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編者按：當(dāng)前，移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)不斷取得新的進(jìn)展，對(duì)于新技術(shù)的應(yīng)用研究也在不斷豐富。作為下一代無線網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一，MIMO技術(shù)成為最熱點(diǎn)的超寬帶候選技術(shù)，給幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、資源分配、信道設(shè)計(jì)等技術(shù)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。UMB作為一個(gè)系統(tǒng)技術(shù)，其提出和設(shè)計(jì)主要是為了滿足市場(chǎng)的長(zhǎng)足發(fā)展，大幅度地提升系統(tǒng)性能，保持相對(duì)于其它技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力。這些未來無線技術(shù)的應(yīng)用前景值得關(guān)注。

　　通常認(rèn)為，短距離無線網(wǎng)絡(luò)主要是指無線局域網(wǎng)(WLAN)和無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)。從網(wǎng)絡(luò)覆蓋半徑區(qū)分，WLAN覆蓋50～100m的范圍，WPAN覆蓋圍繞個(gè)人空間10m左右的地理范圍。根據(jù)對(duì)超寬帶(UWB)的容量分析可知：UWB的容量?jī)?yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在10m左右的覆蓋區(qū)域。因此，UWB的應(yīng)用主要定位于WPAN，結(jié)合多跳自組織網(wǎng)絡(luò)(Adhoc)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢造`活變化，覆蓋范圍可以不斷延伸。

　　目前，IEEE關(guān)于WPAN的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可分為兩個(gè)層次：高速WPAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15.1、IEEE802.15.3和低速WPAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15.4。其中，802.15.1采用藍(lán)牙作為物理層傳輸技術(shù)，提供最高1Mb/s的傳輸速率和10m的傳輸距離，適用于中低速無線連接。802.15.3工作于2.4GHz免授權(quán)頻段，采用網(wǎng)格編碼調(diào)制技術(shù)，提供最高55Mb/s的傳輸速率，可支持高速視頻流、大文件傳輸?shù)葢?yīng)用。802.15.4采用ZigBee技術(shù)作為物理層傳輸技術(shù)，提供的最高傳輸速率為250kb/s，通過降低傳輸速率可將通信距離延伸至30m或更遠(yuǎn)。其優(yōu)勢(shì)在于價(jià)格和功耗，主要應(yīng)用于遙控、傳感器等低端產(chǎn)品。UWB技術(shù)憑借其自身的技術(shù)特點(diǎn)，在高、低速WPAN應(yīng)用中都將成為有力的競(jìng)爭(zhēng)者。

　　在高速WPAN中的應(yīng)用

　　高速WPAN的主要目標(biāo)是解決個(gè)人空間內(nèi)各種辦公設(shè)備及消費(fèi)類電子產(chǎn)品之間的無線連接，以實(shí)現(xiàn)信息的快速交換、處理、存儲(chǔ)等，其應(yīng)用場(chǎng)合包括辦公室、家庭。個(gè)人空間內(nèi)的設(shè)備類型非常豐富，大體分為三大類：電腦及其外圍設(shè)備、家用音視頻娛樂設(shè)備、便攜式終端。這些設(shè)備大部分對(duì)通信速率和實(shí)時(shí)性要求很高，當(dāng)前它們之間主要通過通用串行總線(USB)、1394總線等高速總線進(jìn)行連接，通信速率高達(dá)幾十兆比特每秒至幾百兆比特每秒。采用UWB技術(shù)為這些設(shè)備提供高速無線連接將是比較理想的解決方案，配合上層協(xié)議靈活地改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，既可以?shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，也可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備互聯(lián)。下面給出幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例：

　　——家庭多媒體應(yīng)用

　　隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，家用電器的范疇不斷擴(kuò)大，家用電器向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，其中音視頻娛樂設(shè)備最為普及。利用UWB技術(shù)為這些設(shè)備提供高速無線連接，無需使用電纜即可建立家庭多媒體網(wǎng)絡(luò)。各種設(shè)備在小范圍內(nèi)組成自組織式的網(wǎng)絡(luò)，相互傳送多媒體數(shù)據(jù)，并可以通過安裝在家中的寬帶網(wǎng)關(guān)接入因特網(wǎng)，包括機(jī)頂盒、DVD和數(shù)碼攝像機(jī)與數(shù)字電視的無線連接，數(shù)碼照相機(jī)與電視機(jī)、打印機(jī)之間的連接等。

　　——計(jì)算機(jī)桌面應(yīng)用

　　在計(jì)算機(jī)桌面上，匯聚了個(gè)人PC/手提電腦及鍵盤、顯示器、揚(yáng)聲器、打印機(jī)、掃描儀、鼠標(biāo)、移動(dòng)硬盤等一系列外部設(shè)備。當(dāng)前，電腦與各種外設(shè)之間通過錯(cuò)綜復(fù)雜的線路相互連接。如果采用UWB技術(shù)將它們以無線的方式連接起來，則將改善線路連接情況。用戶甚至沒有必要將所有這些設(shè)備都放置在同一個(gè)桌面或房間內(nèi)，每種設(shè)備可以被自由地移動(dòng)位置。這類應(yīng)用一般只需要支持2～4m的傳輸距離，但速率要求可以從幾萬比特每秒至幾百兆比特每秒。

　　——多媒體會(huì)議應(yīng)用

　　UWB技術(shù)還可應(yīng)用于會(huì)議室等場(chǎng)所。參會(huì)人員坐在會(huì)議室中，能夠利用自己的便攜式電腦組建臨時(shí)性的自組織網(wǎng)絡(luò)。大家既可以自由地交換各種信息，也可以共享帶有圖像和音頻的演示文檔，還可以方便地共享投影儀、打印機(jī)等設(shè)備。

　　在低速WPAN中的應(yīng)用

　　低速WPAN的主要應(yīng)用包括家庭自動(dòng)化、資產(chǎn)跟蹤、工業(yè)控制、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、安全與風(fēng)險(xiǎn)控制等。這類應(yīng)用對(duì)傳輸速率要求較低，通常為幾千比特每秒至幾萬比特每秒，但它們對(duì)成本和功耗的要求很高，在很多應(yīng)用中還要求提供精確的距離或定位信息。

　　低速WPAN的應(yīng)用很多可以歸納到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)的范疇。WSN在工業(yè)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能交通、家庭安全等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。每個(gè)WSN由大量帶有無線網(wǎng)絡(luò)功能的獨(dú)立傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)以無線的形式組成網(wǎng)絡(luò)，彼此通信和交換各種信息。WSN在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上通常采用自組織的形式，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚哂须S機(jī)變化的特點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)信息往往需要通過中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行多次轉(zhuǎn)發(fā)才能到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。因此，WSN中的路由問題相當(dāng)重要，若將各節(jié)點(diǎn)的地理位置信息作為路由計(jì)算的輔助信息，將很大程度上簡(jiǎn)化路由算法，降低能量消耗。對(duì)某些特定應(yīng)用，如資產(chǎn)跟蹤、人員跟蹤、家庭安全等，位置信息是最為關(guān)鍵的信息。因此，精確的測(cè)距和定位功能對(duì)這些應(yīng)用非常重要。

　　UWB具有功耗低、復(fù)雜度低、定位精度高的特點(diǎn)。因此，在WSN中采用UWB作為無線連接手段，不但可以滿足低成本、低功耗的要求，同時(shí)可以提供非常精確的定位信息。

分析：UWB技術(shù)具有廣泛應(yīng)用前景