【正文】 應(yīng)用范圍無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)家庭和辦公室設(shè)備互連家庭語音和數(shù)據(jù)流近距離多媒體家庭控制和工業(yè)自動(dòng)化透明可見近距離范圍內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸終端類型筆記本，臺(tái)式電腦，掌上電腦和因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)筆記本，臺(tái)式電腦，掌上電腦和因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)筆記本，移動(dòng)電話，掌上電腦和移動(dòng)設(shè)備筆記本，無繩電話，無線音響，移動(dòng)設(shè)備無線電視，DVD,高速因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)傳感器，遙控器，監(jiān)控系統(tǒng)筆記本，受機(jī)，打印機(jī) 幾種傳輸技術(shù)的比較通過對(duì)這幾種短距離無線通信技術(shù)技術(shù)的比較，UWB技術(shù)優(yōu)勢(shì)較明顯，UWB具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢(shì)。且UWB具有抗干擾能力強(qiáng)、傳輸速率高、帶寬極寬、發(fā)射功率小等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景，在室內(nèi)通信、高速無線LAN、家庭網(wǎng)絡(luò)等場(chǎng)合都能得到充分應(yīng)用。第四章 UWB在短距離無線通信技術(shù)中的展望 UWB的優(yōu)勢(shì)通過對(duì)上章的幾種短距離無線通信技術(shù)技術(shù)的分析，UWB技術(shù)優(yōu)勢(shì)較明顯，UWB具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢(shì),且UWB具有抗干擾能力強(qiáng)、傳輸速率高、帶寬極寬、發(fā)射功率小等優(yōu)點(diǎn)。主要不足是發(fā)射功率過小限制了傳輸距離。就是說，對(duì)于10m以內(nèi)的距離，,UWB可以發(fā)揮出高達(dá)數(shù)百bit/s的傳輸性能，（HomeRF）的性能將強(qiáng)于UWB,但UWB更多是應(yīng)用于10m左右距離的室內(nèi)。，HomeRF的通信距離比UWB遠(yuǎn)，而傳輸速率比UWB低。HomeRF技術(shù)并沒有完全公開，目前只有幾十家小企業(yè)支持，在抗干擾等方面相對(duì)應(yīng)其他技術(shù)而言尚有欠缺，因此它的應(yīng)用前景還不是十分明朗。而紅外的最大缺點(diǎn)是只能進(jìn)行視距傳輸，即通信設(shè)備中間不能存在阻擋物，從而把IrDA應(yīng)用限制在特定領(lǐng)域之內(nèi)。ZigBee具有功耗極低、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本低、低等待時(shí)間(Latency Time)和低數(shù)據(jù)速率的性質(zhì)，它非常適合于低功耗、低數(shù)據(jù)速率的監(jiān)視、傳感網(wǎng)絡(luò)。 UWB的應(yīng)用概述 UWB技術(shù)多年來一直是美國(guó)軍方使用的作戰(zhàn)技術(shù)之一，但由于UWB具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢(shì)，同時(shí)受發(fā)射功率的限制，在短距離范圍內(nèi)提供高速無線數(shù)據(jù)傳輸將是UWB的重要應(yīng)用領(lǐng)域，如當(dāng)前WLAN和WPAN的各種應(yīng)用。此外，通過降低數(shù)據(jù)率提高應(yīng)用范圍，具有對(duì)信道衰落不敏感、發(fā)射信號(hào)功率譜密度低、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低，能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)點(diǎn)。在數(shù)據(jù)通信方面，UWB技術(shù)可用于實(shí)現(xiàn)Adhoc網(wǎng)絡(luò)；UWB也適用于短距離數(shù)字化的音視頻無線鏈接、短距離寬帶高速無線接入等相關(guān)民用領(lǐng)域?？偟恼f來，UWB的用途很多，主要分為軍用和民用兩個(gè)方面。在軍用方面主要用于如下領(lǐng)域如UWB雷達(dá)、UWB (預(yù)警機(jī)、艦船等)、警戒雷達(dá)、UAV/U GV數(shù)據(jù)鏈、探測(cè)地雷、檢測(cè)地下埋藏的軍事目標(biāo)或以葉簇偽裝的物體；在民用方面，自從2002年2月14日FCC批準(zhǔn)將UWB用于民用產(chǎn)品以來，UWB的民用主要包括以下3個(gè)方面：地質(zhì)勘探及可穿透障礙物的傳感器(imaging system)；汽車防沖撞傳感器等(vehicle radar system)；家電設(shè)備及便攜設(shè)備之間的無線數(shù)據(jù)通信(munication and measurements system)。