超宽带无线通信技术及应用前景和发展状况(1)

超宽带无线通信技术及应用前景和发展状况(1)

引言

超宽带技术不同于其它无线通信技术，它具有隐蔽性好、抗多径和窄带干扰能力强、传输速率高、系统容量大、穿透能力强、低功耗、系统复杂度低等一系列优点，而且可以重复利用频谱，解决频谱拥挤不堪的问题。

超宽带的概念

UWB的定义

超宽带的定义经历了以下几个阶段：

1989年前，超宽带信号主要是通过发射极短脉冲获得，这种技术广泛用于雷达领域并使用脉冲无线电这个术语，属于无载波技术。

1989年美国国防部DARPA）首次使用超宽带这个术语，并规定若一个信号在 20dB处的绝对带宽大于1.5GHz或分数带宽大于25％，则这个信号就是超宽带信号。

2002年FCC颁布了UWB的频谱规划，并规定只要一个信号在 10dB处的绝对带宽大于0.5GHz或分数带宽大于20％，则这个信号就是超宽带信号。这个定义使得超宽带信号不再局限于脉冲发射，分数带宽定义为：

其中，f_{H}、f_{L}分别为系统的高端和低端频点。一般超宽带脉冲无线电使用分数带宽定义，可知，一个信号是否是UWB信号取决于中心频率。若信号A与信号B带宽相同，但A的中心频率远高于B的中心频率，则A的分数带宽很小，A不属于UWB信号。

UWB的频谱规划

FCC关于UWB系统的频谱模板

根据FCC的规定，UWB 在无需授权机制下允许的通信频谱范围为3.1～10.6 GHz，并在这一频率范围内，带宽为1MHz的辐射体在三米距离处产生的场强不得超过500 V/m，相当于功率谱密度为75nw/MHz，即 41.3dBm/MHz。FCC 规定的UWB频谱范围和谱密度限制分为室内、室外两个标准。

其他国家的频谱模板

为了更有效的进行频谱管理，各国的频谱管理机构提出了一些新的频谱管理思路。新加坡于2003年2月底宣布启动“超宽带计划”， 积极发展UWB技术，并且为了进行测试提出了一套新的模板。日本则正在讨论UWB走向实用应解决哪些课题，并于2004年3月24日发布了中期草案报告，并提出两个模板修正提议。这些模板基本上都是基于FCC标准提出的，在部分频段上与FCC标准完全一致。