亚博APP手机版|简析智能家居领域无载波通信技术UWB

本文摘要:除了智能家居领域普遍使用的蓝牙、WI-FI等无线技术,你了解过无载波通信技术吗?

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除了智能家居领域普遍使用的蓝牙、WI-FI等无线技术,你了解过无载波通信技术吗?早期超宽带用于短距离的高速数据传输。近年来,国外开始利用其亚纳秒超强宽脉冲实现短距离的室内精确定位,如LocalSense无线定位系统。这项技术最初用于脉冲无线电技术,可以追溯到19世纪。后来,应用于UWB的MB-OFDM技术方案被英特尔等大公司明确提出。

由于两种方案完全不同,各有阵营的强烈反对,制定UWB标准的802.15.3a工作组未能消除两者中的最终标准方案,于是交给市场解决。它抗干扰性能强,传输速率低,系统容量大,传输功率很小。超宽带系统的发射功率很小,通信设备可以建立发射功率大于1mW的通信。

较低的传输功率大大缩短了系统电源的工作时间。而且发射功率小,电磁波和电磁辐射对人体的影响也不会小,所以应用广泛。

它主要是一种无载波技术,利用短时间间隔(1ns以上)的脉冲进行扩频通信,也称ImpulseRadio、TimeDomain或CarrierFree通信。与普通的二进制后向移位互键控(BPSK)信号波形相比,UWB模式不使用余弦波进行载波扩频调制,发送的脉冲数大于1ns,因此这种通信模式具有很长的空闲比特率,并且由于频谱的功率密度大于频谱的功率密度,所以一般具有扩频通信的特点。

超宽带可以在很宽的频谱上传输非常低功率的信号,并且可以在大约10米的范围内建立从几百兆比特/秒到几千兆比特/秒的数据传输速率。超宽带具有抗干扰能力强、传输速率低、近长比特率、低功耗和低发射功率等优点。主要用于室内通信、高速无线局域网、家庭网络、无绳电话、安防检测、方位测量、雷达等领域。

与传统的宽比特率无线系统(如蓝牙和无线局域网)不同,超宽带可以在宽带上发送一系列非常宽的低功率脉冲。更宽的频谱、更低的功率和脉冲数据意味着超宽带带来的障碍大于传统窄带无线解决方案带来的障碍,需要在室内无线环境中获得与有线相当的性能。超宽带具有以下特点:抗干扰性能强。超宽带采用跳频扩频信号,系统处理增益小。

起飞时将微弱的无线电脉冲信号集中在一个较宽的频带内,输出功率甚至高于普通设备产生的噪声。接手时信号能量恢复,解扩过程中产生扩频增益。因此,与IEEE802.11a、IEEE802.11b和蓝牙相比,在相同码率下,UWB具有更强的抗干扰性能。

传输速率低。UWB的数据速率可以超过几十兆比特/秒到几百兆比特/秒,未来会比蓝牙低100倍,也比IEEE802.11a和IEEE 802.11b低,比特率接近长。

UWB使用的比特率在1GHz以上,比1 GHz低几GHz左右。超宽带系统容量大,可以同时与窄带通信系统工作,互为阻碍。

在频率资源日益紧张的今天,一种新的时域无线电资源已经建立起来。低功耗。一般来说,无线通信系统在通信时必须倒计时载波,因此会消耗一定的功率。

但UWB不是用于载波,只接收瞬时脉冲波,即需要按0和1发送,需要时才发送成脉冲波,所以功耗小。保密性好。UWB的保密性表现在两个方面。一方面,使用跳频扩频时,接收机只有在发送到端的扩频码未知的情况下才能解提离数据;另一方面,系统的发射功率序列密度极低,传统接收机无法接管。

结论:虽然实用的产品和系统很少。

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