取消
  • 技术文章
  • UWB通信与其他无线通信的对比

    UWB通信与其他无线通信的对比

    UWB技术与现有其他无线通信技术有着很大的不同,它为无线局域网(WLAN)和无线个人域网(WPAN)的接口和接入带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。虽然UWB技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题,具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低以及能提供厘米级定位精度等优点。UWB尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入和军事通信应用,但是UWB通信也不会很快取代现有的其他无线通信技术。

    UWB通信
    声明:部分内容及图片来源于网络,如有侵权请联系删除。

    UWB通信所需的频带相当宽,从500MHz直至数吉赫(GHz),如英特尔的样机使用的就是从2 GHz频带至6GHz频带之间的4GH2频带。然而,实际上并不存在如此之宽的空闲频带, 无论采取什么办法,UWB通信使用的频带与现有无线通信使用的频带 必定会发生重叠。为了避免UWB通信对其他系统的干扰,UWB用户必须申请频率许可,2002 年2月FCC准许UWB技术进入民用领域的条件是:"在发送功率低于美国放射噪声规定值41.3 dBm/MHz(换算成功率则为I mW/MHz)的条件下,可将3.1~ 10.6GHz的频带用于对地下和隔墙之物进行扫描的成像系统、汽车防撞雷达以及在家电终端和便携式终端之间进行测试和无线数据通信"。发射功率的大小决定了传输距离,按照FCC的规定,UWB通信在近期内将只可能用于极短距离的无线通信,这就意味着在一定时 期内UWB将与现有短距离无线技术共同生存,共同发展。

    1) UWB与IEEE 802.11a

    IEEE 802.11a是IEEE最初制定的个无线局域网标准之一, 它主要用来解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入,工作在5GHz U-NI频带,物理层速率为54Mbps,传输层速率为25 Mbps;采用正交频分复用(OFDM)扩频技术:可提供25 Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口:支持语音、数据、图像业务。IEEE 802.11a用于无线局域网时的通信距离可以达到100m,而UWB只能在10m以内的范围通信。根据英特尔按照FCC的规定而进行的演示结果显示,对于10m以内的距离,UWB可以发挥高达数百Mbps的传输性能,但是在20m处反而是IEEE 802.11ab的无线局域网设备的传输性能更好一些。 因此,在目前UWB发射功率受限的情况下,UWB只能用于10m以内的高速数据通信,而10~100m的无线局域网通信,还需要由802.1来完成,当然与UWB相比,802.11 的功耗大且传输速率低。

    2) UWB与蓝牙

    自从2002年2月14日,FCC顶住多方压力批准UWB用于无线通信以来,就不断有人将UWB评论为蓝牙(Bluetooth) 的杀手,因为从性能价格比上看,蓝牙是现有无线通信方式中最接近UWB的,但是UWB真的会取代蓝牙吗?从目前的情况看,答案是否定的。首先,从应用领域来看,蓝牙工作在无须申请的2.4GHz ISM频段上,主要用来连接打印机、笔记本电脑等办公设备:其通信速率通常在1 Mbps以下,通信距离可以达到10m以上。而UWB的通信速率为数百Mbps,通信距离仅为数米,因此二者的应用领域不尽相同。其次,从技术上看,经过多年的发展,蓝牙已经具有较完善的通信协议。蓝牙的核心协议包括物理层协议、链路接入协议、链路管理协议及服务发展协议等,而UWB的工业实用协议还在制定之中。此外,蓝牙是一种短距离无线连接技术标准的代称,蓝牙的实质是要建立通用的无线电空中接口及其控制软件的公开标准。从这方面讲,UWB可以看作采用-种特殊无线电波来高速传送数据的通信方式。严格地讲,它不能构成一个完整的通信协议或标准。考虑到UWB高速、低功耗的特点,也许在下一代蓝牙标准中,UWB可能被用作物理层的通信方式。最后,从市场角度分析,蓝牙产品已经成熟并得到推广和使用,而UWB的研究还处在起步阶段。基于上述原因,在未来的几年内,UWB和蓝牙更有可能既是竞争对手,又是合作伙伴。

    3) UWB与HomeRF

    HomeRF (家庭射频)标准是由HomeRF工作组开发的,是指在家庭范围内,使计算机与其他电子设备之间实现无线通信的开放性工业标准。HomeRF是IEEE 802.11与DECT (数字增强无绳电话)的结合,使用这种技术能降低语音数据成本。HomeRF 采用扩频技术,工作在2.4GHz频带,能同步支持4条高质量语音信道,但是HomeRF的传输速率只有1~2 Mbps.由于HomeRF技术没有完全公开,目前只有几十家小企业支持,在抗干扰等方面相对于他技术而音高有欠缺,因此比应用前景还不十分明朗。同IEEE 802.11一样, HomeRF的近信距离比UWB远,而传输速率比UWB低,在UWB发射功率受限的前提下,二者各有千秋。



    返回