下面對(duì)兩個(gè)重要應(yīng)用展開論述。UWB技術(shù)一個(gè)介于雷達(dá)和通信之間的重要應(yīng)用是精確地理定位，例如使用UWB技術(shù)的能夠提供三維地理定位信息的設(shè)備。該系統(tǒng)由無線UWB塔標(biāo)和無線UWB移動(dòng)漫游器組成。其基本原理是通過無線UWB 漫游器和無線UWB塔標(biāo)間的包突發(fā)傳送而完成航程時(shí)間測(cè)量，再經(jīng)往返(或循環(huán)) 時(shí)間的測(cè)量值的對(duì)比和分析，得到目標(biāo)的精確定位。，其峰值功率為4W，～，相對(duì)帶寬為27%，符合FCC對(duì)UWB信號(hào)的定義。如果使用小型全向垂直極化天線或小型圓極化天線，其視距通信范圍可超過2km。在建筑物內(nèi)部，由于墻壁和障礙物對(duì)信號(hào)的衰減作用，系統(tǒng)通信距離被限制在約100m以內(nèi)。UWB地理定位系統(tǒng)最初的開發(fā)和應(yīng)用是在軍事領(lǐng)域。目前其主要商業(yè)用途之一為路旁信息服務(wù)系統(tǒng)。它能夠提供突發(fā)且高達(dá)100Mbps的信息服務(wù)，其信息內(nèi)容包括路況信息、建筑物信息、天氣預(yù)報(bào)和行駛建議，還可以用作緊急援助事件的通信。UWB第二個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域是家庭數(shù)字娛樂中心。在過去幾年里，家庭電子消費(fèi)產(chǎn)品層出不窮。PC、DVD、DVR、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、HDTV、PDA、數(shù)字機(jī)頂盒、MD、MP智能家電等等出現(xiàn)在普通家庭里，正是“舊時(shí)王榭堂前燕，飛入平常百姓家”。家庭數(shù)字娛樂中心的概念是：將來你的住宅中的PC、娛樂設(shè)備、智能家電和Internet都連接在一起，你可以在任何地方使用它們。舉例來說，你儲(chǔ)存的視頻數(shù)據(jù)可以在PC、DVD、TV、PDA等設(shè)備上共享觀看，可以自由地同Internet交互信息，你可以遙控你的PC，讓它控制你的信息家電，讓它們有條不紊地工作，你也可以通過Internet聯(lián)機(jī)，用無線手柄結(jié)合音、像設(shè)備營(yíng)造出逼真的虛擬游戲空間。如何把這些相互獨(dú)立的信息產(chǎn)品有機(jī)地結(jié)合起來，這是建立家庭數(shù)字娛樂中心一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題。從前面對(duì)UWB的技術(shù)特點(diǎn)來看，UWB技術(shù)無疑是一個(gè)很好的選擇。 UWB的發(fā)展前景UWB系統(tǒng)在很低的功率譜密度的情況下，已經(jīng)證實(shí)能夠在戶內(nèi)提供超過480Mbps的可靠數(shù)據(jù)傳輸。與當(dāng)前流行的短距離無線通信技術(shù)相比，UWB 具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢(shì)，最大可以提供高達(dá)1000Mbps以上的傳輸速率。UWB技術(shù)在無線通訊方面的創(chuàng)新性、利益性已引起了全球業(yè)界的關(guān)注。與藍(lán)牙、等無線通信相比，UWB可以提供更快、更遠(yuǎn)、更寬的傳輸速率，越來越多的研究者投入到UWB領(lǐng)域，有的單純開發(fā)UWB技術(shù)，有的開發(fā)UWB應(yīng)有，有的兼而有之。相信UWB技術(shù)，不僅為低端用戶所喜愛，且在一些高端技術(shù)領(lǐng)域，在軍事需求和商業(yè)市場(chǎng)的推動(dòng)下，UWB技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展和成熟起來。據(jù)聯(lián)合商業(yè)情報(bào)公司在《關(guān)于UWB的預(yù)測(cè)和潛在市場(chǎng)應(yīng)用的報(bào)告》指出，2007年全球配備UWB的電子設(shè)備和芯片的生產(chǎn)量將達(dá)到4510萬套。同先進(jìn)國(guó)家相比較，我國(guó)在無線通信領(lǐng)域仍處于待開發(fā)狀態(tài)，通過UWB技術(shù)的研究，可以充分發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)，研究將會(huì)更有方向性和針對(duì)性，因而有可能在該領(lǐng)域達(dá)到并超過世界先進(jìn)水平，促進(jìn)我國(guó)在UWB技術(shù)方面的全面發(fā)展，同時(shí)對(duì)我國(guó)在該研究領(lǐng)域擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和相關(guān)產(chǎn)品，建立新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，具有重大意義。UWB將宣告一個(gè)便利和自由的新時(shí)代。如今，在曾經(jīng)需要使用USB或1394電纜的任何地方，您都可以使用無線技術(shù)來作為替代。例如，袖珍DVD播放器可以將其內(nèi)容廣播到掛在墻上的平板顯示器上。