加速跳动的无线脉博
在无线通信技术领域,围绕着层出不穷的新技术标准而出现的是是非非,往往是各厂商抢占未来市场先机的热点。下一代无线广域网标准中有各种CDMA技术的竞争,无线局域网标准更是在Wi-Fi内部的802.11系列之间闹得沸沸扬扬,近距离无线传输技术同样已有ZigBee等新标准向“先入为大”的蓝牙技术发起挑战。而如今,随着UWB技术在一些国家的解禁,这一原本用于军事领域的无线通信技术开始受到业界越来越多的关注,IT知名厂商、全球媒体和分析家等正在就UWB技术的民用问题展开热烈的讨论。UWB是一种完全与众不同的无线通信技术,一旦它突破了商业化的障碍,很可能成为无线应用大潮中的一支中坚力量。
初识UWB
UWB(Ultra Wide Band,超带宽),是一种工作频率在几Hz到几GHz之间、带宽最高可达数百Mbps、通过微弱的脉冲信号进行通信的无线技术。
与现有的各种无线通信技术相比,UWB有着明显不同的工作原理和应用特性。传统的无线通信技术使用连续电波作为通信载波,即用某种调制方式将信号加载到连续电波上,并且连续电波被限定在小范围的频段上(一般约为6MHz宽)。而UWB技术不使用连续电波,它通过非常短、非常快而“离散”的电子脉冲来传输信号,由编码来控制脉冲的发送时间,脉冲本身就形成了数字通信中的“0”或“1”,并且脉冲可以覆盖范围非常广泛的频段(可以在几Hz至几GHz之间)。
这些每秒最多可达10亿数量的脉冲信号,由于分散在很宽的频段范围内,而且在任何一个频段上脉冲信号的功耗都很低,所以它们看上去只是一些微不足道的背景噪音,对其他信号不会形成有效干扰(图1)。
那么,该如何形象地理解这种不同的无线传输原理呢?这种原理上的不同,在应用层面上又会产生什么样的不同特征呢?
如果将传统无线通信技术所用的连续载波,比喻为一个水管中持续喷出的水,经拿着水管的人手的上下摆动形成连续的水流波,那么UWB无线通信技术就好比为草坪浇水的旋转喷洒器,喷出更多、更短、更快而且覆盖范围更大的水脉冲网。
除了高速、低功耗等特点以外,UWB技术在原理上决定了其工作过程更加容易实现,因此生产和使用成本也会更加低廉。与其他的RF无线射频技术不同,UWB不需要混频器、滤波器、RF/IF转换器和本地振荡器等诸如此类的部件,因为UWB发出的是直接代表“0”和“1”的脉冲,而不需要向连续电波上加载信号,所以也就不需要复杂的调制和解调的过程。这不但使其可以工作在很低的功耗下,而且简化的大量部件能节省生产成本。此外,在ISO定义的OSI七个网络层中 ......
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