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LE-UWB™ 技术

用于实时智能系统的高性能无线技术。

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什么是 LE-UWB™?

LE-UWB™ (Low Energy Ultra-Wideband) is SPARK Microsystems’ wireless architecture for deterministic, real-time data communication at ultra-low energy. Built on impulse-radio UWB principles, it is engineered to deliver predictable latency, high throughput, and robust short-range connectivity within a tightly controlled power budget.

传统的超宽带 (UWB) 技术通常针对测距和定位进行优化,而低延迟超宽带 (LE-UWB™) 则被设计为高性能数据链路。它为时间关键型系统提供无线连接,具备边缘感知、协调和行动所需的精确时间、快速响应和高能效。
低至
1 纳焦耳
每比特
至多
40.96
兆比特
大约
25微秒
1千比特的通话时间
LE-UWB™ 将确定性低延迟、超低功耗和高数据吞吐量集成到单一的短距离无线架构中。这使得系统设计人员能够在满足严苛的时序和功耗要求的同时,避免无线链路成为限制外形尺寸、散热设计、电池寿命或部署密度的因素。

LE-UWB™ 的工作原理

窄带
蓝牙·Wi-Fi·Zigbee:
载波调制
技术概述-窄带
运输锁
数据传输
LE-UWB
脉冲收音机:
立即传输
技术概述-LEUWB
立即生效,无需初始化
“LE-UWB 将数据以离散的超短脉冲形式传输,每个脉冲的持续时间为 5 纳秒或更短;而不是调制载波频率。它无需锁定载波,没有初始化延迟,也不需要相位跟踪。”
脉冲无线电与窄带无线电

大多数常见的无线技术——包括蓝牙、Wi-Fi、Zigbee 和蜂窝​​网络——都采用窄带架构。它们通过调制载波频率来传输数据:载波频率是一种连续的参考信号,发射器和接收器必须建立并维持该信号才能进行通信。

这种架构引入了一些固有的限制,包括载波捕获时间、调制速率限制和连续相位跟踪,这些限制可能会使接收器对干扰、反射和运动更加敏感。

LE-UWB™ 采用了一种截然不同的方法:脉冲无线电。它并非调制连续载波,而是使用离散的超短脉冲传输数据,每个脉冲持续时间为 5 纳秒或更短。由于无需捕获载波,因此不存在载波锁定初始化延迟,也无需持续相位跟踪,从而能够以最小的启动开销开始通信。

Impulse radio is not a new concept. The earliest radio systems used SPARK-gap transmitters to generate short electromagnetic impulses. LE-UWB™ applies that same fundamental principle through modern precision engineering and SPARK’s proprietary power optimization.

超宽带频谱图
超宽带频谱

超宽带设计

超宽带 (UWB) 的工作频谱范围很广,通常为 3.1 至 10.6 GHz*,信道带宽可达 500 MHz 或更高。通过将极低的频谱输出功率分散到宽广的频率范围内,UWB 可以与其他在同一物理环境中运行的无线标准共存。对于其他无线电系统而言,UWB 信号可能表现为背景噪声。

结合脉冲无线电传输,这种宽带宽和对多个信道的访问有助于实现超宽带的低延迟、高数据速率和对多径效应的强大鲁棒性。

*3.1–10.6 GHz 频段的可用性取决于适用的地区超宽带法规。

窄带
蓝牙 · Wi-Fi · Zigbee:
载波调制
SPARK窄带无线电
LE-UWB
脉冲收音机:
立即传输
SPARK脉冲无线电
LE-UWB™ 以离散的超短脉冲形式传输数据,脉冲间隔为 5 纳秒或更短,而非通过调制载波频率。由于无需锁定载波,因此避免了初始化延迟和相位跟踪的要求。
表现

The SPARK Difference

LE-UWB™ derives its performance from the underlying impulse-radio architecture: ultra-short pulses, wide bandwidth, very low spectral output power, and SPARK’s proprietary power optimization. Together, these characteristics enable a combination of low latency, high data rates, multipath robustness, and ultra-low power for short-range wireless communication.

超低延迟

脉冲无线电传输无需在数据传输开始前建立并持续维持调制载波。LE-UWB™ 的脉冲持续时间仅为 5 纳秒或更短,因此可以快速初始化并以极低的传输延迟传输数据。
25 微秒
1千比特的通话时间

高数据速率

LE-UWB™ 凭借超短脉冲、宽带宽和多信道接入能力,在短距离数据传输方面拥有强大的实力。与蓝牙、BLE 和 Zigbee 等传统 PAN 技术相比,该架构能够实现更高的数据速率。
40.96 MHz
符号率

强大的连接性

LE-UWB™ 技术检测特定时间窗口内是否存在射频能量,而非依赖载波相位来解码信号。反射路径会增加接收到的能量,而多径引起的相位偏移不会从根本上干扰数据解码。
高度耐用
多径衰落

超低功耗

LE-UWB™ transmits in short bursts at very low spectral output power. SPARK’s proprietary impulse-radio architecture further reduces energy consumption, enabling substantially longer battery life and supporting energy-harvesting applications in power-constrained devices.
1毫瓦
@1 Mbps
鲁棒性

多路径鲁棒性和共存性

无线信号很少沿单一路径传播。墙壁、地板、物体和移动表面的反射会形成多条传播路径,这些路径到达接收器时会产生不同的延迟和相位。在窄带系统中,这些相位变化会干扰信号恢复,并使链路质量对运动和周围环境更加敏感。

LE-UWB™ 的架构有所不同。它的接收器在特定的时间窗口内检测射频能量,而不是依赖载波相位进行数据恢复。因此,反射路径可以提供有效能量,而不会像相位相关的接收方式那样产生衰落现象。最终,LE-UWB™ 在动态反射环境中具有很强的多径抗干扰能力。
波形比较
技术概览与比较
传统窄带无线电
SPARK LE-UWB
这种宽带架构也支持与其他无线技术的自然共存。通过将极低的频谱输出功率分散到宽广的频率范围内,LE-UWB™ 可以与蓝牙、Wi-Fi、蜂窝网络和其他无线电技术并行工作,并将相互干扰降至最低。对于传统接收器而言,UWB 信号基本上表现为背景噪声。

在复杂的射频环境中具有良好的适应性。专为共存而设计。
LE-UWB 与 BLE · Wi-Fi · 标准 UWB

LE-UWB 的比较

性能声明需要证据支持。基准测试表将 LE-UWB 与 BLE、Wi-Fi 和标准 802.15.4z UWB 在延迟、功耗、吞吐量和覆盖范围等方面进行了对比,并列出了测试条件。

接下来会发生什么?

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