超宽带与蓝牙、wifi技术的比较

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1、超宽带的比较超宽带技术与其它短距离无线通信技术（蓝牙、Wi-Fi）的比较 摘要：本文主要对超宽带技术与蓝牙技术、Wi-Fi技术进行比较，在简要介绍 这三种技术的同时，重点分析这三种技术各自的优势及特点。关键词：超宽带 蓝牙Wi-Fi无线通信随着个人通信消费电子产业的迅猛发展，短距离无线通信 领域的各种新技术、新方法层出不穷，朝着更快、更方便、更安全有效等方 面进行发展。新的技术在Intel接入、信息家电、移动办公、工业化等各 个领域得到了广泛的 运用。其中，超宽带（Ultra Wide Band，UWB）技术是在 20世纪90年代以后发展起来的一种具有巨大发展潜力的新型无线通信技术， 被列为未

2、来通信的十大技术之一。本文对超宽带技术与蓝牙技术、Wi-Fi技术 进行比较，分析这三种技术各自的优势及特点。1超宽带无线通信1.1超宽带技术简介UWB（Ultra Wideband，超宽带）技术是目前正被广泛研究的一种新兴无线通信 技术，现在已经成为高速无线个人网（WPAN）的首选技术。UWB是指信号带宽 大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的通信技术。与常见的 通信方式使用连续的载波不同，UWB中使用的无 线信号中心频率为4.1GHz， 带宽为1.4GHz，频谱范围很宽，但是发射功率非常 低。通信速度在250Kbit 10Mbit/秒之间。250Kbit/秒的传输速度下可确

3、保30m在的通信距离。在短距 离（13m以下）有很大优势，最高传输速度可达1Gb/S。而传统的窄带技术在 长距离、低速传输具有优势。超宽带（UWB）技术最初是面向雷达应用来开发的， 一般认为它属于一种 无载波通信技术。2002年2月，美国联邦通信委员会（F CC）正式将其解禁。目前超宽带（UWB）技术正被整合进家庭影院和便携式产品， 主要用于视频和 音频信号的无线发送。宽带（UWB）自问世后一直被看作是蓝牙 技术的替代品，与其他无线技术如WLAN、蓝牙等相比，超宽带（UWB）具有低 功耗、高带宽、低复杂度、低成本的优点，完全可以满足短距离家庭娱乐应用 需求。1.2超宽带性能特点 超宽带无线通信

4、是一种与传统技术有很大不同的无线通信技术。它能够实现无线局域网LAN和个人区域网PAN中无线接口的互联和接入。UWB具有以下 特点：1）抗干扰性能强UWB信号，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 802.11a、IEEE 802.11 b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UWB以非常宽的频率带宽来换取高速的数据传输，并且 不单独占用现在已 经拥挤不堪的频率资源，而是共享其他无线技术使用的频带。其数据速率可以 达 到几十兆比特每秒到

5、几百兆比特每秒，有望高于蓝牙100倍，也可以高于 IEEE 802.11a和IEEE 802.11b。3）带宽极宽UWB使用的带宽在1GHz以上， 高达几吉赫兹，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)频谱利用率高， 系统容量大因为不需要产生正弦载波信号，可以直接发射冲激序列，因而UWB 系统具有很宽的频谱和很低的平均功率，有利于与其他系统共存，从而提高 频谱利用率，带来了极大的系统容量。5)功率低UWB系统使用间歇的脉冲来 发送数据，脉冲持续时间很短，一般在0.20ns1.5ns之间，有很低的占空 因数，系统耗电可以做

6、到很低，在高速通信时系统的耗电量仅为几百M W几 十mW。同时由于UWB系统信号的扩频处理增益比较 大，即使采用低增益的全 向天线发射，也可使用小于1mW的发射功率实现几千 米的通信。6)安全性好UWB安全性表现在两方面：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。有用信 息完全淹没在噪声中，被截获概率很小，被检测的概率也很低，用传统的接收机 无法接收。2蓝牙2.1蓝牙简介蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口，将通信技术与计 算机技术进一步结合起来，使

7、各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下， 能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHz ISM 频段，提供1Mbps的传输速率和10m的传输距离。蓝牙技术诞生于1994年， Ericsson当时决定开发一种低功耗、低成本的无线接口，以建立手机及其附件 间的通信。该技术还陆续获得PC行业业界巨头的支持。1998年，蓝牙技术协 议由Ericsson、IBM、Intel、NOKIA、Toshiba等5家公司达成一致。随近年 来个人通信的发展，蓝牙技术得到广泛的推广应用，其技术成熟并开放式的系 统开发模式，目前最新版的EDR Z-OT速率达到3Mbps。广泛应用于手机、

8、耳 机、笔记本电脑、PDA等个人电子消费品中。蓝牙设备组网灵活，提供点对点 和点对多点的无线连接基于TDMA原理组网，蓝牙技术安全除采用跳频扩展技 术和低发射功率等常规安全技术外还采用三级安全模式进行管理控制。蓝牙技 术遭遇的最大的障碍是过于昂贵。突出表现在芯片大小和价格难以下 调、抗十 扰能力不强、传输距离太短、信息安全问题等等。这就使得许多用户不愿意花 大价钱来购买这种无线设备。因此，业内专家认为，蓝牙的市场前景取决 于蓝 牙价格和基于蓝牙的应用是否能达到一定的规模。目前，蓝牙技术联盟(Blue tooth Special Interest Group, SIG)正式宣布推出蓝牙 3.0

