集嶄新的超寬帶(UWB)無線通信技術(shù)

時(shí)間：2023-05-01 12:09:38 電子通信論文我要投稿

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摘要：從超寬帶UWB技術(shù)進(jìn)行了介紹和分析，并對(duì)其調(diào)制方式和近期提出的新型高效脈形調(diào)制PSM（Pulse Shape Modulation）做出了初步的理論探討。

關(guān)鍵詞：超寬帶（UWB）脈形調(diào)制（PSM）正交改進(jìn)型hermite脈沖

集嶄新的超寬帶(UWB)無線通信技術(shù)

超寬帶（Ultra Wide Band）作為一種新型的無線通信技術(shù)與傳統(tǒng)的通信方式相比有著很大的區(qū)別。由于它不需使用載波電路，而是通過發(fā)送納秒級(jí)脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此該技術(shù)具有發(fā)射和接收電路簡(jiǎn)單、功耗低、對(duì)現(xiàn)存通信系統(tǒng)影響小、傳輸速率高的優(yōu)點(diǎn)，此外它還具有多徑分辨能力強(qiáng)、穿透力強(qiáng)、隱蔽性好、系統(tǒng)容量大、定位精度高等優(yōu)勢(shì)。根據(jù)FCC的規(guī)定，從3.1GHz～10.6GHz之間的7.5GHz帶寬頻率都將作為UWB通信設(shè)備所使用。但出于對(duì)現(xiàn)存無線系統(tǒng)影響的考慮，UWB的發(fā)射功率被限制在1mW/MHz以下。

UWB是一種可以為無線局域網(wǎng)LAN、個(gè)人域網(wǎng)PAN的接口卡和接入技術(shù)帶來低功耗、高帶寬并且相對(duì)簡(jiǎn)單的無線通信技術(shù)。它解決了困擾傳統(tǒng)無線技術(shù)多年的重大難題，開發(fā)了一個(gè)具有對(duì)信道衰落特性不敏感、發(fā)射信號(hào)功率普密度低、不易被截獲、復(fù)雜度不高等眾多優(yōu)點(diǎn)的傳輸技術(shù)。該技術(shù)尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場(chǎng)所的高速無線接入和軍事通信應(yīng)用中。

圖1

1 基本概念

超寬帶（UWB）又被稱為脈沖無線電（Impulse Radio）,具體定義為相對(duì)帶寬（信號(hào)帶寬與中心頻率的比）大于25%的信號(hào)，即：

Bf=B/fc=(fh-fl)/[(fh+fl)/2]>25% (1)

或者是帶寬超過1.5GHz。實(shí)際上UWB信號(hào)是一種持續(xù)時(shí)間極短、帶寬很寬的短時(shí)脈沖。它的主要形式是超短基帶脈沖，寬度一般在0.1～20ns，脈沖間隔為2～5000ns，精度可控，頻譜為50MHz～10GHz，頻帶大于100%中心頻率，典型點(diǎn)空比為0.1%。

傳統(tǒng)的UWB系統(tǒng)使用一種被稱為“單周期（monocycle）脈形”的脈沖。一般情況下，通過隨道二極管或者水銀開關(guān)產(chǎn)生。在計(jì)算機(jī)仿真中用高斯脈沖來近似代替它。由于天線對(duì)脈沖的影響不同，所以可以假設(shè)發(fā)送脈沖為：

而接收端收到的信號(hào)為：

tc是脈沖的時(shí)移，2tau為脈沖的寬度。圖1給出了發(fā)射脈沖和接收脈沖的時(shí)域脈形。

2 UWB的性能特點(diǎn)

超寬帶有別于其它現(xiàn)存的一些通信技

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