無線UWB技術(shù)與其他短距離無線技術(shù)的比較
無線UWB技術(shù)的獨(dú)到之處,成就它在短距離無線技術(shù)中杰出的優(yōu)點(diǎn)。具體情況又是怎樣的呢?那么本文將幫你把幾種無線技術(shù)相互比較,總結(jié)一下。希望,對(duì)大家有所幫助。
與其它短距離無線技術(shù)的比較
從無線UWB技術(shù)的參數(shù)來看,UWB的傳輸距離只有10M左右,因此我們只拿常見的短距離無線技術(shù)與無線UWB技術(shù)作一對(duì)比,從中更能顯示出UWB的杰出的優(yōu)點(diǎn)。常見的短距離無線技術(shù)由IEEE802.11a、藍(lán)牙、HomeRF。
(1)IEEE802.11a與無線UWB技術(shù)
IEEE802.11a是由IEEE制定的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之一,物理層速率在54Mbps,傳輸層速率在25Mbps,它的通信距離可能達(dá)到100M,而UWB的通信距離在10M左右。在短距離的范圍(如10M以內(nèi)),IEEE802.11a的通信速率與UWB相比卻相差太大,UWB可以達(dá)到上千兆,是IEEE802.11a的幾十倍;超過這個(gè)距離范圍(即大于10M),由于UWB發(fā)射功率受限,UWB就性能就差很多(目前從演示的產(chǎn)品來看,UWB的有效距離已擴(kuò)展到20M左右)。因此從總體來看,10M以內(nèi),802.11a無法與UWB相比;但是在10M以外,UWB無法與802.11a相比。另外與UWB相比,802.11a的功耗相當(dāng)大。
(2)藍(lán)牙(Bluetooth)與無線UWB技術(shù)
藍(lán)牙技術(shù)是愛立信、IBM等5家公司在1998年聯(lián)合推出的一項(xiàng)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。隨后成立的藍(lán)牙技術(shù)特殊興趣組織(SIG)來負(fù)責(zé)該技術(shù)的開發(fā)和技術(shù)協(xié)議的制定,如今全世界已有1800多家公司加盟該組織。藍(lán)牙的傳輸距離為10cm~10m。它采用2.4GHzISM頻段和調(diào)頻、跳頻技術(shù),速率為1Mbps。從技術(shù)參數(shù)上來看,UWB的優(yōu)越性是比較明顯的,有效距離差不多,功耗也差不多,但UWB的速度卻快得多,是藍(lán)牙速度的幾百倍。從目前的情況來看,藍(lán)牙唯一比無線UWB技術(shù)優(yōu)越的地方就是藍(lán)牙的技術(shù)已經(jīng)比較成熟,但是隨著UWB的發(fā)展,這種優(yōu)勢(shì)就不會(huì)再是優(yōu)勢(shì),因此有人在UWB剛出現(xiàn)時(shí),把UWB看成是藍(lán)芽的殺手,不是沒有道理的。
(3)HomeRF與無線UWB技術(shù)
HomeRF是專門針對(duì)家庭住宅環(huán)境而開發(fā)出來的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),借用了802.11規(guī)范中支持TCP/IP傳輸?shù)膮f(xié)議;而其語音傳輸性能則來自DECT(無繩電話)標(biāo)準(zhǔn)。HomeRF定義的工作頻段為2.4GHz,這是不需許可證的公用無線頻段。HomeRF使用了跳頻空中接口,每秒跳頻50次,即每秒鐘信道改換50次。收發(fā)信機(jī)最大功率為100mW,有效范圍約50m,其速率為1Mbps至2Mbps。寫UWB相比,各有優(yōu)勢(shì):HomeRF的傳輸距離遠(yuǎn),但速率太低;UWB傳輸距離只有HomeRF的五分之一,但速度卻是HomeRF的幾百倍甚至上千倍。
總而言之,這些流行的短距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)各有千秋,這些技術(shù)之間存在著相互競(jìng)爭(zhēng),但在某些實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)它們又相互補(bǔ)充。
UWB應(yīng)用概述
無線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(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);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)、UWBLPI/D無線內(nèi)通系統(tǒng)(預(yù)警機(jī)、艦船等)、戰(zhàn)術(shù)手持和網(wǎng)絡(luò)的PLI/D電臺(tái)、警戒雷達(dá)、UAV/UGV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(imagingsystem);汽車防沖撞傳感器等(vehicleradarsystem);家電設(shè)備及便攜設(shè)備之間的無線數(shù)據(jù)通信(communicationandmeasurements system)。下面對(duì)兩個(gè)重要應(yīng)用展開論述。
無線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,例如使用無線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。此系統(tǒng)使用的是2.5ns寬的UWB脈沖信號(hào),其峰值功率為4W,工作頻帶范圍為1.3~1.7GHz,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,其目的是戰(zhàn)士在城市環(huán)境條件下能夠以0.3m的分辨率來測(cè)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(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、MP3、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,無線UWB技術(shù)無疑是一個(gè)很好的選擇。