【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 字化實(shí)現(xiàn)。它只需要以一種數(shù)學(xué)方式產(chǎn)生脈沖，并對(duì)脈沖產(chǎn)生調(diào)制，而這些電路都可以被集成到一個(gè)芯片上，設(shè)備的成本將很低。如前所述，現(xiàn)代意義上的超寬帶UWB 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)， 又稱脈沖無(wú)線電( IR ， Impulse Radio) 技術(shù)， 出現(xiàn)于1960年代， 當(dāng)時(shí)主要研究受時(shí)域脈沖響應(yīng)控制的微波網(wǎng)絡(luò)的瞬態(tài)動(dòng)作。通過(guò)Harmuth 、Ross 和Robbins 等先行公司的研究， UWB 技術(shù)在70 年代獲得了重要的發(fā)展， 其中多數(shù)集中在雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用中，包括探地雷達(dá)系統(tǒng)。到80 年代后期， 該技術(shù)開(kāi)始被稱為無(wú)載波無(wú)線電，或脈沖無(wú)線電。美國(guó)國(guó)防部在1989 年首次使用了超帶寬這一術(shù)語(yǔ)。為了研究UWB在民用領(lǐng)域使用的可行性，自1998 年起， 美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)( FCC) 對(duì)超寬帶無(wú)線設(shè)備對(duì)原有窄帶無(wú)線通信系統(tǒng)的干擾及其相互共容的問(wèn)題開(kāi)始廣泛征求業(yè)界意見(jiàn)， 在有美國(guó)軍方和航空界等眾多不同意見(jiàn)的情況下，F(xiàn)CC 仍開(kāi)放了UWB 技術(shù)在短距離無(wú)線通信領(lǐng)域的應(yīng)用許可。這充分說(shuō)明此項(xiàng)技術(shù)所具有的廣闊應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)誘惑力。2003年12月，在美國(guó)新墨西哥州的阿爾布克爾市舉行的IEEE有關(guān)UWB標(biāo)準(zhǔn)的大討論。那時(shí)關(guān)于UWB技術(shù)有兩種相互競(jìng)爭(zhēng)的標(biāo)準(zhǔn)，一方是以Intel與德州儀器為首支持的MBOA標(biāo)準(zhǔn)，一方是以摩托羅位為首的DSUWB標(biāo)準(zhǔn)，雙方在這場(chǎng)討論中各不相讓，兩者的分歧體現(xiàn)在UWB技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式上，前者采用多頻帶方式，后者為單頻帶方式。目前，這兩個(gè)陣營(yíng)均表示將單獨(dú)推動(dòng)各自的技術(shù)。雖然標(biāo)準(zhǔn)塵埃未定，但摩托羅拉已有了追隨者，三星在今年國(guó)際消費(fèi)電子展上展示了全球第一套可同時(shí)播放三個(gè)不同的HSDTV視頻流的無(wú)線廣播系統(tǒng)，就采用了摩托羅拉公司的Xtreme　Spectrum芯片，該芯片組是摩托羅拉的第二代產(chǎn)品，目前已有樣片提供，其數(shù)據(jù)傳輸速度最高可達(dá)114Mbps，而功耗不超過(guò)200mw。在另一陣營(yíng)中，Intel公司近期在其開(kāi)發(fā)商論壇上展示了該公司第一個(gè)采用90nm技術(shù)工藝處理的UWB芯片；同時(shí)，該公司還首次展示多家公司聯(lián)合支持的、采用UWB芯片的、應(yīng)用范圍超過(guò)10M的480Mbps無(wú)線USB技術(shù)。，MBOA獲得60%的支持，DSUWB獲取40%的支持，兩者都沒(méi)有達(dá)到成為標(biāo)準(zhǔn)必須達(dá)到75%選票的要求。因此標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)還要持續(xù)下去。美國(guó)在UWB的積極投入，引起歐盟和日本的重視，也紛紛開(kāi)展研究計(jì)劃。由Wisair、Philips等六家公司和團(tuán)體，成立了Ultrawaves組織，研究家庭內(nèi)，UWB在AV設(shè)備高速傳輸?shù)目尚行匝芯?。位于以色列的Wisair多次發(fā)表所開(kāi)發(fā)的UWB芯片組。