Intel白皮书：UWB技术实现高速无线个人局域网

uwb物理层速率【实用版】目录1.UWB 物理层速率的概念2.UWB 物理层速率的影响因素3.UWB 物理层速率的优缺点4.UWB 物理层速率的应用领域正文一、UWB 物理层速率的概念UWB（Ultra-Wideband，超宽带）物理层速率是指在 UWB 技术下，无线通信系统在物理层实现的数据传输速率。

UWB 技术是一种短距离高速无线通信技术，它具有带宽宽、传输速率高、抗干扰能力强、多径衰落影响小等特点。

二、UWB 物理层速率的影响因素1.带宽：UWB 技术的带宽可以达到几百 MHz 甚至 GHz 级别，带宽越大，物理层速率越高。

2.距离：UWB 通信系统的物理层速率受到距离的影响，距离越远，物理层速率越低。

3.噪声环境：在高噪声环境下，UWB 物理层速率会受到一定程度的降低。

4.调制方式：不同的调制方式对 UWB 物理层速率也有影响，例如正交频分复用（OFDM）调制方式可以提高物理层速率。

三、UWB 物理层速率的优缺点1.优点：UWB 物理层速率较高，能够满足高速无线通信的需求；抗干扰能力强，适用于多径衰落环境；传输速率稳定，受距离影响较小。

2.缺点：UWB 物理层速率受带宽限制，带宽越大，系统复杂度越高，功耗也越大；受到噪声环境和调制方式的影响，可能导致物理层速率不稳定。

四、UWB 物理层速率的应用领域1.室内定位：UWB 技术可以实现高精度的室内定位，适用于工厂、商场等需要实时定位的场景。

2.通信系统：UWB 技术可以作为高速无线通信系统，应用于无线个人局域网（WPAN）等场景。

3.无线传感器网络：UWB 技术可应用于无线传感器网络，实现低功耗、高带宽的数据传输。

4.物联网：UWB 技术可为物联网设备提供高速、稳定的无线连接，满足物联网应用场景的需求。

综上所述，UWB 物理层速率作为一种高速无线通信技术，具有广泛的应用前景。

超宽带（UWB）无线通信技术详解作者：王德强李长青乐光新近年来，超宽带(UWB)无线通信成为短距离、高速无线网络最热门的物理层技术之一。

许多世界著名的大公司、研究机构、标准化组织都积极投入到超宽带无线通信技术的研究、开发和标准化工作之中。

为了使读者对UWB技术有所了解，本讲座将分3期对UWB 技术进行介绍：第1期讲述UWB的产生与发展、技术特点、信号成形及调制与多址技术，第2期对UWB信道、系统方案及接收机关键技术进行介绍，第3期介绍UWB的应用前景及标准化情况。

1 UWB的产生与发展超宽带(UWB)有着悠久的发展历史，但在1989年之前，超宽带这一术语并不常用，在信号的带宽和频谱结构方面也没有明确的规定。

1989年，美国国防部高级研究计划署(DARPA)首先采用超宽带这一术语，并规定：若信号在-20dB处的绝对带宽大于1.5GHz 或相对带宽大于25%，则该信号为超宽带信号。

此后，超宽带这个术语才被沿用下来。

其中，fH为信号在-20dB辐射点对应的上限频率、fL为信号在-20 dB辐射点对应的下限频率。

图1给出了带宽计算示意图。

可见，UWB是指具有很高带宽比(射频带宽与其中心频率之比)的无线电技术。

为探索UWB应用于民用领域的可行性，自1998年起，美国联邦通信委员会(FCC)开始在产业界广泛征求意见。

美国NTIA等通信团体对此大约提交了800多份意见书。

2002年2月，FCC批准UWB技术进入民用领域，并对UWB进行了重新定义，规定UWB信号为相对带宽大于20%或-10dB带宽大于500MHz的无线电信号。

根据UWB系统的具体应用，分为成像系统、车载雷达系统、通信与测量系统三大类。

根据FCCPart15规定，UWB通信系统可使用频段为3.1 GHz～10.6 GHz。

为保护现有系统(如GPRS、移动蜂窝系统、WLAN等)不被UWB系统干扰，针对室内、室外不同应用，对UWB系统的辐射谱密度进行了严格限制，规定UWB系统的最高辐射谱密度为-41.3 dBm/MHz.。