9、高速(HS)(Bluetooth Core Specification Version 3.0 + High Speed ) 版本。 在 维持蓝牙技术一贯的质量下，广受欢迎的蓝牙无线短距技术，再度提升了其性 能，满足了消费者对更高速传输的期待。2.2蓝牙技术优势1）开放性Bluetooth无线技术规格供全球的成员公司免费使用。许多行业的制 造商都积极地在其产品中实施此技术，以减少使用零乱的电线，实现无缝连接、 流传输立体声，传输数据或进行语音通信。Bluetooth技术在2.4 GHz波段运 行，该波 段是一种无需申请许可证的工业、科技、医学（ISM）无线电波段。 正因如此，使用Bluetoo

10、th技术不需要支付任何费用。除了设备费用外，用户 不需要为使用Bluetooth技术再支付任何费用。2）设备范围Bluetooth技术 得到了空前广泛的应用，集成该技术的产品从手机、汽车到 医疗设备，使用该 技术的用户从消费者、工业市场到企业等等，不一而足。低功耗，小体积以及 低成本的芯片解决方案使得Bluetooth技术甚至可以应用于极微小的设备中。3）易于使用Bluetooth技术是一项即时技术，它不要求固定的基础设施，且 易于安装和设置。用户不需要电缆即可实现连接。新用户使用亦不费力，用户 只需拥有Bluetooth品牌产品，检查可用的配置文件，将其连接至使用同一配 置文件的另一 Blu

11、etooth设备即可。后续的PIN码流程就如同在ATM机器上 操作一样简 单。外出时，用户可以随身带上个人局域网（PAN），甚至可以 与其它网络连接。4）全球通用的规格Bluetooth无线技术是当今市场上支持 范围最广泛，功能最丰富且安全的无 线标准。全球范围内的资格认证程序可以 测试成员的产品是否符合标准。1999自年发布Bluetooth规格以来，总共 有超过4000家公司成为Bluetooth特别兴趣小组（SIG）的成员。同时，市场上Bluetooth产品的数量也成倍的迅速增长。 产品数量已连续四年成倍增长，安装的基站数量在2005年底也可能达到5 亿个。3 Wi-Fi3.1 Wi-F

12、i技术简介Wi-Fi（Wireless Fidelity，无线高保真）也是一种无线通信协议，正式名称是 IEEE802.11b，与蓝牙一样，同属于短距离无线通信技术。Wi-Fi是以太网的一 种无线扩展，Wi-Fi网络可以使用来互连电脑链接上互 连网。Wi-Fi网络在无 执照的2.4和5千兆Hz的无线电频带经营，数据速率可达11Mbps（802.1 1b）54Mb ps（802.11a），或包含以上两条频带的产品。理论 上只要用户位 于一个接入点四周的一定区域内，就能以最高约11Mb/s的速度接 入Web。 但实际上，如果有多个用户同时通过一个点接入，带宽被多个用户分享。由 于Wi-Fi使用电波

13、作为传送媒介，资料包被截取的可能性高，这成为用户所 担心问题。现在Wi-Fi产品利用WED（Wired Equivalent Privacy）技术作资 料加密之用。然而，其保密的效能却倍受质疑，支援新一代加密方式的Wi-Fi 产品亦相继出现。虽然Wi-Fi在数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，但在电 波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达100 m左右。Wi-Fi可以提供热点覆盖、 低移动性和高数据传输速率，无线接入和高速传输是Wi-Fi技术的主要特点。 国内的电信、网通、移动都非常关注Wi-Fi技术的发展和应用。基于热点的 接入服务曾经一度被看成是对3G的巨大冲击，但Wi-Fi技术传输距离短和信 号

14、穿透能力差的特点同样也是不可克服的。3.2 Wi-Fi技术的优势近几年,WAP的数量呈迅猛增长，无线网络的方便与高效使其得到迅速的 普及。 无论是无线城市的建设，还是企事业单位局域网的开通，还是手机的Wi-Fi功能，都与Wi-Fi技术自身的优势是分不开的：1）较广的局域网覆盖范围 基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有15m，而Wi-Fi的半径则 可达100 m，可以覆盖整栋办公大楼；2）传输速度快Wi-Fi技术传输速度非 常快，可以达到11Mbps（802.11b）或者54Mbps（802.11a），适合高速数据 传输的业务；3）无需布线Wi-Fi最主要的优势在于不需要布线，可以不受

15、布 线条件的限制，因此非常 适合移动办公用户的需要。在机场、车站、咖啡店、 图书馆等人员较密集的地方 设置“热点”并通过高速线路将因特网接入上述 场所。，用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内，即可 高速接入因特网；4）健康安全IEEE802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦，实际发射功率约6070毫 瓦，而手机的发射功率约200毫瓦1瓦间，手持式对讲机高达5瓦。与后者 相 比，Wi-Fi产品的辐射更小。4结论每一种无线通信方式都有其独特之处，超宽带技术传输速率高，蓝牙技术灵活 易用，Wi-Fi技术覆盖范围广。随着无线通信技术的发展，人们对高速短距离 无线通信的要求越来越

16、高，超宽带技术、蓝牙技术、Wi-Fi技术都有着广泛的发展前景。参考文献1院.2007 2 3 4 5 6 7 8蒋伟明，毕红军.五种主流近距离 无线技术比较.北京交通大学电子信息工程学徐汉文.近距离无线技术的介绍 和对比.技术介绍.2008, 1问天狼.蓝牙、红外线、WIFI短距无线传输优劣谈. 电脑校园.2009方圆.新兴短距离无线通信技术UWB.热点聚焦.2008周递芝. 蓝牙通信技术的特点与安全机制.贵州大学.2009陈文周.Wi-Fi技术研究及应 用.中国人民解放军63620部队.2008,2美国西蒙公司.浅谈Wi-Fi. Intellig ent Building and City Information. 2006 鹿维.谁线通信的强者.西安电子 科技大学.2007,5