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UWB通過(guò)發(fā)射非常短的時(shí)間脈沖來(lái)傳送數(shù)據(jù)，這使得它具有功率低、傳輸速率高、系統(tǒng)容量大、不易產(chǎn)生干擾、隱蔽性好、精確定位、設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。不足之處是，由于UWB使用很寬的帶寬與很多其他的無(wú)線通信系統(tǒng)頻段重疊，雖然理論上系統(tǒng)的發(fā)射功率很低，不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，但是，在實(shí)際應(yīng)用中還需要驗(yàn)證系統(tǒng)的兼容性問(wèn)題。

　　產(chǎn)生脈沖寬度為納秒級(jí)的信號(hào)源是UWB技術(shù)的前提條件，目前產(chǎn)生窄脈沖信號(hào)有兩類方法:光電法和電子法。光電法的基本原理是利用光導(dǎo)開(kāi)關(guān)的瞬間導(dǎo)通特性來(lái)獲得具有陡峭上升沿的脈沖信號(hào)。由于作為激發(fā)源的激光脈沖信號(hào)可以有很陡的前沿，所以得到的脈沖寬度可達(dá)到皮秒量級(jí)。電子法則利用了微波雙極性晶體管雪崩特性，使晶體管在雪崩導(dǎo)通瞬間電流迅速增長(zhǎng)，從而獲得具有陡峭前沿的波形，成形后得到極短脈沖。實(shí)際UWB通信中脈沖多采用單周期高斯函數(shù)，典型單周期高斯函數(shù)的寬度在0.1~1.5 ns，重復(fù)周期為25~1000 ns，具有很寬的頻譜。實(shí)際通信時(shí)還要利用數(shù)據(jù)信息和偽隨機(jī)碼對(duì)窄脈沖序列進(jìn)行編碼調(diào)制，改變脈沖的時(shí)間間隔，從而改善由脈沖周期重復(fù)引起的頻譜尖峰，使信號(hào)滿足UWB要求。

　　調(diào)制技術(shù)是UWB系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，UWB通信常用一組脈沖序列表示一位二進(jìn)制信息，調(diào)制分為組內(nèi)調(diào)制和組間調(diào)制。組內(nèi)調(diào)制稱為擴(kuò)譜，組間調(diào)制稱為信息調(diào)制。組內(nèi)一般選擇PPM和BPM，分別叫做跳時(shí)擴(kuò)譜(DH-SS)和直接序列擴(kuò)譜(DS-SS)。組間可以選擇PPM、BPM、PAM，這樣就有DH-SS_PPM、DS-SS_PPM、DH-SS_PAM、DS-SS_PAM、DH-SS_BPM、DS-SS_BPM等幾種調(diào)制方式。目前較成熟并常用的調(diào)制方式主要有跳時(shí)脈沖位置調(diào)制(TH-PPM)、跳時(shí)脈沖幅度調(diào)制(TH-PAM)和直接序列擴(kuò)頻(DS-UWB)調(diào)制。

　　多址技術(shù)研究的目的是如何合理分配和利用給定的頻譜資源來(lái)獲得最大系統(tǒng)容量、提高頻譜利用率，如何選擇信號(hào)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)多用戶傳輸而使多址干擾最小、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單。在UWB系統(tǒng)中多址接入方式與調(diào)制方式有密切聯(lián)系，若系統(tǒng)采用PPM調(diào)制，多采用跳時(shí)多址(THMA)實(shí)現(xiàn)多用戶接入。THMA利用偽隨機(jī)碼和時(shí)間來(lái)標(biāo)志用戶，資源分配由時(shí)間和碼結(jié)合產(chǎn)生，因此TH-PPM既屬于時(shí)分多址又屬于碼分多址;同樣，在DS-UWB系統(tǒng)中每個(gè)用戶被分配一個(gè)不同的碼字，發(fā)送的信息比特經(jīng)過(guò)偽隨機(jī)碼擴(kuò)頻后再由BPSK調(diào)制，用戶信道資源僅靠碼字來(lái)區(qū)分，因此DS-UWB的多址接入方式為碼分多址(CDMA)，或?qū)懽鱀S-CDMA。UWB經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展，有的學(xué)者把混沌理論應(yīng)用到UWB多址接入領(lǐng)域，從而形成了許多新的多址接入方式。目前常見(jiàn)的多址形式主要有:跳時(shí)脈沖位置調(diào)制(TH-PPM)、直接序列擴(kuò)頻(DS-UWB)調(diào)制、偽混沌跳時(shí)(PCTH)調(diào)制、混沌序列擴(kuò)頻(CSSS)調(diào)制、DS-BPSK/TH混合多址、DS-BPSK/Fixed TH混合多址、正交波形波分多址等。

　　UWB定位技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)

