3 UWB无线传输系统的基本模型

　　UWB系统的基本模型主要由发射部分、无线信道和接收部分构成，与传统的无线发射、接收机结构相比，UWB的发射、接收机结构相对简单，易于实现，如传统蓝牙系统是一种低功耗的无线传输技术，它的集成电路是经典的超外差电路，发射机部分包括压控振荡器、锁相环同步器、参考振荡器，接收机部分包括低噪声放大器、混频器、放大器等；而UWB的发射、接收机的结构不同，因为脉冲产生器只需产生大约100mV的电压就能满足发射要求，因而发射端不需要功率放大器，在接收端，天线收集的信号先通过低噪声放大器，再通过一个匹配滤波器或相关接收机恢复出期望信号[3]，由于UWB信号的发射未经载波调制，UWB的接收端不再需要参考振荡器、锁相环同步器、压控振荡器及混频器等。UWB的发射、接收机结构比蓝牙更简单，UWB的发射机可灵活地调整发射距离，当发射距离增大时，UWB可以用多个脉冲传一个信号以增加接收端的信噪比，由于UWB的发射功率与脉冲重复频率成正比，因此可以通过软件对数据率、功耗、发射范围进行管理，这种灵活性非常有利于功率受限的便携式终端的设计。

　　4 UWB在无线多媒体个域网中的应用

　　UWB无线通信技术的主要功能包括无线通信和定位功能。进行高速无线通信（速率在100Mb/s以上）时，传输距离较近，一般在10－20m左右，进行较低速率无线通信和定位时，传输距离可更远，UWB技术采用无载波脉冲方式时，具有较强的透视功能，可以穿透数层墙壁进行通信、成像或定位，与全球定位系统（GPS）相比，UWB技术的定位精确度更高，可以达到10－20cm的精度，正是凭借短距离传输范围内的高传输速率及高精确度这一巨大优势，UWB进入民用市场之初就将其应用定位在了无线局域网（WLAN）和无线个域网（WPAN）上，这样一种小范围内进行高速通信，可以使人们摆脱线缆的束缚，使各种设备以高速无线进行连接。根据超带宽无线传输的特性，UWB技术可以应用于无线多媒体家域网、个域网，雷达定位和成像系统，智能交通系统，以及应用于军事、公安、救援、医疗、测量等多个领域。

　　无线多媒体个域网中，各种数字多媒体设备根据需要，在小范围内组成自组织式的网络，相互传送多媒体数据，并可以通过安装在家中的带宽网关，接入英特网。数字多媒体设备是那些需要收发视频、音频、文本、数据等数字多媒体信息的设备，如数码摄像机、数码照相机、MP3播放器、DVD播放器、数字电视、台式机、笔记本电脑、打印机、投影仪、扫描仪、摄像头、手机、各种智能家电、机顶盒等。UWB技术与现有的其他无线通信技术相比，数据传输速率高、功耗低、安全性好。UWB技术可以实现的速率超过1Gb/s，与有线的USB2.0接口相当，远远高于无线局域网802.11 b的11Mb/s，也比下一代无线局域网802.11a/g的54Mb/s高出近一个数量级，UWB通信的功耗较低，能更好地满足使用电池的移动设备的要求，另外，UWB信号的功率谱密度非常低，信号难以被检测到，再加上采用的跳频、直接序列扩频等扩频多址技术，使非授权者很难接获传输的信息，因而安全性非常好。

　　表1是一些典型的实时多媒体应用对不同无线传输技术的数据传输速率的要求，从表中可以看出，如果采用无线的方式来进行传输，只有UWB技术可以满足各种应用的要求。



　　表2为下载一些多媒体信息所需的时间，采用UWB技术，可以在合理的时间内完成下载，随着多媒体应用的发展，其类似大小和所需传输速率还将不断提高，因此，在目前的无线通信技术中，只有UWB技术可以满足构建无线多媒体家域网的要求。



　　5 结语

　　无线通信已经迅速渗入到我们的生活之中，不断增长的容量要求需要一种不对现有通信系统造成影响的新的无线通信方案，而超带宽脉冲无线电系统正好满足了这要求，在科研人员的努力下，不久的将来技术将会更加完善、更加有效地服务于人们的生活。


作者：周育辉，梅振东（江西生物科技职业学院 南昌 330200）