超宽带无线通信解决方案的分析与比较解析.docx

2006年第2期(总第284期)文章编号:1002-8692(2006)02-0058-03超宽带无线通信解决方案的分析与比较*耿鹏,邹传云,游路路(桂林电子工业学院通信与信息工程系,广西桂林541004)【摘要】介绍了基于超宽带(UWB)无线通信技术的各种优势。对目前应用较为广泛的直接序列超宽带(DS-UWB)和多频带超宽带(MB-UWB)两种方案进行了比较分析,并对Freescale-UWB和Wisair-UWB的两种具体产品进行了分析。针对家庭和小型办公场所提出了UWB-AdHoc网络的实现结构。【关键词】超宽带;直接序列;多频带;UWB-AdHoc网络【中图分类号】【文献标识码】paringtheUltra-wideBandWirelessCorrespondenceSolutionsGENGPeng,ZOUChuan-yun,YOULu-lu(,GuilinUniversityofElectronicTechnology,Guilin541004,China)【Abstract】Variouskindsofcharacteristicsofultra--SequenceUWBandMulti--UWBandtheWisair--workforhomeandsmallofficeisproposed.【Keywords】ultra-wideband;direct-sequence;multi-frequencybands;UWB-work・实用技术・1引言超宽带(Ultra-WideBand,UWB)无线通信技术具有低成本、低功耗、高容量、高速率、抗多径衰落、精确定位等特点。目前,在日益增多的电子设备之间,它是实现小范围高速无缝的无线多媒体传输的理想技术。由于直接序列超宽带(DS-UWB)技术和多频带超宽带(MB-UWB)技术在实际应用中的突出表现,目前超宽带的标准和市场之争实际上是这两种技术之争。支持这两种技术的代表性公司分别是Freescale和Wisair,随着Freescale-UWB和Wisair-认证,超宽带无线通信技术将在激烈竞争中快速发展起来。2超宽带无线通信技术的优势1)低功耗、低成本超宽带无线电发射的是由信息和用户地址码共同控制脉冲起点的冲激脉冲串,使用间歇的脉冲来收发数据,因而大幅度降低了功耗,延长了电源的供电时间。另外,由于不使用载波电路,不需要上、下变频,可以减小系统的复杂性。脉冲发射机和接收机适于芯片集成,使得系统结构简单、体积小,降低了成本。2)高容量、高速率空间容量定义为单位面积信号覆盖区域内系统的吞吐量(bit/(s・m2))[1]。超宽带的低功率特性使得它的空间效率很高,而且如采用AdHoc技术进行组网,利用AdHoc网络的多跳特性,可以减小超宽带发射机的发射功率和覆盖区域,从而进一步提高超宽带系统的空间容量。也就是说在一个给定区域,可以有更多的发射机同时工作,这样提高了系统空间利用率,增加了系统的用户容量。3)精确定位超宽带的频谱范围很宽,因而可以达到很高的空间分辨率,确定30cm以内的传输节点的位置[2]。在UWB-AdHoc网络中,利用超宽带测距和定位技术,每个节点都可以了解到周围节点相对于自己的位置,将这些相对位置信息集中在一个或几个节点之中,即得到整个网络的相对拓扑结构。这与昂贵的GPS定位系统相比,无疑是有优势的。蓝牙等窄带技术使用RSSI(无线信号强度指标)以测量入局信号的强度来进行定位。但RSSI的精确率通常较低,如果传输设备前面有一个物体,就会降低信号强度,其测量值就会有偏差。显然,基于超宽带的测距和定位技术更胜一筹。文献[3]在介绍了测距和定位基本概念的基础上分析了两种超宽带定位协议,即基于锚(anchor-based)的协议和基于无锚(anchor-free)的协议,并与其他无线定位技术进行了比较。4)抗多径衰落多径衰落是指反射波和直射波叠加后引起的接收信号幅度的随机变化,它是无线通信的一大障碍。而UWB*国家自然科学基金项目:冲激无线电新调制方法研究(60472092)()已领先一步,应用在海尔的高清晰度电视上,此事被称作超宽带技术在家庭应用领域的一个里程碑。这款电视可以