寬帶泛在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及UWB技術(shù)特性

寬帶泛在網(wǎng)絡(luò)從提出到實(shí)際發(fā)展，已經(jīng)越來越被業(yè)界所重視。其中，UWB技術(shù)是現(xiàn)今正被廣泛研究和推向應(yīng)用的一種新興無線技術(shù)，為包括寬帶泛在/普適通信在內(nèi)的各類無線技術(shù)新發(fā)展與新應(yīng)用開辟了大量新機(jī)遇。

寬帶泛在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展走勢(shì)

邁向NGN、NGBWM途徑中，全球無線移動(dòng)通信發(fā)展呈八大走勢(shì)，即寬帶移動(dòng)化、移動(dòng)寬帶化、傳輸IP化、接入多樣化、網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)化、系統(tǒng)互補(bǔ)綜合化、應(yīng)用個(gè)性/個(gè)體泛在化及有線／無線與“三網(wǎng)”融合一體化。

從廣義角度觀察，由聯(lián)合國下屬的ITU提出的NGN可望為一種向GII邁進(jìn)的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。NGN目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)不是下一代Internet網(wǎng)，亦不是下一代PSTN電話網(wǎng)及下一代電信網(wǎng)與下一代有線電視網(wǎng)及廣播電視網(wǎng)，而是一代逐步由新的分組交換傳送及IP協(xié)議為基礎(chǔ)的有機(jī)融語音、視像、數(shù)據(jù)于一體的面貌全新的網(wǎng)絡(luò)，它將真正使網(wǎng)絡(luò)設(shè)施不受時(shí)間、空間和帶寬的限制，充分實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)個(gè)性化與個(gè)體化。

軟件無線電技術(shù)(SDR)及認(rèn)知無線電（CR）等等一系列有效的軟硬件工程技術(shù)的誕生與改進(jìn)，將使各類網(wǎng)絡(luò)均可采用分層及全開放模式，基于獨(dú)立的模塊化結(jié)構(gòu)，實(shí)施業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)，使業(yè)務(wù)、呼叫控制、承載完全分離，實(shí)施有效與逐步完善的自適應(yīng)資源管理，從而以優(yōu)良的性能價(jià)格比、兼顧好前后向兼容的過渡方式，平滑地向IP化網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。

我國目前在推進(jìn)的新一代寬帶無線移動(dòng)通信，將緊密結(jié)合中國國情，并積極自主創(chuàng)新，將寬帶移動(dòng)通信、寬帶無線接入及RFID/NID/UWB等WPAN/WBAN技術(shù)有機(jī)集成融合于一體，有效構(gòu)建有中國特色的個(gè)性化/個(gè)體化寬帶泛在/普適無縫連接的NGBWMC網(wǎng)絡(luò)。

日本與韓國由“e”目標(biāo)轉(zhuǎn)向“u”目標(biāo)、ITU及IEEE對(duì)泛在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重視、我國“863”及新一代寬帶無線移動(dòng)通信目標(biāo)均實(shí)質(zhì)描準(zhǔn)“u”等等，均為支持未來寬帶泛在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的明顯示例。2009年2月巴塞羅那舉行的移動(dòng)世界大會(huì)上亮相的全球?qū)拵�無線移動(dòng)通信系統(tǒng)軟硬件及終端與應(yīng)用最新進(jìn)展，也都反映了寬帶泛在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的階段進(jìn)展與亮點(diǎn)。

UWB技術(shù)發(fā)展與市場前景

UWB技術(shù)是現(xiàn)今正被廣泛研究和推向應(yīng)用的一種新興無線技術(shù)，由于其窄脈沖高浸透能力、高數(shù)據(jù)速率（100Mbit/s—1.3Gbit/s）、低功耗、低費(fèi)用等特點(diǎn)，為包括寬帶泛在/普適通信在內(nèi)的各類無線技術(shù)新發(fā)展與新應(yīng)用開辟了大量新機(jī)遇；同時(shí)，由于其占用極寬帶寬資源，與其它系統(tǒng)共享頻譜，這給干擾、協(xié)調(diào)、兼容等相關(guān)領(lǐng)域的研究又帶來了新的挑戰(zhàn)。

UWB的定義與三大特征

UWB以FCC工作為基礎(chǔ)，定義為其傳輸頻帶超越其中心頻率25％以上或者其傳輸帶寬超越1.5GHz（后為擴(kuò)展其商業(yè)應(yīng)用，將此要求放松為500GHz）的無線通信技術(shù)。美國FCC已于2002年2月14日批準(zhǔn)UWB技術(shù)商用，運(yùn)行頻率必須高于3.1GHz或低于960MHz，限制在GPS占用的1559～1601MHz頻帶運(yùn)作，以避免干擾GPS，并正在探索制訂一個(gè)更靈活的UWB標(biāo)準(zhǔn)，以便共享帶寬，更好地利用緊缺的頻譜資源。但不同國家與區(qū)域往往會(huì)根據(jù)其實(shí)際情況制定UWB的頻率使用范圍。

