UWB—超宽带无线通讯技术及应用.ppt

超宽带无线通信技术（UWB）1UWB技术背景和概述1UWB技术背景和概述传统载波通信信号
传统载波通信信号UWB通信信号1UWB技术背景和概述1UWB技术背景和概述频谱范围规定
FCC对UWB系统所使用的频谱范围规定为3.1-10.6GHz，
功率谱密度规定
发射机的信号最高功率谱密度为−41.3dBm/MHz，1UWB技术背景和概述FCC（美国联邦通信局）：
对UWB系统所使用的频谱范围规定
带宽规定：
绝对带宽（AbsoluteBandwidth）
相对带宽（FractionalBandwidth）

绝对带宽大于500MHz
相对带宽大于25%绝对带宽（AbsoluteBandwidth）相对带宽（FractionalBandwidth）1.61UWB技术背景和概述1.4UWB与其它短距离无线技术的比较脉冲无线电（ImpulseRadio）是早期超宽带系统的代名词，专指采用冲激脉冲（超短脉冲）作为信息载体的非正弦载波无线电技术。
该技术有别于传统使用正弦载波的窄带无线系统，属于基带、无载波通信的范畴。
基带窄脉冲形式是UWB通信最早采用的信号形式，一般来说它的工作脉宽是纳秒级的
典型的UWB脉冲采用高斯双叶脉冲（GaussianDoublet），这种脉冲因为生成容易而被经常使用
生成方法：光电法，电子法
单周期高斯脉冲UWB技术常用的脉冲调制方式包括
脉位调制（PPM）
脉幅调制（PAM）
二相调制（BPSK）
脉位调制（PPM）：
通过改变发射脉冲的时间间隔或发射脉冲相对于基准时间的位置来传递信息，它的优点就是简单，但是需要比较精确的时间控制。脉幅调制（PAM）：
通过改变脉冲幅度的大小来传递信息，它可以改变脉冲幅度的极性，也可以仅改变脉冲幅度的绝对值大小。
二相调制（BPSK）：
BPSK通过改变脉冲的正负极性来调制二元信息，所有脉冲幅度的绝对值相同。使用二相调制的一个原因就是在抗噪性能上它有优于PPM的3dB增益。
几种调制方式的比较
PAM和PPM共同的优点：
可以通过非相干检测恢复信息。
可以通过多个幅度调制或多个位置调制提高信息传输速率。PAM和PPM共同的缺点：经过这些方式调制的脉冲信号将出现线谱。线谱不仅使超宽带脉冲系统的信号难于满足一定的频谱要求，而且会降低功率的利用率。
BPSK则可以避免线谱现象，并且是功率效率最高的脉冲调制技术。对于功率谱密度受约束和功率受限的超宽带脉冲无线系统，BPSK是一种比较理想的脉冲调制技术。
2.UWB无线通信技术原理2.UWB无线通信技术原理2.UWB无线通信技术原理2.UWB无线通信技术原理2.UWB无线通信技术原理2.UWB无线通信技术原理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2.UWB无线通信技术原理2.UWB无线通信技术原理2.UWB无线通信技术原理2.UWB无线通信技术原理2.UWB无线通信技术原理2.UWB无线通信技术原理（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）。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PLCP前导是时域信号，不用经过编和调制直接形成OFDM信号，PLCP头与PSDU部分形成OFDM符号的过程如图所示：在物理层上，该协议将频谱划分为14个带宽为528MHz的子带，这14个频带又分为5组，其中前4组内各含有3个子带，第5组内含有2个子带。
实际方案中，先期仅采用3.168～4.752GHz的3个子带，在每个子频带上，信息采用128点IFFT/FFT的OFDM调制。IFFT将信号从频域转换为时域，FFT将信号从时域转换为频域。（3）子带划分3.UWB技术特点3.UWB技术特点