无线通信技术的运用范文

1UWB超宽带技术的应用

由于具有明显的技术优势，UWB技术应用领域非常广泛，例如洲量系统、通信系统和成像系统等，包括如实时监视系统、医疗成像系统、地面穿透雷达等，除了在高速数据WPAN中的应用外，UWB在覆盖范围与信息速率之间可以做一个平衡，FCC定义的UWB在短距离内天线系统可达到的信息速率大于100Mb/s，是使用编码机制和简单调制。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）、远程检查家庭周围传感器的控制信号、报警信号等，或者无线以太网接状态。

2UWB无线通信的性能特点及局限性

2.1UWB无线通信的主要优点

通过以上分析，UWB无线通信的主要优势可以概括出以下几点：（1）UWB技术从技术工程的角度看，可以集成在一块成通信规划与设计本较低的芯片中，这一点远比其它无线技术简单，在发射功率方面，与民用波段设备和蜂窝电话相比，UWB发送功率是现有无线系统的1/10～1/100，仅需要毫瓦级。因此，与现有的无线系统相比，使用UWB产品的制造成本和销售价格要低得多。（2）在UWB无线系统中，一般来说多径不是主要的问题，对应ns级的解析度，在时间上，GHz级的带宽能够分离多径信号，可以充分地利用发射信号的能量，再加上采用RAKE接收机结合时间分集，因此对现有窄带系统性能而言，在某种程度上对UWB有所减轻，多径效应受到限制。（3）UWB技术具有较高的数据传输速率。在5～10m的范围内，即使是低能耗的蓝牙技术（70Mbit/s）和“802.11”无线网络技术（54Mbit/s）也远不能与UWB相比，但是UWB可以提供100Mbit/s的数据速率。同时，与传统的无线技术相比，UWB的空间容量也更大。（4）在频域上，理论上冲击脉冲可以将信号能量从直流（DC）扩展到接近光波的频域，但是在实际中，冲击脉冲不能产生一个宽度为0的脉冲，而由于UWB在频域上跨越具有相当大的范围，因此UWB技术具有极窄的脉冲信号能量。在这样大的频段范围内平均发射信号，在嘈杂的环境中是很难被检测到的，因此，UWB是一种安全的通信方式。（5）UWB具有较高的穿透力，可以起到与雷达相同的作用，其ns级的高速脉冲可以穿透墙壁和其它物体。因此，除应用于通信领域外，UWB技术还兼有测距、车辆防撞、定位、透视等功能，且这些功能均可集于一体。

2.2UWB无线通信的局限性

2.2.1干扰的问题（1）UWB对其它无线系统的干扰在目前为止，UWB技术只在小范围内得到有限的应用，是一种以共享其他无线通信频带为前提的通信技术。UWB收发无线电信号采用的是非常宽的带宽，但是直到目前为止，实际上总要有部分频带与现有无线系统使用的频带相重叠，目前UWB对窄带系统严重的干扰或者潜危险仍处于研究之中，例如安全、军事、航空、天文等领域，并不存在如此宽的空闲频带，甚至UWB收发无线电信号会对其它窄带无线通信，例如GPS等造成干扰。（2）UWB受其它无线系统的干扰UWB接收机极易受到传统窄带通信机的干扰。传统超外差式接收机的门限值如果高于UWB信号的话，那么UWB接收机的门限值就会低于传统发射机发射的窄带信号，因此在UWB接收机的频带内，不能满足其超宽带的天线、匹配滤波器的精度等要求。

2.2.2其它方面的局限性检测接收脉冲需要精确的定时，但是UWB技术的脉冲持续时间短。另外，由于传统的收发信机只要控制外噪声，但是对于UWB技术来说，只控制外噪声是不可行的，因此来自UWB板载的微控制器产生的噪声就成了一个急待解决的问题。从本质上讲，如果UWB的目标是得到高速数据速率或高信道容量，如果允许且不造成干扰，那么可以通过将发送信号的功率提高，或者将平均脉冲频率提高到2GHz以上等方法来得到得到高速数据速率或高信道容量，这与我们常规使用的无线通信系统一样，即UWB系统也需在灵活支持多速率、复杂度、发送峰值功率、带宽效率和用BER表示的性能之间达成一个折衷。

3发展与应用前景

从20世纪60年代开始，超宽带通信技术重新走入我们视野之后，超宽带通信技术具有优良的特性而逐步进入雷达等通信领域。超宽带应用于通信系统由很多优点，主要有：功率普密度极低，在高斯白噪声以下，与已有无线通信系统兼容；难于被监听（LPI/LPD）；具有极高的，可以高达厘米级的定位精度的空间解析度；功耗低；实现全数字化；可以高达1Gbit/s的高速无线数据传输。作为一种民用产品，超宽带无线通信技术已经进入我们的生活中，给我们带来前所未有的便利，超宽带通信技术应用前景广阔。与移动通信的快速发展相辉映，在技术的研发和创新上，宽带无线接入技术也表现出空前的繁荣景象。WLAN已在全世界得到了推广应用，IEEE的802系列标准发展迅速，一些超宽带的无线技术也表现活跃，UWB的研究和标准化工作快速推进。

4结束语

作为民用的一项新技术，UWB技术还不太成熟。在很多方面还有很多问题没有解决，例如UWB设备之间的相互干扰、QoS保证，以及天线设计、收发机设计等。随着信息技术日益完善，超宽带通信技术在无线通信方面的独特优势，将促进该技术的商业化进程的加快。

作者：周光义单位：贵州省毕节市广播电视台