关于超宽带无线通讯技术探讨

【摘要】随着人们对无线通讯技术的研究与应用，使其得到较快地发展，尤其是超宽带无线通讯，它作为一种新型的脉冲调制通信方式，具有较多的优点，例如抗干扰强、结构简单以及保密好等，本文首先阐述超宽带无线通讯的定义，然后分析其特点，最后介绍其应用。

【关键词】超宽带 无线通讯技术 探讨

超宽带无线通讯起源于二十世纪的五十年代末期，它作为全新无线通信，在当前的发展中得到人们的高度关注，此前，其主要应用在军事技术方面，例如雷达通信设备，但随着无线通讯的发展，人们对其在应用中提出更高要求，从而为人们的交流提供更多的便利。

一、阐述超宽带无线通讯的定义

根据美国联邦的通信委对超宽带通讯所作出的定义：将信号带宽高于500MHz以及信号带宽和中心频率之间的比例高于百分之二十五的都可以称之为超宽带无线通讯。超宽带无线作为无载波的通信技术，其主要采用的是极短脉冲信号实现信息传输，通常情况下，每个脉冲所持续时间在几十皮秒至几纳秒之间。

目前，在FCC中开放频段为3.1至10.6GHz，尽管超宽带无线通讯中的带宽较宽，而其传输的速率已达几十Mbps，但在超宽带系统中，其所发射的功率谱密度较低，有时甚至是-41.3dBm-FCCPart15。

因此在无线通信中，超宽带无线通讯设备发射功率较小，仅为现有发射设备几百分之一，而普通非超宽带则近似于一些噪声，所以在理论上，超宽带和现有的无线电可以实现共享带宽的价值，有望在今后的无线通信的领域中得到更加广泛应用。

二、分析超宽带的特点

2.1频带宽且传输的速率较高

超宽带以较宽频率来换取较高数据的传输，且不单独的占用现已拥挤频率的资源，而是通过共享无线技术中频带实现信号的输送，因此从信号的传播角度来看，超宽带的无线通信由于其有效减小的多径传播影响，而使它可以实现较高地传输数据。

2.2结构简单且成本低

在超宽带无线通讯中，其脉冲通信系统没有基于常规的正线载波而调制无线通信的系统，其中它所需上、下之间的变频电路与中频电路中各种不同的滤波器，从而实现简单的结构，同时也使其更加易于数字化，从而降低其成本；再者由于常规的无线通信射频中的信号多为一些连续性的信号，或其在时间方面的持续都远远地大于一些多径的传播，而超宽带无线通讯则可以采用持续时间较短窄脉冲，由于其占有的空比极低，在时间方面能够实现多径信号的可分离，从而使得窄脉冲的发射低于超宽带无线通讯的信号，而使其处于多径的环境中渐渐地衰落，通过大量实验研究表明，常规无线电的信号在多径中的衰落深可以达到10至30dB而超宽带的信号衰落是低于5dB的。

2.3穿透能强且隐蔽性较好

在相同的绝对带宽无线信号当中，超宽带无线通讯的脉冲频率是最低。因此，它与毫米的波信号相对比，其具有更强穿透的能力；再者，由于超宽带无线通讯中的信号采用的是跳时扩频，在射频带宽中可达1GHz，且其所需的平均功率又十分的小，因此在信号较隐蔽的环境中是难以被检测的，必须使用和发端相一致扩频的码脉冲方能解调，从而增加系统安全性。

2.4功率低且功耗小

超宽带无线通讯的信号具有十分低辐射的功率，同时它又具有频带极宽的特点，由此而导致功率谱的密度极低，有时甚至是低于环境中的噪声，从而使超宽带的通信系统在低截获与低检测的特性中不受到一些常规的通信系统干扰与影响，有时还可以与之实现共享频带，而低功率又非常地适合一些移动的通信设备应用，同时，它还低辐射从而降低对人体侵害。

三、超宽带的应用

由于超宽带无线通讯具有许多的优点可以在较广泛的范围中加以应用，例如低截获率这一优势就是其中一大亮点，它在内部的无线通信系统中，通过超宽带的雷达以及防撞与高精度的定位中得到广泛的应用；在当前的信息技术发展中，超宽带无线通讯的技术还可以应用于智能交通的系统中、无线传感的网络、成像应用和射频标识等。此外在数字化的办公中，将传统有线地连接升级至无线连接，使办公环境更方便与灵活，同时在超宽带无线通讯中较高的传输宽带，可以使计算机在外设、主机和会议的设备、显示器以及投影仪等之间进行连接，所以在任何的地点都能够有效地接入当地超宽带无线的网络，从而为人们的运用提供许多的便利，下面对其应用进行一一分析。

