【導(dǎo)讀】來越重要的角色。對這些短距離無線通信數(shù)據(jù)傳輸方法的發(fā)展必將更好。地服務(wù)于人們的工作和生活，使通信變得更為便捷。它的應(yīng)用前景進(jìn)行了分析和展望。第四章UWB在短距離無線通信技術(shù)中的展望?????????進(jìn)入21世紀(jì)以來，無線通信技術(shù)正在以前所未有的速度向前發(fā)展。也已經(jīng)提上了議事日程，并將很快投入商用。但人們也許沒有注意到，在同一間屋內(nèi)或很近的地方，同樣也需。因此，又出現(xiàn)了另外一種需求：實(shí)現(xiàn)低價位、低功耗、可。替代電纜的無線數(shù)據(jù)和語音鏈路。人們希望通過一個小型的、短距離的。無線網(wǎng)絡(luò)為移動和商業(yè)用戶提供各種服務(wù)。特別是包括UWB、藍(lán)牙、紅外等在內(nèi)的短距。離無線通信技術(shù)正日益走向成熟，應(yīng)用步伐也不斷加快。聯(lián)等新概念和新產(chǎn)品，已經(jīng)逐漸地融入人們的工作領(lǐng)域和正常生活中。離無線通信技術(shù)的發(fā)展更是百花齊放、令人目不暇接。應(yīng)用提供了廣闊的市場前景。相關(guān)有代表性的短距離無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有IrDA、總體來講，短距離無線通信技術(shù)目前在中國尚處于拓荒階段。

　　

【正文】 據(jù) 應(yīng)用范圍 無線局域網(wǎng) 無線局域網(wǎng) 計算機(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，臺式電腦，掌上電腦和因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān) 筆記本，臺式電腦，掌上電腦和因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān) 筆記本，移動電話，掌上電腦和移動設(shè)備 筆記本，無繩電話，無線音響，移動設(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) 25 通過對這幾種 短距離無線通信技術(shù) 技術(shù)的比較， UWB技術(shù)優(yōu)勢較明顯， UWB具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢 。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)等場合都能得到充分應(yīng)用。 26 第四章 UWB在短距離無線通信技術(shù)中的展望 UWB 的優(yōu)勢 通過對上章的幾種 短距離無線通信技術(shù) 技術(shù)的分析， UWB技術(shù)優(yōu)勢較明顯， UWB具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢 ,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，對于遠(yuǎn)距離應(yīng)用 （ 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)。 同 一樣， 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)簡單、成本低、低等待時間 (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，同時受發(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，具有對信道衰落不敏感、發(fā)射信號功率譜密度低、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。總的說來， UWB 的用途很多，主要分為軍用和民用兩個方面。 27 在軍用方面主要用于如下領(lǐng)域如 UWB 雷達(dá)、 UWB 系統(tǒng) (預(yù)警機(jī)、艦船等 )、戰(zhàn)術(shù)手持和網(wǎng)絡(luò)的 、警戒雷達(dá)、UAV/U GV 數(shù)據(jù)鏈、探測地雷、檢測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 20xx 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)。下面對兩個重要應(yīng)用展開論述。 UWB 技術(shù)一個介于雷達(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)傳送而完成航程時間測量，再經(jīng)往返 (或循環(huán) ) 時間的測量值的對比和分析，得到目標(biāo)的精確定位。此系統(tǒng)使用的是 UWB脈沖信號，其峰值功率為 4W，工作頻帶范圍為 ～，相對帶寬為 27%，符合 FCC 對 UWB 信號的定義。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信號的衰減作用，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，其目的是戰(zhàn)士在城市環(huán)境條件下能夠以 的分辨率來測定自身所在的位置。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)報和行駛建議，還可以用作緊急援助事件的通信。 UWB 第二個重要應(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 Inter 都連接在一起，你可以在任何地方使用它們。舉例 來說，你儲存的視頻數(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 Inter 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， 28 你也可以通過 Inter 聯(lián)機(jī)，用無線手柄結(jié)合音、像設(shè)備營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)字娛樂中心一個關(guān)鍵技術(shù)問題。