UWB的特点及在短距离无线通信中的应用前景

的条件就是：“在发送功率低于美国放射噪音规定值-41.3dBm/MHz（换算成功率则为1mW/MHz）的条件下，可将3.1GHz～10.6GHz的频带用于对地下和隔墙之物进行扫描的成像系统、汽车防撞雷达以及在家电终端和便携式终端间进行测蹑和无线数据通信"。发射功率的大小决定了传输距离，按照FCC的规定，UWB通信在近期内将只可能用于极短距离的无线通信，这就意味着在一定时期内UWB将会与现有短距离无线技术共同生存，共同发展。

（1）UWB与IEEE802.11a

IEEE802.11a是IEEE最初制定的一个无线局域网标准之一，它主要用来解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，工作在5GHzU-NII频带，物理层速率54Mbps，传输层速率25Mbps。采用正交频分复用（OFDM）扩频技术；可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口，以及TDD/TDMA的空中接口，支持语音、数据、图像业务。IEEE802.11a用作无线局域网时的通信距离可以达到100m，而UWB只能在10m以内的范围通信。根据英特尔照FCC的规定而进行的演示结果显示，对于10m以内的距离，UWB可以发挥出高达数百Mbps的传输性能，但是在20m处反倒是IEEE802.11a/b的无线局域网网设备更好一些。因此在目前UWB发射功率受限的情况下，UWB只能用于10m以内的高速数据通信，而10m到100m的无线局域网通信，还需要由802.11来完成，当然与UWB相比，802.11的功耗大，传输速率低。

（2）UWB与Bluetooth

自从2002年2月14日，FCC顶住多方面的压力批准UWB用于无线通信以来，就不断有人将UWB评论为蓝牙（Bluetooth）的杀手，因为从性能价格比上看，Bluetooth是现有无线通信方式中最接近UWB的，但是UWB真的会取代Bluetooth吗？从目前的情况看，答案是否定的。首先从应用领域来看，Bluetooth工作在无须申请的2.4GHz ISM频段上，主要用来连接打印机、笔记本电脑等办公设备。它的通信速率通常在1Mbps以下，通信距离可以达到10m以上。而UWB的通信速率在几百Mbps，通信距离仅有几米，因此二者的应用领域不尽相同。其次，从技术上看，经过多年的发展，Bluetooth已经具有较完善的通信协议。Bluetooth的核心协议包括物理层协议和链路接入协议，链路管理协议及服务发展协议等等，而UWB的工业实用协议还在制定中，估计要等到2004年才可能初步确定。还有，Bluetooth是一种短距离无线连接技术标准的代称，蓝牙的实质内容就是要建立通用的无线电空中接口及其控制软件的公开标准，从这方面讲，UWB可以看作是采用一种特殊无线电波来高速传送数据的通信方式，严格地讲，它不能构成一个完整的通信协议或标准。考虑到UWB高速、低功耗的特点，也许在下一代Bluetooth标准中，UWB可能被用做物理层的通信方式。最后，从市场角度分析，蓝牙产品已经成熟并得到推广和使用，而UWB的研究还处在起步阶段。基于以上原因，在未来的几年内，UWB和Bluetooth更有可能既是竞争对手，又是合作朋友。

（3）UWB与HomeRF

家庭射频（HomeRF）标准是由HomeRF工作组开发的，旨在家庭范围内，使计算机与其他电子设备之间实现无线通信的开放性工业标准。HomeRF是IEEE802.11与DECT的结合，使用这种技术能降低语音数据成本。HomeRF采用了扩频技术，工作在2.4GHz频带，能同步支持4条高质量语音信道，但是HomeRF的传输速率只有1M～2Mbps。由于HomeRF技术没有完全公开，目前只有几十家小企业支持，在抗干扰等方面相对应其他技术而言尚有欠缺，因此它的应用前景还不是十分明朗。同IEEE802.11一样，HomeRF的通信距离比UWB远，而传输速率比UWB低，在UWB发射功率受限的前提下，二者应该是各有千秋。

结合上述讨论，可以用表1对四种短距离无线通信做个简单的比较。

表1 4种短距离无线通信比较

　 IEEE802.11a Bluetooth HomeRF UWB 传输速率 54Mbps 小于1Mbps 1-2Mbps 可高达500Mbps 通信距离 10m-100m 10m 50m 小于10m 发射功率 1瓦以上 1毫瓦-100毫瓦 1瓦以上 1毫瓦以下 空间容量 80Kbps/m 30Kbps/m2 50Kbps/m2 1000Kbps/m2 应用范围 无线局域网 计算机等家庭和办公室设备互连 家庭语音和数据流 近距离多媒体

《UWB的特点及在短距离无线通信中的应用前景(第2页)》