超宽带技术详解

超宽带（UWB）是一种无线技术，可以在短时间内以极低功率实现数据的高速传播。超宽带有很多独特的技术特性，是具有极强竞争优势的短距无线传输技术。但该技术在2002年之后才正式被大家关注，主要是该技术之前只能在军方使用，2002年2月，美国联邦通信委员会才正式批准可以用于民用。

超宽带概念

超宽带技术是一种无线载波通信技术，占有很宽的频谱范围，按照FCC的规定，从3.1GHz到10.6GHz之间的7.5GHz的带宽频率为UWB所使用的频率范围。并且数据传输是依靠纳秒级的非正弦波窄脉冲，适用于高速、近距离的无线个人通信。

超宽带技术特点

UWB是一种“特立独行”的无线通信技术，它将会为无线局域网LAN和个人局域网PAN的接口卡和接人技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。

1）抗干扰性能强

UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益。因此，与IEEE 802.1la、IEEE 802.1lb和蓝牙相比，在同等码速条件下，UWB具有更强的抗干扰性。

2）传输速率高

超宽带数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s。有望高于蓝牙100倍，也可以高于IEEE 802.1la和IEEE802.1lb。

3）带宽极宽

UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个GHz。超宽带系统容量大，并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。这在频率资源日益紧张的今天。开辟了一种新的时域无线电资源。

4）消耗电能小

通常情况下，无线通信系统在通信时需要连续发射载波，因此，要消耗一定电能。而UWB不使用载波。只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能小。

5）保密性好

UWB保密性表现在两方面：一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据；另一方面是系统的发射功率谱密度极低。用传统的接收机无法接收。

6）发送功率非常小

UWB系统发射功率非常小，通信设备可以用小于1mw的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长系统电源工作时间。况且，发射功率小，其电磁波辐射对人体的影响也会很小。这样，UWB的应用面就广。

超宽带应用场景

1）室内定位

定位信息的加入可以帮助企业更好的整合计划层（ERP）、执行层（MES）、控制层（PCS）三个层级，从而提高生产过程和整个供应链体系的效率，使全范围、全流程实现数据可视化，推动生产体系向高效率、高质量、低成本、高满意发展。

EHIGH恒高UWB室内定位系统定位精度高达10cm，同时具备高动态、高容量、低功耗的优点。不仅提供实时位置显示，还具有历史轨迹回放、人员考勤、电子围栏、行为分析、智能巡检等功能，帮助企业实现智能化管理。

电厂：通过精确定位方式弥补人为疏忽，降低事故风险，全面推动电厂安全管理的标准化和规范化；

仓储物流：UWB高精度位置服务实时管理仓储人、车、物，融合仓储管理系统，实现仓储物流管理的降本增效；

石油化工：零延时精确定位人、车、物的实时位置，直观及时地反映化工业的现场情况、人员状况，提高石油化工行业安全保障的力度及效率；

监狱：高效智慧管理，变被动监管为主动监管，达到事前预防、事中管控、事后查证管理新思路。

2）数据传输

a. 高速数据传输：UWB的理论最大数据传输速度可达1Gbps，伴随5G网的普及，4K电影、游戏、VR、AR将带动数据传输需求的迅速膨胀，更大数据量的文件可能很难再通过蓝牙24Mbps的速度进行传输，未来通过UWB实现AirDrop也是潜在的应用方向。

b. 加密文件传输：基于超宽带（UWB）信号不易被拦截与破解的特性，特殊的身份认证信息、秘钥、安全凭证等加密信息可通过UWB技术传输，并可建立基于测距与安全凭证交互双重认证的新型无感支付模式，从磁条、芯片、RFID、NFC手上拿下身份认证的下一道接力棒。