STMicro、Thales集團(tuán)和摩托羅拉等10家公司和團(tuán)體則成立了UCAN組織，利用UWB達(dá)成PWAN的技術(shù)，包括實(shí)體層、MAC層、路由與硬件技術(shù)等。PULSERS是由位于瑞士的IBM研究公司、英國(guó)的Philips研究組織等45家以上的研究團(tuán)體組成，研究UWB的近距離無(wú)線界面技術(shù)和位置測(cè)量技術(shù)。日本在2003年元月成立了UWB研究開(kāi)發(fā)協(xié)會(huì)，計(jì)有40家以上的業(yè)者和大學(xué)參加，并在同年3月構(gòu)筑UWB通信試驗(yàn)設(shè)備。多個(gè)研究機(jī)構(gòu)可在不經(jīng)過(guò)核準(zhǔn)的情況下，先行從事研究。我國(guó)在2001年9月初發(fā)布的十五國(guó)家863計(jì)劃通信技術(shù)主題研究項(xiàng)目中，首次將超寬帶無(wú)線通信關(guān)鍵技術(shù)及其共存與兼容技術(shù)作為無(wú)線通信共性技術(shù)與創(chuàng)新技術(shù)的研究?jī)?nèi)容，鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)學(xué)者加強(qiáng)這方面的研究工作。 一 超寬帶的發(fā)展歷史超寬帶其實(shí)有著悠久的發(fā)展歷史，這方面的研究可以追溯到20世紀(jì)40年代，當(dāng)時(shí)主要是集中在各種脈沖通信的研究。而UWB技術(shù)最早出現(xiàn)在上世紀(jì)60年代時(shí)域電磁學(xué)的研究中，用于通過(guò)沖激響應(yīng)完整地描述某一類微波網(wǎng)絡(luò)地瞬時(shí)現(xiàn)象。隨后，這種技術(shù)被用于帶寬輻射天線振子的設(shè)計(jì)和短脈沖雷達(dá)通信系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。1972年，一種高靈敏的短脈沖接收設(shè)備研制成功，進(jìn)一步加速了UWB技術(shù)的研究進(jìn)展。這時(shí)這項(xiàng)技術(shù)被稱為基帶無(wú)載波調(diào)制或沖擊無(wú)線電技術(shù)。Ross博士于1973年4月17日申請(qǐng)到的美國(guó)專利(專利號(hào)3728632)是UWB通信的里程碑式的專利。1978年，B ennet和Ross總結(jié)了所有知道的產(chǎn)生脈沖的方法，從那時(shí)起在各種會(huì)議上就有很多關(guān)于UWB的會(huì)議。到了80年代后期(1989年)，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署(DARPA)首先采用超寬帶這一術(shù)語(yǔ)，并初步進(jìn)行了定義。超寬帶的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用現(xiàn)代的超寬帶通信的應(yīng)用開(kāi)始于1993年美國(guó)南加州大學(xué)的Scholzt教授將碼分多址的概念和方法引入超寬帶通信領(lǐng)域。1994年之前，有關(guān)超寬帶無(wú)線通信領(lǐng)域的研究主要限于美國(guó)政府和軍方項(xiàng)目的研究，1994年之后，隨著保密限制的逐漸解除，也由于網(wǎng)絡(luò)接入和寬帶信息的用戶需求，人們開(kāi)始關(guān)注超寬帶無(wú)線通信，從而大大加快了這方面的研究。1998年起，美國(guó)FCC就超寬帶無(wú)線設(shè)備對(duì)原有窄帶無(wú)線通信系統(tǒng)的干擾及其電磁兼容問(wèn)題開(kāi)始廣泛征求業(yè)界意見(jiàn)，于2002年2月批準(zhǔn)了這項(xiàng)無(wú)線技術(shù)用于民用通信，并規(guī)定了之前所講的超寬帶定義，這是超寬帶技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。從此，超寬帶技術(shù)、特別是超寬帶無(wú)線通信開(kāi)始受到比較廣泛的關(guān)注。2001年5月，美國(guó)南加州大學(xué)、伯克利大學(xué)、麻省大學(xué)聯(lián)合集中研究短距離的UWB通信系統(tǒng)。美國(guó)Rutgers大學(xué)wlNLAB實(shí)驗(yàn)室的uwB項(xiàng)目中，主要研究UWB系統(tǒng)原型設(shè)計(jì)，傳播模型，調(diào)制解調(diào)，定時(shí)算法等。斯坦福大學(xué)的研究人員建立了UWB試驗(yàn)裝置，測(cè)試他對(duì)CPS的干擾。