超宽带是什么意思?(一)
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UWB超宽带什么是UWB超宽带?UWB(Ultra-WideBand)超宽带是一种通过在超宽频带范围内传输数据的无线通信技术。
它基于短脉冲信号,能够在极短的时间内传输大量数据。
UWB超宽带技术在无线通信领域具有广泛应用,包括室内定位、物体追踪、雷达和无线传感器网络等。
UWB超宽带的特点1.宽频带范围: UWB超宽带技术的一项主要特点是其宽频带范围。
通常,UWB的频带范围从几百兆赫兹(MHz)到几千兆赫兹(GHz),因此能够支持高速数据传输和较长的传输距离。
2.低功率: UWB超宽带技术在传输数据时使用低功率,这使得它可以在不干扰其他无线设备的情况下工作。
3.高精度定位: UWB超宽带技术可以实现高精度的室内定位。
由于UWB信号能够穿透墙壁和障碍物,因此可以在室内环境中实现准确的物体定位。
4.抗多径干扰:多径干扰是指由于信号在传播过程中碰撞、反射和折射等原因导致信号传输路径的多样性。
UWB超宽带技术通过使用信号的多径特性来抵消多径干扰,提高信号传输的可靠性。
UWB超宽带的应用1. 室内定位UWB超宽带技术在室内定位方面具有特殊优势。
通过将UWB设备部署在建筑物内部,可以实现对人员和物体的高精度定位。
这在商场、医院和仓库等场所可以提供实时的位置信息,便于管理和安全监控。
2. 物体追踪利用UWB超宽带技术,可以实现对物体的追踪。
通过将UWB标签附着在物体上,可以准确追踪其位置和运动轨迹。
这在物流管理、仓库管理和供应链领域具有广泛应用。
3. 雷达应用UWB超宽带技术在雷达领域也得到了广泛应用。
与传统雷达相比,UWB雷达具有更高的分辨率和更好的目标检测能力。
它可以在不同的天气和环境条件下提供高质量的目标识别和跟踪。
4. 无线传感器网络UWB超宽带技术在无线传感器网络中起到重要作用。
通过使用UWB传感器,可以实现对环境参数(如温度、湿度和压力等)进行高精度和实时的测量。
这在工业自动化、环境监测和智能家居等领域有着广泛的应用前景。
一、什么是UWB超宽带UWB由Ultra Wideband缩写而成,它是一种无载波通信技术。
超宽带和其它的“窄带”或者是“宽带”主要有两方面的区别:超宽带的带宽,按照美国联邦通信委员会(FCC)的定义信号带宽大于1.5GHz,或信号带宽与中心频率之比大于25%为超宽带;信号带宽与中心频率之比在1%~25%之间为宽带,小于1%为窄带,可见UWB的带宽明显大于目前所有通信技术的带宽。
超宽带的无载波传输方式。
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,载波的频率和功率在一定范围内变化,从而利用载波的状态变化来传输信息。
相反的,超宽带以基带传输。
按照FCC 的规定,从3. 1GHz 到10. 6GHz 之间的7. 5GHz 的带宽频率为UWB 所使用的频率范围。
二、UWB技术原理发射端将比特符号通过数字滤波器进行脉冲整形,然后转换成模拟信号发射出去,接收信号依次通过低噪声放大器(LAN)、可变增益放大器(VGA)和ADC后成为离散信号,接下来就可用DSP技术实现信号检测、估计、分集接收、判决译码等处理。
目前产生脉冲信号源的方法有两类:(1)光电方法(2)电子方法UWB的调制技术:(1)脉冲幅度调制(PAM)(2)脉冲位置调制(PPM)UWB技术的研究主要围绕以下几个方面:(1)可控窄脉冲产生技术(2)信道传播特性与信道模型(3)调制技术(4)多址技术(5)信号检测技术等。
三、UWB的主要特点1.简单系统结构UWB发射器直接用脉冲小型微带天线。
由于UWB 不需要对载波信号进行调制和解调,故不需要混频器、滤波器、RF/ IF 转换器及本地振荡器等复杂器件,同时更容易集成到CMOS 电路中。
2.高速数据传输理论上,一个宽度为0的脉冲具有无限的带宽,因此,脉冲信号要想发射出去并有足够带宽,必须有足够陡峭的上升/下降沿和足够窄的宽度。
3.功耗低由于不使用载波,仅在发射窄脉冲时消耗少量能量,从而节约了发射连续载波时的大量能耗。
嵌入式开发中的超宽带通信在嵌入式开发领域,超宽带通信已成为一项突破性的技术。
超宽带通信,又称为UWB通信(Ultra-Wideband Communication),是一种通过发送短脉冲信号来传输数据的无线通信技术。
与传统的窄带通信相比,超宽带通信具有更高的数据传输速率、更低的功耗以及更高的抗干扰能力。
本文将探讨嵌入式开发中的超宽带通信的原理、应用以及发展趋势。
