǒng)、汽車防撞雷達以及在家電終端和便攜式終端之間進行測試和無線數(shù)據(jù)通信'。發(fā)射功率的大小決定了傳輸距離,按照FCC的規(guī)定,UWB通信在近期內(nèi)將只可能用于極短距離的無線通信,這就意味著在一定時 期內(nèi)UWB將與現(xiàn)有短距離無線技術共同生存,共同發(fā)展。
1) UWB與IEEE 802.11a
IEEE 802.11a是IEEE最初制定的個無線局域網(wǎng)標準之一, 它主要用來解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶與用戶終端的無線接入,工作在5GHz U-NI頻帶,物理層速率為54Mbps,傳輸層速率為25 Mbps;采用正交頻分復用(OFDM)擴頻技術:可提供25 Mbps的無線ATM接口和10Mbps的以太網(wǎng)無線幀結構接口,以及TDD/TDMA的空中接口:支持語音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務。IEEE 802.11a用于無線局域網(wǎng)時的通信距離可以達到100m,而UWB只能在10m以內(nèi)的范圍通信。根據(jù)英特爾按照FCC的規(guī)定而進行的演示結果顯示,對于10m以內(nèi)的距離,UWB可以發(fā)揮高達數(shù)百Mbps的傳輸性能,但是在20m處反而是IEEE 802.11ab的無線局域網(wǎng)設備的傳輸性能更好一些。因此,在目前UWB發(fā)射功率受限的情況下,UWB只能用于10m以內(nèi)的高速數(shù)據(jù)通信,而10~100m的無線局域網(wǎng)通信,還需要由802.1來完成,當然與UWB相比,802.11 的功耗大且傳輸速率低。
2) UWB與藍牙
自從2002年2月14日,F(xiàn)CC頂住多方壓力批準UWB用于無線通信以來,就不斷有人將UWB評論為藍牙(Bluetooth) 的殺手,因為從性能價格比上看,藍牙是現(xiàn)有無線通信方式中最接近UWB的,但是UWB真的會取代藍牙嗎?從目前的情況看,答案是否定的。首先,從應用領域來看,藍牙工作在無須申請的2.4GHz ISM頻段上,主要用來連接打印機、筆記本電腦等辦公設備:其通信速率通常在1 Mbps以下,通信距離可以達到10m以上。而UWB的通信速率為數(shù)百Mbps,通信距離僅為數(shù)米,因此二者的應用領域不盡相同。其次,從技術上看,經(jīng)過多年的發(fā)展,藍牙已經(jīng)具有較完善的通信協(xié)議。藍牙的核心協(xié)議包括物理層協(xié)議、鏈路接入?yún)f(xié)議、鏈路管理協(xié)議及服務發(fā)展協(xié)議等,而UWB的工業(yè)實用協(xié)議還在制定之中。此外,藍牙是一種短距離無線連接技術標準的代稱,藍牙的實質(zhì)是要建立通用的無線電空中接口及其控制軟件的公開標準。從這方面講,UWB可以看作采用-種特殊無線電波來高速傳送數(shù)據(jù)的通信方式。嚴格地講,它不能構成一個完整的通信協(xié)議或標準?紤]到UWB高速、低功耗的特點,也許在下一代藍牙標準中,UWB可能被用作物理層的通信方式。最后,從市場角度分析,藍牙產(chǎn)品已經(jīng)成熟并得到推廣和使用,而UWB的研究還處在起步階段;谏鲜鲈,在未來的幾年內(nèi),UWB和藍牙更有可能既是競爭對手,又是合作伙伴。
3) UWB與HomeRF
HomeRF (家庭射頻)標準是由HomeRF工作組開發(fā)的,是指在家庭范圍內(nèi),使計算機與其他電子設備之間實現(xiàn)無線通信的開放性工業(yè)標準。HomeRF是IEEE 802.11與DECT (數(shù)字增強無繩電話)的結合,使用這種技術能降低語音數(shù)據(jù)成本。HomeRF 采用擴頻技術,工作在2.4GHz頻帶,能同步支持4條高質(zhì)量語音信道,但是HomeRF的傳輸速率只有1~2 Mbps.由于HomeRF技術沒有完全公開,目前只有幾十家小企業(yè)支持,在抗干擾等方面相對于他技術而音高有欠缺,因此比應用前景還不十分明朗。同IEEE 802.11一樣, HomeRF的近信距離比UWB遠,而傳輸速率比UWB低,在UWB發(fā)射功率受限的前提下,二者各有千秋。