超寬帶技術(shù)詳解

超寬帶（UWB）是一種無線技術(shù)，可以在短時(shí)間內(nèi)以極低功率實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳播。超寬帶有很多獨(dú)特的技術(shù)特性，是具有極強(qiáng)競爭優(yōu)勢的短距無線傳輸技術(shù)。但該技術(shù)在2002年之后才正式被大家關(guān)注，主要是該技術(shù)之前只能在軍方使用，2002年2月，美國聯(lián)邦通信委員會才正式批準(zhǔn)可以用于民用。

超寬帶概念

超寬帶技術(shù)是一種無線載波通信技術(shù)，占有很寬的頻譜范圍，按照FCC的規(guī)定，從3.1GHz到10.6GHz之間的7.5GHz的帶寬頻率為UWB所使用的頻率范圍。并且數(shù)據(jù)傳輸是依靠納秒級的非正弦波窄脈沖，適用于高速、近距離的無線個(gè)人通信。

超寬帶技術(shù)特點(diǎn)

UWB是一種“特立獨(dú)行”的無線通信技術(shù)，它將會為無線局域網(wǎng)LAN和個(gè)人局域網(wǎng)PAN的接口卡和接人技術(shù)帶來低功耗、高帶寬并且相對簡單的無線通信技術(shù)。

1）抗干擾性能強(qiáng)

UWB采用跳時(shí)擴(kuò)頻信號，系統(tǒng)具有較大的處理增益，在發(fā)射時(shí)將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。接收時(shí)將信號能量還原出來，在解擴(kuò)過程中產(chǎn)生擴(kuò)頻增益。因此，與IEEE 802.1la、IEEE 802.1lb和藍(lán)牙相比，在同等碼速條件下，UWB具有更強(qiáng)的抗干擾性。

2）傳輸速率高

超寬帶數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到幾十Mbit/s到幾百M(fèi)bit/s。有望高于藍(lán)牙100倍，也可以高于IEEE 802.1la和IEEE802.1lb。

3）帶寬極寬

UWB使用的帶寬在1GHz以上，高達(dá)幾個(gè)GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大，并且可以和目前的窄帶通信系統(tǒng)同時(shí)工作而互不干擾。這在頻率資源日益緊張的今天。開辟了一種新的時(shí)域無線電資源。

4）消耗電能小

通常情況下，無線通信系統(tǒng)在通信時(shí)需要連續(xù)發(fā)射載波，因此，要消耗一定電能。而UWB不使用載波。只是發(fā)出瞬間脈沖電波，也就是直接按0和1發(fā)送出去，并且在需要時(shí)才發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能小。

5）保密性好

UWB保密性表現(xiàn)在兩方面：一方面是采用跳時(shí)擴(kuò)頻，接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時(shí)才能解出發(fā)射數(shù)據(jù)；另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低。用傳統(tǒng)的接收機(jī)無法接收。

6）發(fā)送功率非常小

UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用小于1mw的發(fā)射功率就能實(shí)現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長系統(tǒng)電源工作時(shí)間。況且，發(fā)射功率小，其電磁波輻射對人體的影響也會很小。這樣，UWB的應(yīng)用面就廣。

超寬帶應(yīng)用場景

1）室內(nèi)定位

定位信息的加入可以幫助企業(yè)更好的整合計(jì)劃層（ERP）、執(zhí)行層（MES）、控制層（PCS）三個(gè)層級，從而提高生產(chǎn)過程和整個(gè)供應(yīng)鏈體系的效率，使全范圍、全流程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，推動(dòng)生產(chǎn)體系向高效率、高質(zhì)量、低成本、高滿意發(fā)展。

EHIGH恒高UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)定位精度高達(dá)10cm，同時(shí)具備高動(dòng)態(tài)、高容量、低功耗的優(yōu)點(diǎn)。不僅提供實(shí)時(shí)位置顯示，還具有歷史軌跡回放、人員考勤、電子圍欄、行為分析、智能巡檢等功能，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化管理。

電廠：通過精確定位方式彌補(bǔ)人為疏忽，降低事故風(fēng)險(xiǎn)，全面推動(dòng)電廠安全管理的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化；

倉儲物流：UWB高精度位置服務(wù)實(shí)時(shí)管理倉儲人、車、物，融合倉儲管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)倉儲物流管理的降本增效；

石油化工：零延時(shí)精確定位人、車、物的實(shí)時(shí)位置，直觀及時(shí)地反映化工業(yè)的現(xiàn)場情況、人員狀況，提高石油化工行業(yè)安全保障的力度及效率；

監(jiān)獄：高效智慧管理，變被動(dòng)監(jiān)管為主動(dòng)監(jiān)管，達(dá)到事前預(yù)防、事中管控、事后查證管理新思路。

2）數(shù)據(jù)傳輸

a.?高速數(shù)據(jù)傳輸：UWB的理論最大數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)1Gbps，伴隨5G網(wǎng)的普及，4K電影、游戲、VR、AR將帶動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸需求的迅速膨脹，更大數(shù)據(jù)量的文件可能很難再通過藍(lán)牙24Mbps的速度進(jìn)行傳輸，未來通過UWB實(shí)現(xiàn)AirDrop也是潛在的應(yīng)用方向。

b.?加密文件傳輸：基于超寬帶（UWB）信號不易被攔截與破解的特性，特殊的身份認(rèn)證信息、秘鑰、安全憑證等加密信息可通過UWB技術(shù)傳輸，并可建立基于測距與安全憑證交互雙重認(rèn)證的新型無感支付模式，從磁條、芯片、RFID、NFC手上拿下身份認(rèn)證的下一道接力棒。