　　2002年至今，UWB技術(shù)和它帶動(dòng)的通信市場(chǎng)發(fā)生了驚天動(dòng)地的變化，到今天市場(chǎng)的走向初見(jiàn)明朗，一些產(chǎn)品已經(jīng)逐漸占據(jù)了市場(chǎng)。現(xiàn)在看來(lái)，在未來(lái)的幾年里，UWB技術(shù)和產(chǎn)品市場(chǎng)將會(huì)呈現(xiàn)幾大特點(diǎn)。

　　第一，在國(guó)際各大公司、科研機(jī)構(gòu)工作人員的不懈努力下，有關(guān)UWB的核心技術(shù)，如調(diào)制與解調(diào)、天線、檢測(cè)、同步、偽隨機(jī)序列生成、脈沖合成等將會(huì)逐漸得到改進(jìn)，UWB將會(huì)朝著更高速率、更低功耗、設(shè)備更加易實(shí)現(xiàn)、更加貼近人們生活需求的方向發(fā)展。同時(shí)，因?yàn)槌嗣绹?guó)完全開(kāi)放低頻和高頻以外，歐洲、韓國(guó)、日本和中國(guó)等國(guó)家和地區(qū)對(duì)低頻都有很嚴(yán)格的限制，但在高頻上限制比較少，支持高頻將變得非常重要，各大廠商都非常重視高頻并朝高頻方向努力。

　　第二，UWB產(chǎn)品最終會(huì)芯片化，并嵌入到筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、打印機(jī)、智能手機(jī)等終端上。UWB技術(shù)的應(yīng)用橫跨PC、CE和Mobile三大領(lǐng)域，隨著UWB技術(shù)的成熟，UWB產(chǎn)品市場(chǎng)將逐漸由最初的面向PC及外設(shè)市場(chǎng)向手機(jī)等家庭消費(fèi)電子市場(chǎng)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)個(gè)人電腦和家電設(shè)備之間的UWB互聯(lián)。

　　第三，UWB技術(shù)的出現(xiàn)會(huì)使目前的近距離無(wú)線通信領(lǐng)域技術(shù)格局重新整合，可以用8個(gè)字來(lái)概括，那就是融合、取代、各有定位。首先是藍(lán)牙與UWB的"融合"?？紤]到UWB高速、低功耗的特點(diǎn)，下一代Bluetooth 3。0標(biāo)準(zhǔn)中將會(huì)融合UWB技術(shù)。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟日前宣布，將在新一代藍(lán)牙技術(shù)中融合超寬帶無(wú)線技術(shù)，以解決目前藍(lán)牙成本高、傳輸慢，應(yīng)用范圍窄等技術(shù)和市場(chǎng)瓶頸。較之目前傳輸速率僅為3 Mbit/s的藍(lán)牙技術(shù)，加入了新技術(shù)的新版藍(lán)牙，不僅能夠滿足各種通信終端大量的音樂(lè)、圖像傳輸?shù)男枰?，更?shí)現(xiàn)了手機(jī)與PC、數(shù)碼相機(jī)等之間的無(wú)線傳輸。UWB與藍(lán)牙的結(jié)合，將為支持UWB的硬件產(chǎn)品與目前藍(lán)牙重點(diǎn)支持的通信產(chǎn)品之間提供更為廣泛的對(duì)接途徑，基于新一代藍(lán)牙技術(shù)的產(chǎn)品將于2007年末投放市場(chǎng)，在2008年開(kāi)始大量普及。其次是基于UWB的無(wú)線產(chǎn)品取代當(dāng)前的短距離線纜連接。

　　第四，各國(guó)的UWB法規(guī)逐漸完善，為國(guó)際間技術(shù)融合提供了前提。由于美國(guó)首先制訂了UWB監(jiān)管的規(guī)則，所以當(dāng)前市面上各大公司UWB產(chǎn)品僅適應(yīng)于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。隨著其他國(guó)家主管部門對(duì)UWB監(jiān)管政策的完善，將會(huì)出現(xiàn)適合具體國(guó)家政策的區(qū)域UWB標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)既考慮了當(dāng)?shù)卣谋O(jiān)管政策，又為UWB設(shè)備的國(guó)際互聯(lián)提供足夠空間。那時(shí)，如果能在這些區(qū)域UWB標(biāo)準(zhǔn)中尋求到交集，UWB國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的出爐也就不遠(yuǎn)了，而這也將大大推動(dòng)UWB技術(shù)向前發(fā)展。

　　總之，UWB可以在短距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)視頻、音頻和寬帶數(shù)據(jù)流的高速傳輸，是數(shù)字家庭無(wú)線組網(wǎng)和其他小范圍內(nèi)無(wú)線替代有線連接的首選技術(shù)。在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，UWB必定會(huì)以其高速、安全、低成本等諸多優(yōu)點(diǎn)吸引越來(lái)越多研究者的注意，發(fā)展?jié)摿笆袌?chǎng)空間不可估量。