[分享] UWB（超宽带）

UWB（超宽带）是一种高速短距离无线技术。它最初是在 IEEE 802.15.3a 标准中引入的。定义 UWB 规范的最新版本在 IEEE 802.15.4a 中指定。该标准提到了三个频段，即。低于 1GHz、3-5GHz 和 6-10GHz。

这个怎么运作？

UWB 使用时移机制以每秒百万个脉冲的速度传输二进制数据。这里零以短时间间隔传输，而一以长时间间隔传输。UWB 波形如图 1 所示。

在接收器上，脉冲之间的时间间隔定义了接收到的是 1 还是 0。图 2 描述了 UWB 发射器，它由二进制数据源、比特到符号的转换、符号到脉冲的脉冲发生器和射频部分组成。

图 3 描述了 UWB 接收器由前端部分和符号到比特的转换组成。前端部分进行脉冲到符号的采集、跟踪和转换。位转换后根据应用需要进行数据转换。

调制方案

UWB 根据应用需要使用各种调制方案。有基于时间的技术和基于形状的技术。脉冲位置调制（PPM）用作基于时间的调制。PPM 是一种简单的技术，但在接收器中需要精细的时间分辨率。

BPM（双相调制）、OOK（开关键控）、PAM（脉冲幅度调制）、OPM（正交脉冲调制）等被用作基于形状的调制技术。PAM 和 OOK 也是简单的仅二进制技术，但它们的抗噪能力较差。OPM 很复杂，但它具有正交性的优势。

UWB系统的好处

• 由于UWB 在低噪声水平下运行，常规接收器将无法解码信号，因此它是用于军事通信的主要技术之一。
• 作为非常低功率的信号，它不会干扰同一频段内的其他无线系统。
• 它们很容易渗入墙壁。
• UWB 设备的电池由于其低功耗运行可以持续更长的时间。

典型规格

•  频谱： 3.1 5.15 和 5.825 至 10.6 GHz（DS-UWB），4 个频段（MB-OFDM）
•  带宽： 1.368 GHz 和 2.736GHz（用于 DS-UWB）和 528 MHz，用于 MB-OFDM
•  范围： 10- 30 米
•  物理层： MB OFDM 或直接序列 UWB (DS-UWB)
•  数据速率： 1Gbps
•  同时微微网数量： 8(DS-UWB)、4(MB-OFDM)

应用

• 用于家庭娱乐网络和家庭网络的消费电子产品
• 医院中的资产跟踪，例如轮椅和病床
• 医疗保健
• 军事
• 医学

医学中的超宽带

UWB 广泛用于医学中的各种应用。它包括心脏病学、呼吸内科、妇产科、急诊室和急症护理、残疾人援助、喉咙和声带监测等。