UWB无线通信技术原理多频带超宽带.PPT

2.UWB无线通信技术原理 跳时扩频 2.3 UWB的多址及扩频 2.UWB无线通信技术原理 跳时扩频 跳时扩频是用伪随机码去控制信号的发送时刻，首先把时间轴分成许多时隙，在一帧内哪一个时隙发射信号由伪随机序列去控制。在发射端，发送的信号先暂存在一个缓存器中，待由伪随机码发生器控制的通断开关接通时，将缓存器中的发送数据输出，经过调制后的信号送到由伪随机码发生器控制的开关电路，然后以脉冲的形式发送出去，信息“1”和“0”采用不同的脉冲传输。在接收端，本地的伪随机码产生器生成与发射端完全一致的伪随机码控制两个选通门，然后经脉冲检测器检测后进行判决输出，从而得到传送的数据信息。 2.3 UWB的多址及扩频 2.UWB无线通信技术原理 直接序列扩频 2.3 UWB的多址及扩频 直接序列扩频就是在发射端直接利用高码片速率的扩频码序列扩展发送信号的频谱。然后在接收端，用相同的扩频码序列相乘解扩，恢复出原始的发送信息。 在发射端，欲传输的基带信号与一个码片速率很高的伪随机码进行时域相乘，其输出为一个频谱带宽被扩展的扩频码流，然后将此扩频码流变换为射频信号发射出去。在接收端，射频信号经过变频后输出中频信号，它与本地的伪随机码进行时域相乘，得到解扩信号，经信息解调器恢复成原始数字信号。 只有当 时，才能进行正确的解扩和解码。 2.UWB无线通信技术原理 直接序列扩频 2.3 UWB的多址及扩频 2.UWB无线通信技术原理 多址与调制方式相结合，可以得到4种典型的超宽带脉冲序列： TH-PAM 跳时扩频脉幅调制 TH-PPM 跳时扩频脉位调制 DS-PAM 直接扩频脉幅调制 DS-PPM 直接扩频脉位调制 2.3 UWB的多址及扩频 2.UWB无线通信技术原理 跳时扩频脉幅调制 图中一个符号周期内包含2个帧周期，即每个信息数据被重复编码两次。每个帧周期内包含有5个码片周期，即可用于5个不同的用户接入，图中用户的跳时码为{2,3}。 2.3 UWB的多址及扩频 2.UWB无线通信技术原理 跳时扩频脉位调制 图中一个符号周期内包含2个帧周期，即每个信息数据被重复编码两次。每个帧周期内包含有5个码片周期，即可用于5个不同的用户接入，图中用户的跳时码为{2,3}。 2.3 UWB的多址及扩频 2.UWB无线通信技术原理 直接扩频脉幅调制 图中一个符号周期内包含5个帧周期，即每个信息数据被重复编码5次。每个帧周期内包含有2个码片周期，即可用于2个不同的用户接入，图中用户的伪随机的DS码序列为{1,1,-1,1,-1}。 0 2.3 UWB的多址及扩频 2.UWB无线通信技术原理 图中一个符号周期内包含5个帧周期，即每个信息数据被重复编码5次。每个帧周期内包含有2个码片周期，即可用于2个不同的用户接入，图中用户的伪随机的DS码序列为{1,1,-1,1,-1}。 直接扩频脉位调制 2.3 UWB的多址及扩频 2.UWB无线通信技术原理 在2002年FCC规定了UWB通信的频谱使用范围和功率限制后，全球各大消费电子类公司及其研究人员从传统窄带无线通信的角度出发，提出了有别于基带窄脉冲形式的带通载波调制超宽带方案MB-OFDM（MultiBand OFDM） OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术,多载波调制 2.4 多频带超宽带 2.UWB无线通信技术原理 2005年3月，欧洲计算机制造商协会（ECMA）发布了基于MB-OFDM方案的ECMA-368和ECMA-369标准，于2007年通过ISO认证，成为第一个UWB的国际标准。 规定了用于高速短距离无线网络的UWB系统的物理层与MAC层的特性，使用频段为3.1～10.6GHz，最高速率可以达到480Mbit/s。 ECMA-368协议 2.4 多频带超宽带 （1）帧结构 ECMA-368协议里的帧结构是由物理层汇聚协议（ PLCP ）前导、PLCP头和物理层服务数据单元（ PSDU ）三部分组成的PLCP协议数据单元（ PPDU ）。 PLCP（Physical Layer Convergence Protocol：物理层汇聚协议） PSDU（PHY Service Data Unit，物理层服务数据单元） PPDU（PLCP Protocol Data Unit，PLCP协议数据单元） 2.UWB无线通信技术原理 2.4 多频带超宽带 PPDU的数据经过编码调制过程后形成OFDM时域信号，再经过射频发送到信道中。其中PLC