超宽带UWB无线传输技术-与非网.PDF

超宽带（UWB）无线传输技术 一、UWB技术的应用及发展现状 二、UWB无线传输系统的基本模型 三、UWB关键技术 四、UWB规范和标准问题 五、自然科学基金研究内容 六、欧盟合作申请项目 2006CNTTR. All Rights Reserved. 一、UWB 的应用及发展现状 超宽带技术又被称为脉冲无线发射技术，根据美 国联邦通信委员会（FCC ）的定义，是指在3.1G- 10.6G频段内占用10dB带宽大于500MHz的无线发 射方案。该技术曾被广泛应用于雷达和 感领 域，作为商用无线通信技术目前正受到越来越多 的关注。 2006CNTTR. All Rights Reserved. UWB技术即不同于传统的窄带无线传输技术，也 不同于3G蜂窝通信中的扩频宽带技术。传统的窄 带或扩频宽带系统都需要使用载波将基带信号调 制到射频上，而UWB技术不需载波，能直接调制 脉冲信号，产生带宽高达几GHz的窄脉冲波形，其 带宽远远大于目前任何商业无线通信技术所占用 的带宽。 2006CNTTR. All Rights Reserved. UWB信号的宽频带、低功率谱密度的特性，决定了 UWB无线传输技术的以下优势： 易于与现有的窄带系统，如全球定位系统（GPS）、 蜂窝通信系统、地面电视等共用频段，大大提高了 频谱利用率； 易于实现多用户的短距离高速数据通信； 对多径衰落具有鲁棒性。 2006CNTTR. All Rights Reserved. 适合UWB技术的实际应用方案 要包括： 高速无线个域网； 无线以太接口链路； 智能无线局域网； 户外对等网络； 传感、定位和识别网络 2006CNTTR. All Rights Reserved. UWB无线技术基于共用频段的思想，将打破短距离无 线通信频率资源供不应求及不兼容的现状，为目前存在 的频谱管理和无线系统工程中存在的诸多问题提供有效 的解决方案； UWB技术能为无线局域网和个域网的接入技术提供低 功耗、高带宽且易于实现的底层技术支撑，实现 WLANs ，WANs ，WPANs和WBANs 的互联，便携设备 和固定设备、个人电脑和娱乐设备的互联的空中接口， 建立可兼容的全IP 网络； UWB系统能在短距离内支持高达400Mb/s 的信息传输 输率，并可通过减小传输速率来增加传输距离，实现精 确的定位跟踪； 2006CNTTR. All Rights Reserved. 同时，UWB设备具有能支持有效多次反射路由机制的 精确位置跟踪功能，更有利于在动态节点的自组织网 （ad hoc ）中实现定位。 目前，UWB在商业多媒体设备，家庭和个人网络方面 的应用前景已得到了专业界的普遍认可，UWB无线技 术的发展将促进智能网络和设备的发展，形成真正普及 和以用户为中心的无线世界。 2006CNTTR. All Rights Reserved. 2002 ，美国联邦通信委员会（FCC ）通过了将超宽带无 线通信用于民用的最终规定，加速了UWB技术的民用化 进程。国际上的许多权威机构和著名IT企业都在投以大量 的人力、物力从事相关的理论研究和产品开发，如：Intel、 Philips 、IBM 、Motorola、Sony 、Time Domain等公司都已 率先涉足该领域，足以说明该技术的商用潜力和竞争压力。 2006CNTTR. All Rights Reserved. 目前，在国际上占 要地位的UWB 设计方案 要包括直 接序列CDMA-UWB 方案和多载波OFDM-UWB 方案。 CDMA-UWB是基于脉冲的UWB方案，发射信号占用整个 1.7GHz 的频段；OFDM-UWB是基于多载波的UWB方案， 采用OFDM技术传输子带信息。 2006CNTTR. All Rights Reserved. CDMA-UWB 优点：技术比较成熟，已开发出第二代芯 片，发射机的机构比较简单，能传输高速率、高QoS 的多 媒体业务，易于实现多用户通信，能够进行高精度定位和 跟踪，能有效抵抗多径衰落。 缺点：构建RF 与模拟电路以及高速A/D 转换器以处理 UWB信号是 个极具挑战性的问题，此外，为了捕获足 够的多通道能量满足110Mbps系统的10米范围要求，则需 要 个相当复杂的系统（至少16个RAKE抽头的接收机） 。 支持者：Xtremespctrum ，mort