如何实现超宽带信号数字化

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。

5G来了，VR/AR概念似乎回暖了。投资、咨询、市场分析等领域里关注5G+VR/AR的人又多了起来。然而也有不少从业者认为5G+VR/AR纯属概念炒作，认为两者之间并没有一毛线关系，甚至大有谈5G就踢群的架势。

所以5G+VR/AR到底有没有真实的价值？在做了相关的研究后，我们认为：

1、5G的大带宽特性对于VR的价值是在线观看5K以上分辨率的全景视频，对于AR在现阶段价值不大。

2、5G低时延特性的价值是通过云游戏技术提升画质，同时帮助云游戏技术降低其“网络时延”，使得采用云游戏技术方案的VR/AR产品的“运动到成像时延”能够达到20毫秒的及格线以内（“网络时延”是“运动到成像时延”的组成部分）。

3、5G的低时延特性并无法直接帮助现在的VR/AR产品降低“运动到成像时延”。

下文我们将详细拆解5G与VR/AR的关系。

对于AR来说，5G的大带宽有什么作用？

当前行业所畅想的AR眼镜应用场景主要分为两类：

第一类是手机的大屏化：将手机操作系统变成一个大屏的、多窗口的体验。

手机的大屏化场景所需的网络带宽与现有手机和PC无差异，5G无法提供额外的附加价值。

第二类是原生AR体验：即利用计算机视觉识别现实中的场景，将虚拟信息有机的叠加到现实的场景中。

原生AR体验往往是基于3D图形的，5G大带宽的作用主要是提升3D模型的实时加载速度，让3D模型无需提前下载到本地，只有需要用到的时候再从云端进行加载，减少包体大小（注意，这并不是云游戏的技术方案）。

然而3D图形加载速度这个改善的价值十分微小。受限于移动设备的算力，3D模型文件体积并不大，而且大部分应用场景对于实时加载的需求也并不强烈。 

只有等到对3D模型的精度需求极高、对3D模型实时加载的需求很强的情况下，5G才有其发挥的价值。目前能看到这样的场景就是VR/AR Telepresence（又称VR/AR Holoportation），即将人体进行3D重建或体量捕捉（Volumetric Capture）后，远程进行近似于面对面一般的VR/AR通信。不过这样的技术还处于实验室阶段，距离消费市场还很遥远。

另外，由于AR眼镜并不适合观看全景视频，因此5G的大带宽也无用武之地。

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