UWB技術與現有其他無線通信技術有著很大的不同,它為無線局域網(WLAN)和無線個人域網(WPAN)的接口和接入帶來低功耗、高帶寬并且相對簡單的無線通信技術。雖然UWB技術解決了困擾傳統無線技術多年的有關傳播方面的重大難題,具有對信道衰落不敏感、發射信號功率譜密度低、低截獲能力、系統復雜度低以及能提供厘米級定位精度等優點。UWB尤其適用于室內等密集多徑場所的高速無線接入和軍事通信應用,但是UWB通信也不會很快取代現有的其他無線通信技術。
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UWB通信所需的頻帶相當寬,從500MHz直至數吉赫(GHz),如英特爾的樣機使用的就是從2 GHz頻帶至6GHz頻帶之間的4GH2頻帶。然而,實際上并不存在如此之寬的空閑頻帶, 無論采取什么辦法,UWB通信使用的頻帶與現有無線通信使用的頻帶 必定會發生重疊。為了避免UWB通信對其他系統的干擾,UWB用戶必須申請頻率許可,2002 年2月FCC準許UWB技術進入民用領域的條件是:"在發送功率低于美國放射噪聲規定值41.3 dBm/MHz(換算成功率則為I mW/MHz)的條件下,可將3.1~ 10.6GHz的頻帶用于對地下和隔墻之物進行掃描的成像系統、汽車防撞雷達以及在家電終端和便攜式終端之間進行測試和無線數據通信"。發射功率的大小決定了傳輸距離,按照FCC的規定,UWB通信在近期內將只可能用于極短距離的無線通信,這就意味著在一定時 期內UWB將與現有短距離無線技術共同生存,共同發展。
1) UWB與IEEE 802.11a
IEEE 802.11a是IEEE最初制定的個無線局域網標準之一, 它主要用來解決辦公室局域網和校園網中用戶與用戶終端的無線接入,工作在5GHz U-NI頻帶,物理層速率為54Mbps,傳輸層速率為25 Mbps;采用正交頻分復用(OFDM)擴頻技術:可提供25 Mbps的無線ATM接口和10Mbps的以太網無線幀結構接口,以及TDD/TDMA的空中接口:支持語音、數據、圖像業務。IEEE 802.11a用于無線局域網時的通信距離可以達到100m,而UWB只能在10m以內的范圍通信。根據英特爾按照FCC的規定而進行的演示結果顯示,對于10m以內的距離,UWB可以發揮高達數百Mbps的傳輸性能,但是在20m處反而是IEEE 802.11ab的無線局域網設備的傳輸性能更好一些。因此,在目前UWB發射功率受限的情況下,UWB只能用于10m以內的高速數據通信,而10~100m的無線局域網通信,還需要由802.1來完成,當然與UWB相比,802.11 的功耗大且傳輸速率低。
2) UWB與藍牙
自從2002年2月14日,FCC頂住多方壓力批準UWB用于無線通信以來,就不斷有人將UWB評論為藍牙(Bluetooth) 的殺手,因為從性能價格比上看,藍牙是現有無線通信方式中最接近UWB的,但是UWB真的會取代藍牙嗎?從目前的情況看,答案是否定的。首先,從應用領域來看,藍牙工作在無須申請的2.4GHz ISM頻段上,主要用來連接打印機、筆記本電腦等辦公設備:其通信速率通常在1 Mbps以下,通信距離可以達到10m以上。而UWB的通信速率為數百Mbps,通信距離僅為數米,因此二者的應用領域不盡相同。其次,從技術上看,經過多年的發展,藍牙已經具有較完善的通信協議。藍牙的核心協議包括物理層協議、鏈路接入協議、鏈路管理協議及服務發展協議等,而UWB的工業實用協議還在制定之中。此外,藍牙是一種短距離無線連接技術標準的代稱,藍牙的實質是要建立通用的無線電空中接口及其控制軟件的公開標準。從這方面講,UWB可以看作采用-種特殊無線電波來高速傳送數據的通信方式。嚴格地講,它不能構成一個完整的通信協議或標準。考慮到UWB高速、低功耗的特點,也許在下一代藍牙標準中,UWB可能被用作物理層的通信方式。最后,從市場角度分析,藍牙產品已經成熟并得到推廣和使用,而UWB的研究還處在起步階段。基于上述原因,在未來的幾年內,UWB和藍牙更有可能既是競爭對手,又是合作伙伴。
3) UWB與HomeRF
HomeRF (家庭射頻)標準是由HomeRF工作組開發的,是指在家庭范圍內,使計算機與其他電子設備之間實現無線通信的開放性工業標準。HomeRF是IEEE 802.11與DECT (數字增強無繩電話)的結合,使用這種技術能降低語音數據成本。HomeRF 采用擴頻技術,工作在2.4GHz頻帶,能同步支持4條高質量語音信道,但是HomeRF的傳輸速率只有1~2 Mbps.由于HomeRF技術沒有完全公開,目前只有幾十家小企業支持,在抗干擾等方面相對于他技術而音高有欠缺,因此比應用前景還不十分明朗。同IEEE 802.11一樣, HomeRF的近信距離比UWB遠,而傳輸速率比UWB低,在UWB發射功率受限的前提下,二者各有千秋。
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