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《农业装备物联网技术》机电工程学院第二章

物联网技术基础务本崇实修德精业2.1.1物联网关键技术概述第2章物联网技术基础2.1物联网技术概述2.4.3超宽带技术 UWB技术是一种新型的无线通信技术。它通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制，使信号具有GHz量级的带宽。超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点。 UWB技术最早出现在20世纪60年代时域电磁学的研究中，用于通过冲激响应完整地描述某一类微波网络的瞬时特性。超宽带技术 2002年美国联邦通信委员会(FCC)颁布了最新的UWB频谱规划，并规定只要一个信号在一10dB处的绝对带宽大于0.SGHz或部分带宽大于20%，并且满足FCC功率谱密度限制要求的信号，则这个信号就是超宽带信号。这是目前学术界和企业界均较为认可的定义。FCC还规定了UWB系统在非授权的频段3.1-10.6GHz之间的7.SGHz的带宽频率为UWB所使用的频率范围。

从载波方面看，传统的通信技术是把信号从基带调制到载波上，而UWB技术是通过对具有很陡上升和下降时间的冲击脉冲进行直接调制，从而具有G赫兹量级的带宽。由计算信道容量的Shannon公式可知，信道的容量随带宽线性增加，随信噪比的降低呈对数减小。这种关系说明，无线通信系统的容量可随所占带宽的增加、信噪比的降低而增加。超宽带技术

从频域来看，超宽带有别于传统的窄带和宽带，它的频带更宽。窄带是指相对带宽(信号带宽与中心频率之比)小于1%，相对带宽在1%到25%之间的被称为宽带，相对带宽大于25%，而且中心频率大于sooMHz的被称为超宽带。

从时域上讲，超宽带系统有别于传统的通信系统。一般的通信系统是通过发送射频载波进行信号调制，而UWB是利用起、落点的时域脉冲(几十ns)直接实现调制，超宽带的传输把调制信息过程放在一个非常宽的频带上进行，而且以这一过程中所持续的时间，来决定带宽所占据的频率范围。由于UWB发射功率受限，进而限制了其传输距离。超宽带技术

与当前流行的短距离无线通信技术相比，UWB具有巨大的数据传输速率优势，最大可以提供高达1000Mbps以上的传输速率。UWB技术在无线通讯方面的创新性、利益性己引起了全球业界的关注。与蓝牙、802lllb、802115等无线通信相t匕，UWB可以提供更快、更远、更宽的传输速率，越来越多的研究者投入到UWB领域。

同先进国家相比较，我国在无线通信领域仍处于待开发状态，通过U、VB技术的研究，可以充分发挥后发优势，研究将会更有方向性和针对性，因而有可能在该领域达到并超过世界先进水平，促进我国在UWB技术方面的全面发展，同时对我国在该研究领域拥有自主知识产权

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