UWB的優(yōu)越性在于它有三大技術(shù)特征，一是瞬間高速脈沖運(yùn)作，大大降低了其耗電量，傳輸期間亦僅為數(shù)十微瓦，為現(xiàn)有通常系統(tǒng)的1/100～1/10000，并以很低功率譜密度運(yùn)作，從而獲得很強(qiáng)的電磁兼容能力；二是此低能耗狀況可導(dǎo)致能以CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)面向Gbit/s量級(jí)高速傳送的RF電路裝備，這是目前Ku／Ka／V／Q／W等高頻段系統(tǒng)所難以實(shí)現(xiàn)的；三是不僅此高速脈沖技術(shù)可用于極高精度的人與物的定位應(yīng)用，同時(shí)還能穿透墻壁等障礙可實(shí)現(xiàn)貫穿性視頻傳送及地質(zhì)勘探傳感等，具有巨大軍用、商用潛能。

UWB通過一種特殊的芯片，可以實(shí)現(xiàn)方園50英尺范圍內(nèi)穿墻數(shù)字視頻傳送，這對(duì)方興未艾的寬帶無線接入是一個(gè)鼓舞人心的信號(hào)。FCC已確定了需規(guī)定其發(fā)射功率標(biāo)準(zhǔn)的三類具體商用對(duì)象：地質(zhì)勘探及可穿透障礙物的傳感，汽車防沖撞傳感及家電設(shè)備與便攜終端間的無線數(shù)據(jù)通信等。因此，不難理解許多國際大企業(yè)爭相加大UWB的研發(fā)力度。

這種抗干擾能力極強(qiáng)的高精度、并具很強(qiáng)墻壁等障礙物穿透能力的寬帶視頻定位系統(tǒng)亦有很高的軍事應(yīng)用潛力。索尼、西門子、英特爾、飛利浦、微軟、三星及Diamler、Chrysler等諸多公司均看中UWB的商用前景，擬運(yùn)用該技術(shù)進(jìn)行未來大量普及應(yīng)用的高速數(shù)字視頻多媒體信號(hào)傳送，其傳輸速度能力將為目前有線電視的10倍以上。當(dāng)然，從軍用角度，一些公司也在利用UWB技術(shù)取得其運(yùn)作支持。

無論商用或軍用，UWB的應(yīng)用前景是毫無疑問的。具體而言，如UWB技術(shù)可用于穿墻成像、大地成像、公路調(diào)度、生命探測、信息通信、車載雷達(dá)、醫(yī)療電子、物體探傷、近距離高精度定位、半導(dǎo)體集成電路布線及UWB測量等各種領(lǐng)域應(yīng)用。

就信息通信領(lǐng)域而言，UWB可應(yīng)用于移動(dòng)通信、計(jì)算機(jī)及其外設(shè)、消費(fèi)電子、信息安全等諸多方面，如家用HDTV圖像傳送、數(shù)字家庭寬帶無線連線、高速集成電路設(shè)計(jì)乃至取代模塊間連線、消費(fèi)電子中高速數(shù)據(jù)傳輸、個(gè)人無線存儲(chǔ)、高清圖片及視頻顯示、高分辨彩照打印、汽車視頻與媒體中心、手機(jī)遙控個(gè)人設(shè)備寬帶互聯(lián)以及個(gè)體域?qū)用孢M(jìn)行投影在眼鏡上的屏幕、戴在手腕上的鍵盤及穿戴在身上的計(jì)算機(jī)及手機(jī)等設(shè)備間的寬帶高速無線互聯(lián)等等。UWB的高速下載速度快速且有效，如帶硬盤10Gbit的MP3播放器下載，用藍(lán)牙需32小時(shí)，用802.11b需2小時(shí)，而用高速UWB僅需3分鐘不到。

關(guān)于UWB全球產(chǎn)品增長預(yù)測，ETSI的一些早期數(shù)據(jù)為2005年1500萬臺(tái)、2007年1.65億臺(tái)、2009年5.43億臺(tái)；就硬件版權(quán)保護(hù)安全設(shè)備UWBDongle（常稱UWB“加密狗”或“硬件鑰匙”）的發(fā)展，一些機(jī)構(gòu)預(yù)測稱2011年可達(dá)100萬～200萬件，以后每年可能按1～2倍速率增長！