全面解析UWB无载波通信技术及市场前景
带高速无线接入等相关民用领域。总的说来,UWB的用途很多,主要分为军用和民用两个方面。
在军用方面主要用于如下领域如UWB 雷达、UWB L PI/ D 无线内通系统(预警机、舰船等) 、战术手持和网络的PL I/ D 电台、警戒雷达、UAV/U GV 数据链、探测地雷、检测地下埋藏的军事目标或以叶簇伪装的物体;在民用方面,自从2002 年2 月14 日FCC 批准将UWB 用于民用产品以来, UWB的民用主要包括以下3 个方面:地质勘探及可穿透障碍物的传感器(imaging system) ;汽车防冲撞传感器等(vehicle radar system) ;家电设备及便携设备之间的无线数据通信( communication and measurements system) 。下面对两个重要应用展开论述。
UWB 技术一个介于雷达和通信之间的重要应用是精确地理定位,例如使用UWB 技术的能够提供三维地理定位信息的设备。该系统由无线UWB 塔标和无线UWB 移动漫游器组成。其基本原理是通过无线UWB 漫游器和无线UWB 塔标间的包突发传送而完成航程时间测量,再经往返(或循环) 时间的测量值的对比和分析,得到目标的精确定位。此系统使用的是2.5 ns 宽的UWB 脉冲信号,其峰值功率为4W,工作频带范围为1. 3~1. 7 GHz ,相对带宽为27 % ,符合FCC 对UWB 信号的定义。如果使用小型全向垂直极化天线或小型圆极化天线,其视距通信范围可超过2 km。在建筑物内部,由于墙壁和障碍物对信号的衰减作用,系统通信距离被限制在约100 m 以内。UWB 地理定位系统最初的开发和应用是在军事领域,其目的是战士在城市环境条件下能够以0. 3 m的分辨率来测定自身所在的位置。目前其主要商业用途之一为路旁信息服务系统。它能够提供突发且高达100Mbps 的信息服务,其信息内容包括路况信息、建筑物信息、天气预报和行驶建议,还可以用作紧急援助事件的通信。
UWB第二个重要应用领域是家庭数字娱乐中心。在过去几年里,家庭电子消费产品层出不穷。PC、DVD 、DVR 、数码相机、数码摄像机、HDTV 、PDA 、数字机顶盒、MD、MP3、智能家电等等出现在普通家庭里,正是"旧时王榭堂前燕,飞入平常百姓家"。家庭数字娱乐中心的概念是:将来你的住宅中的PC、娱乐设备、智能家电和Internet都连接在一起,你可以在任何地方使用它们。举例来说,你储存的视频数据可以在PC、DVD、TV、PDA 等设备上共享观看,可以自由地同Internet交互信息,你可以遥控你的PC,让它控制你的信息家电,让它们有条不紊地工作,你也可以通过Internet联机,用无线手柄结合音、像设备营造出逼真的虚拟游戏空间。如何把这些相互独立的信息产品有机地结合起来,这是建立家庭数字娱乐中心一个关键技术问题。从前面对UWB的技术特点来看,UWB技术无疑是一个很好的选择。
发展前景
如前所述,UWB 系统在很低的功率谱密度的情况下,已经证实能够在户内提供超过480Mbps 的可靠数据传输。与当前流行的短距离无线通信技术相比,UWB 具有巨大的数据传输速率优势,最大可以提供高达1000Mbps 以上的传输速率。UWB技术在无线通讯方面的创新性、利益性已引起了全球业界的关注。与蓝牙、802.11b、802.15 等无线通信相比, UWB可以提供更快、更远、更宽的传输速率,越来越多的研究者投入到UWB 领域,有的单纯开发UWB技术,有的开发UWB应有,有的兼而有之。相信UWB技术, 不仅为低端用户所喜爱,且在一些高端技术领域,在军事需求和商业市场的推动下,UWB 技术将会进一步发展和成熟起来。据联合商业情报公司在《关于UWB 的预测和潜在市场应用的报告》指出,2007 年全球配备UWB的电子设备和芯片的生产量将达到4510 万套,当年的收益将达到13. 9 亿美元。