3.1超宽带技术在交通领域的应用

由于超宽带技术具有高效地传输能力，在交通领域中可以利用这一特点为道路的检测提供良好的帮助，例如这一优势特点来制造雷达，应用于道路信息的收集，如道路中的车流量多少以及路面的情况等，然后将前方的路况真实地传输并反馈给车辆的司机，而司机可以根据这一信息而有效地选择恰当地行驶路线，从而达到避开道路中的障碍物，在未来汽车的发展中，还可以在超宽带技术的支持下实现智能驾驶，为司机提供更好地驾驶环境，从而保证汽车的行驶能够更加的顺畅；此外，在解决停车的问题方面，在超宽带信息技术的支持下，未来可能会实现司机在不停车的情况下而自动的收取相应费用的目标。

由此可以得知，超宽带技术在交通领域的应用能够给人们的出行带来良好的帮助，随着超宽带技术的不断发展，还可以将其大量地应用于交通管理的系统中，充分地发挥其强大的功能为人们提供优质的服务。

3.2超宽带技术在个人的局域网中使用

在通讯技术发展的今天，为人们的生活与工作带来了良好的帮助，而随着超宽带技术的发展，它能够通过无线方式来代替电子设备中的有线设备，从而扩大电子设备的应用范围，为人们实现不同地域的工作而提供技术支持，除此之外，在超宽带技术的发展中，它所具有的超大容量数据的传输，也对人们的正常办办公、家庭环境等都提供较好地便利；我国早年间在“十五”规划中的863计划，就将超宽带的无线通信以及与其兼容性的技术核心技术问题，作为重点的研究对象，其中一处是关于无线通信的创新技术以及共性技术研究，在各方的努力下我国以及出现UWB技术蓬勃发展的良好状态，尤其在是雷达系统的研究中，超宽带的系统研究取得较为深入研究的成果，同时也是超宽带的技术优点，使它能够位于无线通信的各个方面中实现巨大的应用价值与潜力。

3.3超宽带技术在军事领域的应用价值

由于军事方面的通信要求严格的保密性，由于超宽带的技术具有较强的隐蔽性，使得它得到了我国军事通信研究者们繁荣积极追捧。在超宽带的技术发展自中，它能够有效地将相关数据以及文件的传输通过窄带的系统所发出较小的辐射作用而提高信息的隐蔽性，有的甚至没有在UWB中也难以检测出文件或是数据传输的信号，由此提军事信息的保密性。

基于此，超宽带技术在我国的军事领域中得到广泛的应用；除此之外，由于超宽带的技术在传输的速度方面比较快，信号也能够得到较好地保证，在穿透力极强的情况下，实现精确的定位以及保密性等。所以，在支援各种灾害的救援中，可以发挥其在这些方面的优势，从而有力地促进各种救援工作能够得到积极有效地开展，再者超宽带的技术还可以在具有特殊性的任务发挥积极作用，如战术组网、保密数据、定位导航以及定位追踪等，为军事通信的发展提供良好的帮助，随着超宽带的技术在不断研究中发展与进步，在超宽带的技术所具有的特性，如耗能少、保密性强、定位精准、灵活性好、成本低以及传输速度快的特点给受到社会各界的高度关注与研究。

四、展望超宽带技术的未来发展

目前，社会各界对超宽技术的研究工作取得较多的成果，其实还出现一些亟待解决的问题，例如基于窄带中的载波调制、短距离的无线系统等，它们难以实现视频高速的传输，从而使得移动终端在准确位置方面不能得到十分的确定。除此之外，还在对一些位置敏感应用的程序中，它难以提供有效地支持。

但是，在众多的用户管理中，同时使用几种系统能力，为人们的实际工作以及生活带来积极的帮助，这也成为超宽带的下一研究方向；

再者就是在超宽带的技术研究中，它能够在调制与编码的技术领域中得到良好地发展，同时也出现一些挑战，如在最初的军事应用方面，超宽带的技术并没有将其作为一个较高容量的追求，但随着超宽带技术不断的广泛使用，出现用户容量的增加，这就使得这一问题成为主要的考虑因素，在编码与调制中适应了多用户的高容量需求，因此这就急需研究出新的方法，对编码的技术加以调节，从而达到提高此系统容量的目的。

而另一挑战则来自于它的物理层设备，如天线设计与实施，这其中要充分地考虑到不同的使用状况，如一些小型的、便携式天线，它能够充分地配合系统中的信号发射和收取的工作，但在这个过程中避免不了的是天线出现损坏的问题，如果一旦发生损坏，就会使整个系统出现中断，从而导致大量信息的传输终断，从而带来许多的麻烦，因此在又是超宽带技术在今后发展所需要解决的又一问题。

五、结束语：

超宽带作为新兴无线通信的技术，具有十分突出地优点，虽然当前还在研发阶段，但是无论从理论还是实际的应用方面，它有待于人们深入地探讨，随着当前无线的多媒体应用越来越广泛，这就预示超宽带无线通讯在未来的发展中具有较大的市场，期待人们积极地探究与探索。