一、超宽带通信的原理超宽带通信利用极短的脉冲信号传输数据。
这些脉冲信号的持续时间非常短,通常在纳秒级别,因此被称为“超宽带”。
超宽带信号可以充分利用频谱资源,在相同的频带宽度下能够传输更多的数据。
超宽带通信的关键技术之一是通过调制技术将数据转化为脉冲信号。
调制技术可以将数字信号转换为模拟信号,然后将模拟信号转换为脉冲信号。
脉冲信号可以通过无线信道传输,并在接收端经过重新调制和解调,还原出原始的数字信号。
二、超宽带通信的应用1. 无线传感器网络:在各类物联网应用中,无线传感器网络起到了至关重要的作用。
超宽带通信技术可以为无线传感器网络提供高速、低功耗以及抗干扰的通信方式,使得传感器节点之间的数据传输更加可靠和高效。
2. 室内定位系统:超宽带通信技术被广泛应用于室内定位系统中。
通过在室内布置超宽带基站和标签,可以实现对人员和物品的精确定位。
这对于一些需要准确追踪和管理的场景非常有用,比如工业生产线和仓储物流系统等。
3. 无线耳机和音频设备:超宽带通信技术可以实现高质量的无线音频传输,为无线耳机和音频设备带来更好的用户体验。
超宽带通信技术可以提供更高的音频传输速率和更低的延迟,使得音频传输更加稳定和清晰。
4. 智能家居系统:超宽带通信技术在智能家居系统中也有广泛应用。
通过超宽带通信,各种智能设备可以实现互联互通,形成智能化的家居体验。
比如,通过超宽带通信技术,可以实现智能电视与智能音箱的联动,实现语音控制和智能家居场景的切换。
三、超宽带通信的发展趋势1. 高速率和低功耗:未来超宽带通信技术将继续追求更高的数据传输速率和更低的功耗。
超宽带发展历程分析报告声明:本文内容信息来源于公开渠道,对文中内容的准确性、完整性、及时性或可靠性不作任何保证。
本文内容仅供参考与学习交流使用,不构成相关领域的建议和依据。
一、超宽带的起源超宽带(Ultra-Wideband,UWB)技术作为一种无线通信技术,起源于20世纪60年代,并在随后的几十年中经历了多次重要的发展和变革。
下面将从UWB技术的初步探索、标准化进程以及商业应用三个方面,详细论述超宽带的起源。
(一)UWB技术的初步探索1、脉冲无线电的早期研究在20世纪60年代初期,科学家们开始了对脉冲无线电(ImpulseRadio,IR)的早期研究,这是UWB技术的前身。
脉冲无线电使用极短时间的脉冲信号进行通信,这些脉冲信号的带宽非常宽,远远超过了传统窄带通信系统的带宽。
这一时期的研究主要集中在脉冲信号的产生、传输和接收技术上。
2、时域和频域特性研究在研究过程中,科学家们发现脉冲无线电信号在时域上具有极短的持续时间,而在频域上则表现出极宽的带宽。
这种独特的时域和频域特性使得UWB技术能够实现高速、低功耗和精确定位的无线通信。
(二)UWB技术的标准化进程1、FCC对UWB技术的认可20世纪90年代,随着无线通信技术的快速发展,美国联邦通信委员会(FCC)开始关注UWB技术。
在评估了UWB技术的潜力和优势后,FCC于2002年发布了关于UWB技术的规则和建议,正式认可了UWB技术作为一种合法的无线通信技术。
这一举动为UWB技术的商业化应用奠定了基础。
2、国际标准化组织的参与随着UWB技术的不断发展,国际标准化组织(如IEEE、ITU等)也开始参与到UWB技术的标准化工作中。
这些组织制定了UWB技术的相关标准和规范,推动了UWB技术的全球范围内的发展和应用。
(三)UWB技术的商业应用1、高精度定位服务UWB技术的高精度定位能力使其在室内定位、智能家居、工业自动化等领域得到了广泛应用。
例如,利用UWB技术可以实现厘米级的室内定位精度,为用户提供精确的导航和位置服务。
超宽带系统概要1 目前无线通信技术从涵盖范围来划分主要分为无线个域网(Wireless Personal Aera Network,WPAN )、无线局域网(Wireless Local Aera Network ,WLAN)、无线城域网(Wireless Metropolian Aera Network ,WMAN)、无线广域网(Wireless Wide Aera Network ,WWAN)四类。
WPAN 是为了实现活动半径小、业务类型丰富、面向特定群体、无线无缝连接而提出的新型无线通信网络技术。
超宽带是一种适用于WPAN 的无线技术。
美国联邦通讯委员会(Federal Communications Commission ,FCC )对超宽带的定义:相对带宽大于20%或绝对带宽大于500MHz ,并满足其对信号功率谱密度的限制要求。
