超宽带无线电.PDF

超宽带无线电 • 简介 • 跳时PPM UWB （脉冲无线电） • 直接序列UWB(DS-UWB) • 多频带UWB UWB简介 • 超宽带无线通信系统基于20世纪60年代美国和苏联发展 的军用脉冲雷达技术。脉冲雷达或脉冲无线电发射非常 短的电磁脉冲，典型情况是长度小于1 ns （纳秒），不 需要载波信号，这么短的脉冲会使传输的有效带宽从 500 MHz到几个GHz 。 • 2002年，美国FCC开放7.5 GHz无线频谱用做UWB应用， 从3.1到10.6 GHz，并且采纳UWB的定义为：-3 dB点带宽 与中心频率相比最少为20%，最小带宽为500 MHz 。 • 既然UWB 占用了很宽的无线电频谱，那么就要求它在现 在或将来不会对其他射频传输设备产生干扰。为了达到 这种共存，FCC规定了严格的UWB发射EIRP限。 FCC UWB通带规范 E FCC15部分限制 I R WSB通带 P 频 室内 3.1~10.6GHz 谱 密 度 （ d B m 室外 / M H z ） 频率（GHz ）  最大容许功率谱密度为-41.3dBm,低于FCC 15部分规定的非通信类 发射机（如电脑）的噪音功率限。 三种UWB数据通信应用 • 跳时脉冲位置调制（或脉冲无线电） • 直接序列扩频UWB(DS-UWB) • 多带UWB(Multiband-UWB, MB-UWB) （例如 多带OFDM ） 跳时PPM UWB （脉冲无线电） • 脉冲无线电(IR)用来指基于跳时和脉冲位置调 制的UWB无线电。数据以非连续的短脉冲序列 传输，每个用户的一个脉冲在每个跳时的帧长 为Tf 。在一个给定帧中，脉冲的额定传输时间 由PN码决定，通信信道中的每个用户都有一个 特定的PN码。 • 一个脉冲表示1还是0是由实际传输时间和额定 传输时间（脉冲位置调制）的关系决定。例如， 在一个超前/滞后PPM系统中，如果脉冲相对 于额定传输时间向前偏移表示1，则向后偏移 表示0 。 TH-PPM脉冲无线电传输中的脉冲序列 用户n 比特流=1101… 用户nTH码=2767 每比特传4个脉冲 额定脉冲传输时间 提前脉冲表示 滞后脉冲表示 直接序列UWB(DS-UWB) • 直接序列，在4.2.5节中讨论的IEEE 802.11b和IEEE 802.11g物理层协议扩频技术时曾做过介绍，也可 以应用在UWB中。与用片码提高符号传输速率来 扩展载波频谱不同，UWB的频谱扩展是因为采用 很窄的脉冲传输符号。 • 片码承担多址接入任务，根据用户码字决定每个 用户发送或接收脉冲的准确时间。很多调制方法 （如PAM和PSM）可将数据流编码成脉冲流，但 是，DS-UWB还没有成为哪种无线网络应用的目标 技术。 多频带UWB • 在多频带UWB中，把频带分成多个重叠或 相邻频带来实现超宽带，可以在所有可用 频带上同时工作。目前，这项技术的主要 应用实例是多带(MB)OFDM，正在被MB- OFDM联盟(MB-OFDM Alliance, MBOA)大力 推广，并被认为是无线USB和无线火线接口