超寬帶技術詳解

超寬帶（UWB）是一種無線技術，可以在短時間內以極低功率實現數據的高速傳播。超寬帶有很多獨特的技術特性，是具有極強競爭優勢的短距無線傳輸技術。但該技術在2002年之后才正式被大家關注，主要是該技術之前只能在軍方使用，2002年2月，美國聯邦通信委員會才正式批準可以用于民用。

超寬帶概念

超寬帶技術是一種無線載波通信技術，占有很寬的頻譜范圍，按照FCC的規定，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。并且數據傳輸是依靠納秒級的非正弦波窄脈沖，適用于高速、近距離的無線個人通信。

超寬帶技術特點

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

1）抗干擾性能強

UWB采用跳時擴頻信號，系統具有較大的處理增益，在發射時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備產生的噪聲。接收時將信號能量還原出來，在解擴過程中產生擴頻增益。因此，與IEEE 802.1la、IEEE 802.1lb和藍牙相比，在同等碼速條件下，UWB具有更強的抗干擾性。

2）傳輸速率高

超寬帶數據速率可以達到幾十Mbit/s到幾百Mbit/s。有望高于藍牙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，高達幾個GHz。超寬帶系統容量大，并且可以和目前的窄帶通信系統同時工作而互不干擾。這在頻率資源日益緊張的今天。開辟了一種新的時域無線電資源。

4）消耗電能小

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

5）保密性好

UWB保密性表現在兩方面：一方面是采用跳時擴頻，接收機只有已知發送端擴頻碼時才能解出發射數據；另一方面是系統的發射功率譜密度極低。用傳統的接收機無法接收。

6）發送功率非常小

UWB系統發射功率非常小，通信設備可以用小于1mw的發射功率就能實現通信。低發射功率大大延長系統電源工作時間。況且，發射功率小，其電磁波輻射對人體的影響也會很小。這樣，UWB的應用面就廣。

超寬帶應用場景

1）室內定位

定位信息的加入可以幫助企業更好的整合計劃層（ERP）、執行層（MES）、控制層（PCS）三個層級，從而提高生產過程和整個供應鏈體系的效率，使全范圍、全流程實現數據可視化，推動生產體系向高效率、高質量、低成本、高滿意發展。

EHIGH恒高UWB室內定位系統定位精度高達10cm，同時具備高動態、高容量、低功耗的優點。不僅提供實時位置顯示，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，幫助企業實現智能化管理。

電廠：通過精確定位方式彌補人為疏忽，降低事故風險，全面推動電廠安全管理的標準化和規范化；

倉儲物流：UWB高精度位置服務實時管理倉儲人、車、物，融合倉儲管理系統，實現倉儲物流管理的降本增效；

石油化工：零延時精確定位人、車、物的實時位置，直觀及時地反映化工業的現場情況、人員狀況，提高石油化工行業安全保障的力度及效率；

監獄：高效智慧管理，變被動監管為主動監管，達到事前預防、事中管控、事后查證管理新思路。

2）數據傳輸

a.?高速數據傳輸：UWB的理論最大數據傳輸速度可達1Gbps，伴隨5G網的普及，4K電影、游戲、VR、AR將帶動數據傳輸需求的迅速膨脹，更大數據量的文件可能很難再通過藍牙24Mbps的速度進行傳輸，未來通過UWB實現AirDrop也是潛在的應用方向。

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，特殊的身份認證信息、秘鑰、安全憑證等加密信息可通過UWB技術傳輸，并可建立基于測距與安全憑證交互雙重認證的新型無感支付模式，從磁條、芯片、RFID、NFC手上拿下身份認證的下一道接力棒。