在英、法、德等一些歐盟國(guó)家德積極推動(dòng)下，歐洲郵政電信協(xié)會(huì)(CEPT)在歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織(EPO)的支持下也在審查UWB技術(shù)，以形成歐洲標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)ETSI31進(jìn)UWB技術(shù)在歐盟國(guó)家的應(yīng)用。歐洲委員會(huì)成立的IST啟動(dòng)了基于UWB無(wú)線接入的開(kāi)放移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目，研究可伸縮UWB多用戶無(wú)線接入的可行性，及商用化途徑等，而參加研究的大學(xué)有德國(guó)Dresdne技術(shù)大學(xué)、意大利Roma大學(xué)、Peruj is大學(xué)等。世界上除了各所大學(xué)的研究工作外，一些公司也開(kāi)展了對(duì)UWB的研究。美國(guó)TimeDomain公司是該技術(shù)領(lǐng)域的前沿，它已經(jīng)研制出UWB通信原型樣機(jī)，并建立了幾個(gè)原型系統(tǒng)。在歐洲，ST微電子公司曾與若干歐洲伙伴一起運(yùn)營(yíng)了一個(gè)UWB研發(fā)計(jì)劃，并開(kāi)發(fā)一個(gè)完整的UWB系統(tǒng)，據(jù)稱，這是歐洲有關(guān)UWB的最大研究項(xiàng)目之一。由于UWB是一種關(guān)鍵的通信技術(shù)，特別是為多媒體系統(tǒng)所需，日本的消費(fèi)電子公司及數(shù)字視頻芯片公司也都對(duì)它抱有極大的興趣。目前我國(guó)關(guān)于UWB的研究主要圍繞于光導(dǎo)開(kāi)關(guān)脈沖源以及它在大功率輻射中的應(yīng)用研究。隨著UWB通信技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)UWB特性的認(rèn)識(shí)逐漸完善，人們已開(kāi)始意識(shí)到，UWB信號(hào)在通信、雷達(dá)、定位、導(dǎo)航、電子對(duì)抗等領(lǐng)域?qū)⒂屑捌鋸V泛的應(yīng)用。超寬帶無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用主要是民用和軍用兩方面。軍用超寬帶無(wú)線通信技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)主要?jiǎng)右蚴抢贸瑢拵盘?hào)的隱蔽性、抗干擾性能、高數(shù)據(jù)傳輸速率和系統(tǒng)的多功能集成等，其用途主要是戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)和移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。而由于超寬帶雷達(dá)的強(qiáng)透視能力、反偵察能力和較強(qiáng)的分辨能力，各國(guó)的軍界都對(duì)它產(chǎn)生了濃厚的興趣，并投入了較大的研究力度。除了在軍用方面有較大的應(yīng)用外，超寬帶無(wú)線通信在民用領(lǐng)域也具有巨大的市場(chǎng)。目前研究得比較熱的方面就是UWB通信技術(shù)在移動(dòng)通信領(lǐng)域的應(yīng)用。由于UWB系統(tǒng)具有耗能低特點(diǎn)，若將其應(yīng)用到移動(dòng)通信領(lǐng)域中，很直接的一點(diǎn)就是它將大大提高我們mbolle的待機(jī)時(shí)間。為了滿足低廉的寬帶Internet無(wú)線接入和寬帶多媒體業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的需要，另一個(gè)主要的研究方向是建立短距離的高速連接和高速無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)。同時(shí)由于UWB系統(tǒng)的功率較低，從而可以避免干擾現(xiàn)象的發(fā)生，且對(duì)人體無(wú)害。UWB技術(shù)具有系統(tǒng)復(fù)雜度低，發(fā)射信號(hào)功率譜密度低，對(duì)信道衰落不敏感，低截獲能力，定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場(chǎng)所的高速無(wú)線接入，隨著通信技術(shù)的提高，高效的無(wú)線局域