摘要：UWB是一種無載波通信技術，最早使用的是19世紀的無線短距離通信技術。該項技術在傳輸的過程中有著較高的傳輸速率，較強的抗干擾性以及良好的保密性，同時所消耗的電能也較少，發送的功率小，對人體的輻射也較小等優點，因此從歷史至今，在整個無線傳輸領域中，UWB超寬帶無線通信技術已經成為了最具有競爭力的技術之一。

　　關鍵詞：超寬帶；無線通信；應用與發展

　　一、UWB超寬帶無線通信技術的特點

　　UWB超寬帶無線通信技術作為一種無載波通信技術，之所以能夠在較寬的頻譜上傳輸功率低的信號，就是因為這種技術采用的是納秒到微秒之間的非正弦波窄帶脈沖數據的傳輸，同時還可以完成在十米范圍內數百兆到數G的數據傳輸。

　　利用UWB超寬帶無線通信技術對于不同的載波，可以采用較短的時間間隔脈沖波進行傳輸通信。在利用鈉秒到微微秒級的非正弦波窄帶脈沖進行數據傳輸時，可以在較寬頻譜上傳輸傳輸較低頻率的信號。同時該項技術也擁有較強的抗干擾能力，傳輸效率也大大提高，整個系統中容量大。UWB超寬帶無線通信技術的發射功率非常小，因此通信終端設備完全可以用較低的發射功率實現通信聯系。同時，較低功率的發射設備，還可以增加系統電源的使用壽命。最重要的是低功率的發射頻率還可以減少電磁波輻射對人體造成的危害，可以被更廣泛的采用。UWB超寬帶無線通信技術可以實現十米之內的數據傳輸，同時整個傳輸速率達到480mbps,這個傳輸速率是藍牙傳輸速率的159倍，是Wi-Fi傳輸速率的18.5倍。

　　二、國內外對UWB超寬帶無線通信技術的研究歷程

　　2.1國外對UWB超寬帶無線通信技術的研究

　　美國因特爾公司最早在2002年的開發商會議中，就已經公開演示了UWB超寬帶無線通信技術，在這次演示的無線通信技術可以實現數百兆的高速率數據傳輸通信，同時和同期的無線通信技術相比，該項技術的成本較低，同時耗電量也僅僅是其他無線通信技術的百分之一。隨后歐盟和日本也非常重視UWB超寬帶無線通信技術的研究開發。有數家公司共同組成了一個國際組織，主要負責的是對家庭等室內空間中實現UWB在AV設備上進行高速傳輸的研究。由瑞士的IBM研究公司以及其他研究團體共同組成的組織，主要負責的是對UWB超寬帶無線通信的位置測量技術以及近距離無線界面技術的研究工作。

　　2.2國內對UWB超寬帶無線通信技術的研究

　　我國最早是在2001年的十五國家863計劃中的通信技術的研究主題上首次提出將UWB超寬帶無線通信的關鍵技術和該項技術的共存兼容技術的研究作為近年無線通信領域的主要研究方向，以此來鼓勵當下研究人員對該項技術的研究工作。與此同時，常州的湯恩軟件科技有限公司，在UWB超寬帶無線通信技術的高精度的定位系統的基礎上研究出了一套能夠在室內環境中實現3d高精度定位的系統，這項技術的成功問世，也刷新了當今無線電領域中實現實時定位的最先進技術的代表。

　　三、UWB超寬帶無線通信技術的主要應用

　　3.1民用方面的應用

　　根據UWB超寬帶無線通信技術的技術特點分析可以看出，該項技術也適用于段距離高速率的寬帶無線接入以及數字化音頻的無線接入等領域，這些領域也都共同屬于民用無線電領域方面。同時，在家庭中的數字化娛樂方面，也同樣應用到了UWB超寬帶無線通信技術。該項技術的應用也實現了家庭中的PC端、家電等一些智能設備與互聯網的連接，在家庭內或者周邊范圍內就可以使用終端設備進行無線操作，是家庭生活勞動變的更簡潔。

　　3.2軍用方面的應用

　　UWB超寬帶無線通信系統中的超精確地理定位技術是滿足于一種介于雷達和通信中間的一種應用，例如應用UWB超寬帶通信技術實現的3d地理定位并獲取信息的設備。這套設備的主要自稱部分包括無線塔標和移動漫游器。這套系統工作的原理是通過漫游器和無線塔標之間的數據傳輸來準確測量航行時間，然后把往返時間進行比對，分析出精確的目標位置信息。在基于UWB超寬帶無線通信技術基礎上的地理定位系統從最開始的研發目的就是解決一些軍事上的問題，利用這套系統可以輕松實現士兵在城市復雜環境下具體位置信息的獲取工作。

　　四、UWB超寬帶無線那通信技術的未來發展

　　目前，因為UWB超寬帶無線通信技術自身的一些缺陷，例如，缺乏可靠的安全性、信令技術，同時該項技術的使用還需要較強的匹配能力以及功率適配器等，因此該項技術還不能得以大范圍的推廣普及。同時，使用UWB超寬帶無線通信技術的設備還面臨著攜帶不方便等問題，如今也面臨著淪為小市場技術的危險局面。與UWB超寬帶無線通信技術相比，藍牙技術的發展已經相當成熟，并且藍牙技術也被越來越多的人使用，而UWB超寬帶無線通信系統中的低功率高速率的特點剛好能彌補藍牙技術在這方面上的不足，二者的相互合作也能為UWB超寬帶無線通信技術帶來更大的突破。同時，各個技術的相互融合，也能做到互相彌補自身的不足，也大大推進了信息數字化技術的發展。將來，在衛星技術全面發展的背景下，還會面臨著地面終端設備較多，多個終端同時接收信號造成的傳輸擁堵以及頻譜重疊的問題。因此我們需要讓地面終端設備實現信道的動態接入，讓衛星技術和UWB超寬帶無線通信技術在段距離內完成通信傳輸。雖然這種技術也僅僅處于萌芽狀態，其中的許多問題還未得到解決，因此我們在通信領域方面還有很長的路要走。

　　總結

　　本篇文章通過對UWB超寬帶無線通信技術的簡介、國內外發展歷程以及在軍用和民用方面應用的敘述，介紹了該項技術抗干擾能力強、傳輸效率高、發射功率小、耗電低等的特點。最后分析了該項技術在未來的發展趨勢。

　　參考文獻

　　[1]熊海良.超寬帶無線通信與定位關鍵技術研究[D].西安電子科技大學,2011.

　　[2]杜娟.超寬帶室內定位技術及其干擾分析方法研究[D].中國科學院研究生院(國家授時中心),2012.

　　[3]劉冰,張睿全,李亞群,王穎,付平.基于UWB技術的無線透明傳輸模塊組設計[J].中國電子科學研究院學報,2019,1402:168-176.

　　作者趙金保

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