什么是UWB技术?作者：佚名文章来源：本站原创点击数：250 更新时间：2009-12-24超宽带(UWB)技术始于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术，利用频谱极宽的超短脉冲进行通信，又称为基带通信、无载波通信，主要用于军用雷达、定位和通信系统中。

UWB技术是一种新颖的无线通信方式，具有传输速率高(达l Gbit/s)、抗多径能力强、穿透能力强、功耗低、成本低、低截获概率、系统复杂度低、与现有其他无线通信系统共享频谱等特点，作为短距离超宽带无线数据传输方式受到人们的普遍关注，已经成为无线个域网(WPAN)的首选技术。

UWB的特点在于不使用载波，而只在需要时发送出脉冲电波，因而大大减少了耗电量。

由于这种脉冲电波的宽度控制在1ns以下，需要占用很宽的频带，使之实现几百兆到1Gbit/s以上速率的通信成为可能。

UWB具有传统无线通信系统无法比拟的技术特点。

(1)系统结构的实现比较简单。

UWB不使用载波，它通过发送纳秒级脉冲来传输数据信号。

在发射端，UWB发射器直接用脉冲激励天线，可采用非常低廉的宽带发射器：在接收端，UWB接收机不需要中频处理。

因此，UWB系统结构的实现比较简单。

(2)高速的数据传输。

UWB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。

一般要求UWB信号的传输兰围在10m以内，其传输速率可达500Mbit／s，是实现个人通信和无线局域网的一种理想调制技术。

(3)功耗低。

UWB系统使用间歇的脉冲来发送数据，脉冲持续时间很短，一般在0．2～1．5 ns之间，有很低的占空因数，因此系统功耗很低，在高速通信时系统的耗电量仅为几百微瓦至几毫瓦。

(4)安全性高。

由于UWB把信号能量弥散在极宽的频带范围内，其信号的功率谱密度低于自然的电子噪声，有用信息完全淹没在噪声中，而采用编码对脉冲参数进行伪随机化后，被截获的概率和被检测的概率很低。

一、何谓UWB技术所谓UWB技术，也叫超宽带技术。

简单的说UWB技术是基于短的能量脉冲序列、通过正交频分调制或直接排序将脉冲扩展到一个频率范围，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据的一种无载波通信技术，由于其不适用载波，该技术传输速度较之其他的技术快很多，同时其功耗也小很多。

超宽带使用的电波带宽为数CHZ，它搞出普通的带宽20MHZ的无线LAN的带宽几百倍。

二、时间调制技术的基本原理目前的无线通信系统大多采用恒包络直接扩频调制方式，而使很多人忽略了采用脉冲跳时调制的无线通信方式，即时域通信技术。

当前，超宽带无线电的实现基本上是采用冲激无线电技术。

它不是基于正弦载波的无线电系统的概念，而是一种采用冲激脉冲作为信息载体的非正弦系统。

(一)时间调制超宽带TM-UWB的关键技术——时间调制技术。

TM-UWB技术的一般工作原理是发送和接收脉冲间隔严格受控的高斯单周期超短时脉冲，其宽度通常在200ps-500ps之间，脉冲与脉冲之间的间即，即重复周期通常在25ns-1000ns之间，超短时单周期脉冲决定了信号的带宽很宽，超宽带接收机直接将射频信号转换为墓带数字信号和模拟输出信号。

只用一级前端交叉相关器就把电磁脉冲序列转换成基带信号，不用传统通信设备中的中频级，极大地降低了设备复杂性。

单比特的信息常被扩展到多个单脉冲上，接收机将这几个脉冲相加以恢复发射信息。

(二)时间调制超宽带宽(TM--UWB)系统的性能特点。

基于时间脉冲位置调制的超宽带无线时域技术有以下特点：用超短周期脉冲进行通信，此信号本身为超宽带信号，谱密度极低，信号的中心频率在650MHz-SGHz之间，在亚毫瓦量级的平均功率下的传输距离达数英里，抗干扰和抗多径的能力强，具有很宽的带宽和多个信道可以利用，与扩频系统相比，时域通信系统结构简单，成本相对较低。

