除了一般應(yīng)用在智能家居領(lǐng)域里的藍(lán)牙、WI-FI等無線技術(shù)，你是否了解過無載波通信技術(shù)呢？
UWB在早期被用來應(yīng)用在近距離高速數(shù)據(jù)傳輸，近年來國外開始利用其亞納秒級超窄脈沖來做近距離精確室內(nèi)定位，如LocalSense無線定位系統(tǒng)。一開始是使用脈沖無線電技術(shù)，此技術(shù)可追溯至19世紀(jì)。后來由Intel等大公司提出了應(yīng)用了UWB的MB-OFDM技術(shù)方案，由于兩種方案的截然不同，而且各自都有強(qiáng)大的陣營支持，制定UWB標(biāo)準(zhǔn)的802.15.3a工作組沒能在兩者中決出最終的標(biāo)準(zhǔn)方案，于是將其交由市場解決。
它的抗干擾性能強(qiáng)，傳輸速率高，系統(tǒng)容量大發(fā)送功率非常小。UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實(shí)現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長系統(tǒng)電源工作時(shí)間。而且，發(fā)射功率小，其電磁波輻射對人體的影響也會(huì)很小，應(yīng)用面就廣。
它主要是一種不用載波的技術(shù)，采用時(shí)間間隔極短(小于1ns)的脈沖進(jìn)行通信的方式，也稱做脈沖無線電( Impulse Radio)、時(shí)域(Time Domain)或無載波(Carrier Free)通信。與普通二進(jìn)制移相鍵控(BPSK)信號波形相比，UWB方式不利用余弦波進(jìn)行載波調(diào)制而發(fā)送許多小于1ns的脈沖，因此這種通信方式占用帶寬非常之寬，且由于頻譜的功率密度極小，它具有通常擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)。
UWB通過在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號，能在10米左右的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)百M(fèi)bit/s至數(shù)Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。UWB具有抗干擾性能強(qiáng)、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能小、發(fā)送功率小等諸多優(yōu)勢，主要應(yīng)用于室內(nèi)通信、高速無線LAN、家庭網(wǎng)絡(luò)、無繩電話、安全檢測、位置測定、雷達(dá)等領(lǐng)域。
與藍(lán)牙和WLAN等帶寬相對較窄的傳統(tǒng)無線系統(tǒng)不同，UWB能在寬頻上發(fā)送一系列非常窄的低功率脈沖。較寬的頻譜、較低的功率、脈沖化數(shù)據(jù)，意味著UWB引起的干擾小于傳統(tǒng)的窄帶無線解決方案，并能夠在室內(nèi)無線環(huán)境中提供與有線相媲美的性能。
UWB具有以下特點(diǎn)：
抗干擾性能強(qiáng)。UWB采用跳時(shí)擴(kuò)頻信號，系統(tǒng)具有較大的處理增益，在發(fā)射時(shí)將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。接收時(shí)將信號能量還原出來，在解擴(kuò)過程中產(chǎn)生擴(kuò)頻增益。因此，與IEEE802.11a、IEEE802.11b和藍(lán)牙相比，在同等碼速條件下，UWB具有更強(qiáng)的抗干擾性。傳輸速率高。UWB的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到幾十Mbit/s到幾百M(fèi)bit/s，有望高于藍(lán)牙100倍，也可以高于IEEE802.11a和IEEE802.11b。
帶寬極寬。UWB使用的帶寬在1GHz以上，高達(dá)幾個(gè)GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大，并且可以和窄帶通信系統(tǒng)同時(shí)工作而互不干擾。這在頻率資源日益緊張的今天，開辟了一種新的時(shí)域無線電資源。
消耗電能小。通常情況下，無線通信系統(tǒng)在通信時(shí)需要連續(xù)發(fā)射載波，因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波，只是發(fā)出瞬間脈沖電波，也就是直接按0和1發(fā)送出去，并且在需要時(shí)才發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能小。
保密性好。UWB保密性表現(xiàn)在兩方面。一方面是采用跳時(shí)擴(kuò)頻，接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時(shí)才能解出發(fā)射數(shù)據(jù);另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低，用傳統(tǒng)的接收機(jī)無法接收。
結(jié)語：雖然當(dāng)前應(yīng)用此技術(shù)的實(shí)際產(chǎn)品和系統(tǒng)較少，大部分仍處于理論實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，需要更多的升級和革新。但其優(yōu)勢和應(yīng)用特色，相信在未來智能家居領(lǐng)域還有一席之地。
