通信工程師設(shè)備環(huán)境UWB通信技術(shù)簡(jiǎn)介

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1.1 UWB通信技術(shù)簡(jiǎn)介
UWB的歷史淵源，可以追溯到一百多年前的無線電報(bào)時(shí)代。早在1894-1896年，馬可尼(Marconi)就率先實(shí)現(xiàn)了利用電火花隙(sparkgap)發(fā)射機(jī)向2英里外傳輸莫爾斯電碼，而早在1900年，費(fèi)森登(Fessenden)就利用了火花隙發(fā)射機(jī)將聲音傳到了1英里之外。由于技術(shù)上的限制和需求可靠通信的商界壓力，研究和開發(fā)轉(zhuǎn)向連續(xù)波傳輸，直到最近幾年，都只是局限在雷達(dá)領(lǐng)域。但是Marconi的一些追隨者也不斷地出現(xiàn)：1946年，開發(fā)了一種不尋常的微波中繼系統(tǒng)，該系統(tǒng)以傳輸脈沖信號(hào)為基礎(chǔ)，采用脈沖位置調(diào)制(PPM)方式，雙向語(yǔ)音傳輸?shù)臒o線鏈路總共可達(dá)1600英里，單向時(shí)為3200英里。Barrett曾在2000年指出，美國(guó)國(guó)防部于1989年“鑄造”了UWB這個(gè)詞。20世紀(jì)90年代，一些中小型企業(yè)又重新引入基于UWB概念的無線通信思想，并進(jìn)一步發(fā)展了遵從IR范例的UWB技術(shù)，提升了無載波和極短脈沖傳輸技術(shù)[1][2][3]。
2002年2月28日，美國(guó)英特爾公司主辦的開發(fā)商會(huì)議“IntelDeveloperForum(IDF)Spring2002”上公開演示了下一代短距離無線技術(shù)“UWB（超寬帶技術(shù)）”。主要有如下三大特點(diǎn)：(1)高達(dá)數(shù)百M(fèi)bit/秒的高速通信；(2)耗電量為現(xiàn)有無線技術(shù)的1/100以下；(3)較現(xiàn)有無線技術(shù)成本更低。
除英特爾外，美國(guó)TimeDomain、美國(guó)MultispectralSolutions以及美國(guó)XtremeSpectrum等公司也在進(jìn)行UWB無線設(shè)備的開發(fā)和生產(chǎn)。這些公司都正在從事軍用無線設(shè)備及雷達(dá)方面的研發(fā)。
通過通信界希賽網(wǎng)們大量努力所作出技術(shù)成果的鋪墊，UWB無線通信史上最具里程碑意義的時(shí)間發(fā)生在2002年4月，美國(guó)FCC（聯(lián)邦通信委員會(huì)）批準(zhǔn)了第一個(gè)指南，允許（至少在美國(guó)）在指定地功率輻射掩蔽(emissionmask)下的UWB信號(hào)有意識(shí)發(fā)射。然而，根據(jù)FCC的規(guī)定，UWB并不局限于脈沖傳輸，而是可以擴(kuò)展為類似地傳輸技術(shù)，只要發(fā)射信號(hào)大帶寬大于500MHz。FCC規(guī)定的發(fā)布產(chǎn)生了雙重影響。一方面，F(xiàn)CC關(guān)于UWB的輻射規(guī)定，提高了主要芯片生產(chǎn)商（如TexasInstrument、Motorola、IBM和Intel等）的興趣；而在另一方面，引發(fā)了圍繞IR方式與傳統(tǒng)地基于連續(xù)載波傳輸技術(shù)的優(yōu)勢(shì)問題的爭(zhēng)論。爭(zhēng)論一直沒有達(dá)成一致，這一點(diǎn)可從當(dāng)前在UWB標(biāo)準(zhǔn)問題上的分歧，尤其IEEE是802.15.3a任務(wù)組(TaskGroup)的框架便知。這個(gè)任務(wù)組于2011年底為了發(fā)展高速低功耗WPAN的而成立。到2004年3月為止，對(duì)基于UWB的物理層提出了兩種仍在考慮中的提案：一種是將跳頻與正交頻分復(fù)用(OFDM)結(jié)合起來的MB(Multi-Band)方案，另一種是保存了原始UWB脈沖屬性的DS-UWB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(yíng)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(chǎng)解決，該工作組也于05年宣布投票解散。至今，UWB還在爭(zhēng)論之中。

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