FCC 将超宽带系统的带宽限制在 3.1~10.6GHz 频带内,并要求其等效各向同性辐射功率(Equivalent Isotropic Radiated Power,EIRP )限制在-41.3dBm/MHz 以下。
超宽带通信系统的实现方式:脉冲无线电(传统)和载波调制(主流的延伸)。
常见的超宽带通信体制:脉冲无线电(Impulse Radio ,IR )(经典)、直接序列扩频超宽带(Direct Sequence Ultra Wide Band ,DS-UWB )、多带正交频分多路复用(Multi-Band OFDM Alliance ,MBOA )。
脉冲无线电(IR )时域宽度为纳秒级或压纳秒级,占空比很低,不需经过频谱搬移。
脉冲超宽带的特性(IR-UWB ):1>支持高数据速率或系统容量超宽带脉冲持续时间短,可以通过调整跳时多址接入方式中的占空比(提高)或DS 多址接入方式中的序列长度(降低)实现高速率。
2>定位精度高,探测能力强超宽带信号的时间分辨能力直接决定了信号到达时间(Time Of Arrival ,TOA )估计的精确度,通常用克拉美-劳下界(Cramer-Rao Low Bound ,CRLB )衡量。
什么是超宽带推荐文章如何解除网络宽带限制热度:如何解决家里宽带IP变成内网地址热度:电脑开机后宽带连接很慢怎么解决热度: win10怎么解除宽带限制热度:光纤宽带怎么修改密码热度:超宽带(Ultra-wideband,简称UWB)是一种具备低耗电与高速传输的无线个人局域网络通讯技术,适合需要高质量服务的无线通信应用,可以用在无线个人局域网络(WPAN)、家庭网络连接和短距离雷达等领域。
它不采用连续的正弦波(sine waves),而是利用脉冲讯号来传送。
下面店铺与大家分享一下什么是超宽带。
什么是超宽带UWB技术是一种新型的无线通信技术。
它通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制,使信号具有GHz量级的带宽。
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,它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、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的优点与其他无线通信技术相比,UWB具有许多优点。
表1将UWB技术与其他无线局域网技术进行了比较。
UWB技术的特点有:传输速率高、系统容量大、抗多径能力强、功耗低、成本低。
UWB通过改变脉冲的幅度、间距或者持续时间来传递信息。
与窄带收发信机和蓝牙收发信机相比,UWB不需要产生正弦载波信号, 可以直接发射冲激脉冲序列,因而具有很宽的频谱和很低的平均功率,有利于与其他系统共存,提高频谱利用率。
UWB不需要正弦波调制和上、下变频,也不需要本地振荡器、功放和混频器等,因此体积小,系统的结构比较简单。
UWB信号的处理也比较简单,只需使用很少的射频或微波器件,射频设计简单,系统的频率自适应能力强。
可以将脉冲发射机和接收机前端集成到一个芯片上,再加上时间基和控制器,就可以构成一部UWB通信设备。
因此,它的成本可以大大降低。
由于UWB信号采用了跳时扩频,其射频带宽可以达到1GHz以上,它的发射功率谱密度很低,信号隐蔽在环境噪声和其他信号之中,用传统的接收机无法接收和识别,必须采用与发端一致的扩频码脉冲序列才能进行解调,因此增加了系统的安全性。
无线通信中的高速传输技术----UWB在现代通信系统与技术系列讲座的课堂中,老师向我们介绍了无线通信中的高速传输技术——超宽带技术,现在生活中对于无线技术的要求越来越高,人们都不满足于现状,三大运营商移动,电信,联通也都在不断地提高宽带速度以满足人们的需求。
而对于超宽带技术我刚开始基本上什么都不了解,后来课堂上老师的讲解了对此有了一定的了解,自己课后也查阅了相关资料,收获颇丰。
随着无线通信技术的发展,人们对高速短距离无线通信的要求越来越高。
超宽带(UWB)技术的出现,实现了短距离内超带宽、高速的数据传输。
其调制方式和多址技术的特点使得它具有其他无线通信技术所无法具有的很宽的带宽、高速的数据传输、功耗低、安全性能高等特点。
无线通信技术是当前发展最迅速、最具活力的技术领域之一,在这个领域中,各种新技术、新方法层出不穷。
其中,超宽带技术是在20世纪90年代以后发展起来的一种具有巨大发展潜力的新型无线通信技术,被列为未来通信的十大技术之一。