具体来讲：1、隐蔽性好。

无线电波空间传播的“公开性”是无线电通信较之有线通信的固有不足。

uwb技术的应用领域UWB技术（Ultra-Wideband）主要指用于无线通信的一种无线电技术。

它是一种通过瞬时调频来产生短脉冲的无线电技术，这些脉冲的宽度非常短，只有数纳秒。

UWB技术广泛应用于传感、定位、通信、雷达等领域。

下面将分别介绍UWB技术在不同应用领域的应用情况。

1.传感领域在传感领域，UWB技术主要应用于测距和物体识别。

其中，UWB测距利用UWB超短脉冲传输，通过测距时隙数计算距离。

UWB测距技术最大的优点是测量精度高，目前可达到10cm级别。

UWB物体识别则利用UWB信号的频谱特性，通过分析多径传播信号，识别并区分不同对象的属性。

UWB物体识别技术可广泛应用于智能交通、智能安防等领域。

2.定位领域UWB技术在定位领域的应用主要有室内定位、智能交通及智能物流定位等。

UWB室内定位利用UWB超短脉冲特性，通过测距原理计算出根据基站定位标签，然后确定标签位置，实现室内定位。

室内定位目前是UWB技术应用的主要领域，可广泛运用于室内导航、智能交通、智能安防等领域。

UWB智能交通定位则利用UWB进行车辆/行人定位，实现精准的交通管制、调度和预警；UWB智能物流则利用UWB进行物品位置的精确定位，实现物品流程的精益化管理。

3.通信领域UWB技术在通信领域主要应用于宽带数据传输和室内移动通信。

UWB通信是一种低功率、高宽带技术，可达到很高的传输速率。

UWB技术在室内通信方面则可应用于户内通信，如在住宅、写字楼等复杂室内场景下，可利用UWB技术实现高速无线局域网，解决了由于墙体、玻璃等环境因素导致室内信号传输的难题。

4.雷达领域UWB技术在雷达领域应用较为普遍。

UWB雷达利用UWB脉冲信号的特性，实现了细小目标的探测和高精度测距。

它具备信息带宽宽、可控范围狭窄等特点，能够在高杂波环境下实现抗干扰、高精度的目标探测。

UWB雷达技术可应用于军事情报获取、安全监控、车辆安全防范等方面。

总之，UWB技术以其高精度、高宽带、低干扰等优点，在传感、定位、通信和雷达等领域都得到了广泛应用，为各行各业提供了更加精准、高效、智能的解决方案。

一、UWB技术简介UWB技术是一种与其它技术有很大不同的无线通信技术，它将会为无线局域网LAN和个人域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。

超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它开发了一个具有对信道衰落不敏感;发射信号功率谱密度低，有低截获能力，系统复杂度低，能提供数厘米的定位精度等优点。

UWB尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入和军事通信应用中。

虽然超宽带的描述并不详细，它确实有助于将这项技术与传统的“窄带”系统分隔开，或者是更新的主要是指文献中描述的未来3G蜂窝技术的“宽带”系统。

关于超宽带和其它的“窄带”或者是“宽带”主要有两方面的区别。

一是超宽带的带宽，在美国联邦通信委员会(FCC)所定义比中心频率高25%或者是大于1.5G赫兹。

很清楚，这一带宽明显大于目前所有通信技术的带宽。

二是，超宽带典型的用于无载波应用方式。

传统的“窄带”和“宽带”都是采用无线电频率(RF)载波来传送信号，频率范围从基带到系统被允许使用的实际载波频率。

相反的，超宽带的实现方式是能够直接的调制一个大的激增和下降时间的“脉冲”，这样所产生的波形占据了几个GHz的带宽。

UWB无线通信技术与现有的无线通信技术有着本质的区别。

当前的无线通信技术所使用的通信载波是连续的电波，形象地说，这种电波就像是一个人拿着水管浇灌草坪时，水管中的水随着人手的上下移动形成的连续的水流波动。

几乎所有的无线通信包括移动电话、无线局域网的通信都是这样的:用某种调制方式将信号加载在连续的电波上。

与此相比，UWB无线通信技术就像是一个人用旋转的喷洒器来浇灌草坪一样，它可以喷射出更多、更快的短促水流脉冲。

UWB产品在工作时可以发送出大量的非常短、非常快的能量脉冲。

这些脉冲都是经过精确计时的，每个只有几个毫微秒长，脉冲可以覆盖非常广泛的区域。

脉冲的发送时间是根据一种复杂的编码而改变的，脉冲本身可以代表数字通信中的0，也可以代表1。