而筆記本電腦用戶只須將筆記本放在桌上，其筆記本就會(huì)立即連到周圍的外設(shè)（打印機(jī)、備份磁盤驅(qū)動(dòng)器、掃描儀、全尺寸鍵盤、鼠標(biāo)、揚(yáng)聲器系統(tǒng)以及數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等）上去。市場(chǎng)調(diào)查公司InStat/MDR預(yù)測(cè)，從2006年到2008年，UWB節(jié)點(diǎn)/芯片組的交貨量將會(huì)經(jīng)歷綜合年增長(zhǎng)率超過百分之四百的新興市場(chǎng)增長(zhǎng)。而且，沒有任何替代技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)能對(duì)UWB造成嚴(yán)重的威脅，那些替代技術(shù)只不過是些能夠運(yùn)送數(shù)據(jù)的“老車破牛”，它們的速度只有UWB的五分之一到百分之一。所以，UWB處于獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷的地位。結(jié) 論短距離無線通信技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用較好的適應(yīng)了市場(chǎng)發(fā)展的需求,特別是在最近一兩年內(nèi)以驚人的速度發(fā)展,各種相關(guān)技術(shù)層出不窮,已經(jīng)在醫(yī)療、銷售、制造、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、會(huì)展、金融、小型辦公、學(xué)校等許多不適合或無法布線的場(chǎng)合或需要移動(dòng)辦公、移動(dòng)工作的企事業(yè)單位和行業(yè)系統(tǒng)得到了初步的應(yīng)用。通過對(duì)這幾種常見的短距離無線通信數(shù)據(jù)傳輸方法的研究可知，超寬帶無線通信技術(shù)(UWB)在近距離無線傳輸方面優(yōu)于其它的無線通信技術(shù)。無線傳輸數(shù)據(jù)量需求的日益增長(zhǎng)以及無線電頻段的日益擁擠，促使我們不斷開發(fā)高速度低成本的無線通信技術(shù)，無疑UWB技術(shù)將在此方面一顯身手。家庭無線網(wǎng)絡(luò)將是UWB的主流市場(chǎng)，以UWB為物理基礎(chǔ)的傳感器網(wǎng)絡(luò)(sensor network)將成為未來泛網(wǎng)(Ubiquitous network)的重要組成部分?？梢灶A(yù)料，UWB技術(shù)將在未來高速信息網(wǎng)中發(fā)揮重要的作用。當(dāng)然，作為一種新的民用技術(shù)，UWB還有其不完善的地方，如輻射問題以及同其它設(shè)備（如GPS）共存等一系列問題還有待解決。參考文獻(xiàn)[1]方旭明,何蓉等. ,[2]李新付，樓才義，[3]尹長(zhǎng)川，羅濤，[4]查光明，,[5]伍疆，羅常青，,2002[6]，[7]馬建倉(cāng)，羅亞軍，：科學(xué)出版社，2003[8]:[9]嚴(yán)紫建，[10]卿斯?jié)h. 密碼學(xué)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全 . 北京: 清華大學(xué)出版社, 2001.[11]金純, 許光辰, 孫睿. 藍(lán)牙技術(shù). 電子工業(yè)出版社，[12]D G next step in shortrange wireless. 2003IEEEMTTS International Microwave Symposium Digest ,June 2003,1,8213:357360[13]Federal Communications of part 15 of the Commission Rules Regarding UltraWideband Transmision Systems NPRM 00163,May 10,2000[14]Cassioli D,Win M Z,Molisch A Statistical Model for the USB Indoor 2001,致 謝本文是我在柏逢明老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在此次論文的完成過程中，自始至終受到柏宋老師的支持和幫助，從論文的選題到論文的成稿，無一不凝聚著柏老師的心血和關(guān)懷。回顧做畢業(yè)設(shè)計(jì)的幾個(gè)月，通過柏老師的提供資料和耐心講解，使我對(duì)整個(gè)大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，在課題研究等專業(yè)方面的能力有了很大的提高，也使我更加了解到所學(xué)的專業(yè)知識(shí)在實(shí)踐應(yīng)用方面所發(fā)揮的重要作用。柏老師淵博的知識(shí)、深刻的洞察力、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、嚴(yán)謹(jǐn)勤奮的工作作風(fēng)、平易近人的態(tài)度以及正直的人格魅力和要求我們不斷創(chuàng)新的風(fēng)格給我留下了深刻印象，使我在做人、做事方面受益匪淺，永遠(yuǎn)是我學(xué)習(xí)的楷模!在此，謹(jǐn)向柏老師表示最誠(chéng)摯的謝意和最崇高的敬意。同時(shí)，也衷心感謝答辯委員會(huì)以及對(duì)此論文進(jìn)行評(píng)閱、評(píng)議的全體專家，以及那些幫助過我的其他老師和同學(xué)們！