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超宽带无线通信技术 摘要：Abstract Ultra-wideband technology is a wireless communication technology that can improve the frequency utilization efficiency. This technique uses the pulse signal instead of conventional modulation signal, it can greatly expand wireless communication signal bandwidth, to achieve high-speed data transmission over short distances, and for meeting the people of the new demand for wireless communications technology. In this paper, the concept and characteristics of ultra-wideband wireless communication technologies are described, and a brief introduction of several ultra-wideband modulation techniques ,in the end, some analysis of its prospects. Keywords: Ultra Wide Band Feature Modulation Application Development of UWB 一、超宽带无线通信技术简介 超宽带无线通信（Ultra Wide Band，为无线局域网LAN和个人局域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。UWB具有以下特点：为第K个用户PN码的第j个码元，其取值范围为{0，-1}，伪码周期为。则第K个用户的信号波形为：,其中是信息序列，是脉冲重复周期，[]表示取整符号，上标k为用户索引，表示跳时序列所控制的脉冲时延，数据符号周期=。由上式可知，一个数据符号在持续时间上发射个脉冲，当=1时，则一个符号只发射一个脉冲。 （2）TH-PPM 跳时脉冲位置调制TH-PPM的信号波形为：，TH-PPM仍然是个单周期脉冲传送一个二进制信息符号，脉冲的发送时刻由跳时序列与待传送的数据信息共同控制。 （3）DS-UWB 这种方式下，发送的数据经伪随机序列扩频后再用BPSK调制，其信号波形为：，这种情况下码片持续时间等于帧持续时间。 在超宽带多用户通信系统中，最常见的TH-PPM多址技术和DS—CDMA多址技术等，都是建立在扩频码和随机信道的统计特性基础上进行用户分离，把多址干扰看成了一种加性高斯噪声。 在采用多用户检测的最佳接收机中，需要知道所有用户的信道状态信息，这给接收机的设计带来了很大的难度。同时，多用户检测器的复杂度也十分可观，采用最小均方误差（MMSE）检测需要矩阵求逆运算，采用最大似然（ML）检测也要指数级的运算量。 多址系统中采用的确知用户分离技术已在窄带系统中提出过。最近，此技术已被扩展应用到超宽带系统中。但该算法有两个限制条件：一是假设多用户间保持准同步；二是多径信道的延迟扩展必须限定在指定的范围内. 3、UWB硬件系统 同传统结构相比，UWB收发信机的结构相对简单，图1给出了UWB发射和接收机的系统框图。在UWB收发信机中，信息可被不同技术调制，在接收端，天线收集信号能量经放大后通过相关接受后处理，在经门限检测后获得原来信息。相对于超外差式接受机来说，实现相对简单，没有本振、功放、PLL（锁相环）、VCO （压控振荡器）、混频器等，成本低，而且UWB接收机可全数字化实现，采用软件无线电技术，可动态调整数据率、功耗等。 四、超宽带无线通信的应用 由于UWB通信利用了一个相当宽的带宽，就好像使用了整个频谱，并且它能够与其他的应用共存，因此UWB可以应用在很多领域，如个域网、智能交通系统、无线传感网、射频标识、成像应用。 UWB可以在限定的范围内（比如4m）以很高的数据速率（比如480Mbit/s）、很低的功率（200μW）传输信息，这比蓝牙好很多。蓝牙的数据速率是1 Mbit/s，功率是1mW。UWB能够提供快速的无线外设访问来传输照片、文件、视频。因此UWB特别适合于个域网。通过UWB，可以在家里和办公室里方便地以无线的方式将视频摄像机中的内容下载到PC中进行编辑，然后送到TV中浏览，轻松地以无线的方式实现个人数字