而什么是超宽带呢?1989年美国国防部首次使用超宽带这个术语,并规定若一个信号在 20dB处的绝对带宽大于1.5GHz或分数带宽大于25%,则这个信号就是超宽带信号。
UWB技术既不同于传统的窄带无线传输技术,也不同于3G 蜂窝通信中的扩频宽带技术,它不需载波,能直接调制脉冲信号,产生带宽高达几个GHz的窄脉冲波形,其带宽远远大于目前任何商业无线通信技术所占用的带宽。
近几十年来,无线通信技术得到了快速的发展,人们对各种无线通信业务的需求也在迅猛增长。
超宽带技术因其优良的技术特性、并可缓解日益紧张的频谱资源,在最近几年蓬勃发展,越来越受到社会各界特别是通信界和产业界的重视,超宽带将获得越来越广泛的研究和应用。
在超宽带无线通信相关技术的研究的论文中我了解到超宽带技术的历史,可以追溯到1942年DeRosa提交的随机脉冲系统的专利。
20世纪60年代对时域电磁学的研究进一步促进了超宽带技术的发展。
UWB技术是一种新型的无线通信技术。
它通过对具有很陡上升和下降时间的冲
激脉冲进行直接调制,使信号具有GHz量级的带宽。
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,它具有对信道衰落不敏感、发射
信号功率谱密度低、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的优点
与其他无线通信技术相比,UWB具有许多优点。
表1将UWB技术与其他无线
局域网技术进行了比较。
UWB技术的特点有:传输速率高、系统容量大、抗多
径能力强、功耗低、成本低。
UWB通过改变脉冲的幅度、间距或者持续时间来
传递信息。
与窄带收发信机和蓝牙收发信机相比,UWB不需要产生正弦载波信号, 可以直接发射冲激脉冲序列,因而具有很宽的频谱和很低的平均功率,有利于与
其他系统共存,提高频谱利用率。
UWB不需要正弦波调制和上、下变频,也不需要本地振荡器、功放和混频器等,因此体积小,系统的结构比较简单。
UWB信号的处理也比较简单,只需使用很
少的射频或微波器件,射频设计简单,系统的频率自适应能力强。
可以将脉冲发
射机和接收机前端集成到一个芯片上,再加上时间基和控制器,就可以构成一部UWB通信设备。
因此,它的成本可以大大降低。
由于UWB信号采用了跳时扩频,其射频带宽可以达到1GHz以上,它的发射功率谱密度很低,信号隐蔽在环境噪声和其他信号之中,用传统的接收机无法接收
和识别,必须采用与发端一致的扩频码脉冲序列才能进行解调,因此增加了系统
的安全性。
UWB信号的衰落比较低,有很强的抗多径衰落的能力。
UWB信号的高带宽带
来了极大的系统容量,由于UWB无线电信号发射的冲激脉冲占空比极低,系统有
很高的增益和很强的多径分辨力,所以系统容量比其他的无线技术都高。
由于UWB信号的扩频处理增益比较大,即使采用低增益的全向天线,也可使
用小于1mW的发射功率实现几公里的通信。
如此低的发射功率延长了系统电源
的使用时间,非常适合移动通信设备的应用。
有研究表明,使用超宽带的手机待
机时间可以达6个月,而且低辐射功率可以避免过量的电磁波辐射对人体的伤害。
UWB-RT的应用
随着UWB-RT商业化的开始用,这项技术为支持高速应用和低速智能设备的
短距离无线通信系统的部署提供了可能性。
FCC定义的UWB天线系统,使用简单
的调制和编码机制,在短距离内可达到的信息速率大于100Mb/s。
UWB在信息速
率和覆盖范围之间可以做一个折衷。
大量的应用场景适合使用UWB,主要包括:高速无线个人网(HDR-WPAN);无
线以太网接口链路(WEIL);智能天线区域网(IWAN);室外点对点网络(OPPN);传感器,定位和识别网络(SPIN)。
前三种情况假定UWB设备网络部署在居民区或者办公区,主要传送用于娱乐的无线视频/音频和控制信号。
第四种情况提供室外点对点连接,而第五种考虑工业和商业环境。
1. 高速无线个人网(HDR-WPAN)
HDR-WPAN定义为:每个房间的活动设备为5~10,在1~10m范围内,数据速率为100~500Mb/s,主要基于点对点拓扑。
使用现有的有线或者无线标准,通过中继与外部相连。
2.无线以太网接口链路(WEIL)
可以将HDR的概念扩展到更高的数据速率,如1Gb/s,2.5Gb/s。
WEIL应该满足以下需求:从PC厂商方面,需要以太网线的替代品;从消费者角度看,在PC和LCD屏之间要求高质量的无线视频传输能力,可以传无线数字视频。
3.智能天线区域网(IWAN)
IWAN的特征是:在室内或者办公室等有高密度设备的地方,覆盖范围为
30m。
设备的要求是:低成本,。