從前面對 UWB 的技術(shù)特點(diǎn)來看， UWB 技術(shù)無疑是一個很好的選擇。 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，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)市場的推動下， UWB 技術(shù)將會進(jìn)一步發(fā)展和成熟起來。據(jù)聯(lián)合商業(yè)情報公司在《關(guān)于 UWB 的預(yù)測和潛在市場應(yīng)用的報告》指出， 20xx 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，當(dāng)年的收益將達(dá)到 億美元。 同先進(jìn)國家相比較，我國在無線通信領(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，研究將會更有方向性和針對性，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)我國在 UWB 技術(shù)方面的全面發(fā)展，同時對我國在該研究領(lǐng)域擁有自主知識產(chǎn)權(quán)和相關(guān)產(chǎn)品，建立新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，具有重大意義。 UWB 將宣告一個便利和自由的新時代。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，其筆記本就會立即連到周圍的外設(shè)（打印機(jī)、備份磁盤驅(qū)動器、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。 29 市場調(diào)查公司 InStat/MDR 預(yù)測，從 20xx 年到 20xx 年， UWB 節(jié)點(diǎn)/芯片組的交貨量將會經(jīng)歷綜合年增長率超過百分之四百的新興市場增長。而且，沒有任何替代技術(shù)的競爭能對 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?！保鼈兊乃俣戎挥?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。 30 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、倉儲、運(yùn)輸、會展、金融、小型辦公、學(xué)校等許多不適合或無法布線的場合或需要移動辦公、移動工作的企事業(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，以 UWB 為物理基礎(chǔ)的傳感器網(wǎng)絡(luò) (sensor work)將成為未來泛網(wǎng) (Ubiquitous work)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。 31 參考文獻(xiàn) [1]方旭明 ,何蓉等 . 短距離無線 與移動通信網(wǎng)絡(luò) .人民郵電出版社 , [2]李新付，樓才義，徐建良 .無線移動通信網(wǎng) .電子工業(yè)出版社， [3]尹長川，羅濤，樂光新 .多載波寬帶無線通信技術(shù) .北京郵電大學(xué)出版社， [4]查光明，熊賢祚 .擴(kuò)頻通信 .西安電子科技大學(xué)出版社 , [5]伍疆，羅常青，晉艷偉 .無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)設(shè)計 .電子工業(yè)出版社 ,20xx [6]紀(jì)越峰 .現(xiàn)代通信技術(shù) .北京郵電大學(xué)出版社， [7]馬建倉，羅亞軍，趙玉亭 .藍(lán)牙核心技術(shù)及應(yīng)用 .北京：科學(xué)出版社， 20xx [8] 上海桑博科 技有限公司 .STR6 無 線 數(shù) 傳 模 塊 技 術(shù) 手冊 .//:[9]嚴(yán)紫建，劉元安 .藍(lán)牙技術(shù) .北京郵電大學(xué)出版社， [10]卿斯?jié)h . 密碼學(xué)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全 . 北京 : 清華大學(xué)出版社 , 20xx. [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. 20xx IEEEMTTS International Microwave Symposium Digest ,June 20xx,1,8213:357360 [13]Federal Communications of part 15 of the Commission Rules Regarding UltraWideband Transmision Systems NPRM 00163,May 10,20xx [14]Cassioli D,Win M Z,Molisch A Statistical Model for the USB Indoor 20xx, 32 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)計的幾個月，通過柏老師的提供資料和耐心講解，使我對整個大學(xué)四年所學(xué)的知識有了更深刻的認(rèn)識，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、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)向柏老師表示最誠摯的謝意和最崇高的敬意。 同時，也衷心感謝答辯委員會以及對此論文進(jìn)行評閱、評議的全體專家，以及那些幫助過我的其他老師和同學(xué)們！