超宽带技术及应用.docx

五邑大学无线互联网报告题 目:超宽带技术及应用院 系 电子信息工程专 业 通信工程学 号学生姓名指导教师  技术是一种新型的无线通信技术。它通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制,使信号具有 GHz 量级的带宽。超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题,它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点。 以上或带宽离中心频率25%以上的信号称为 UWB 信号,由于它发送的脉冲非常短,因而他具有非常宽的带宽,也称为脉冲无线电技术。从信号产生的角度看,超宽带技术以时域窄脉冲为信息载体,依赖于脉冲串传递信息,采用基带信号直接激励天线发射超短时宽冲激脉冲;传统的无线通信技术采用带通载波调制,它把含有信息的波形搬移到相应的正弦载波上发射。所以超宽带又称为基带传输技术或是无线波传输技术,或冲激无线电。其中脉冲形成技术和调制技术使超宽带的两大技术。2002年2月,美国联邦通信委员会(FCC)修订了第15标准,定义 UWB 信号为相对带宽(信号带宽与中心频率之比),或在传输的任何时刻绝对带宽不小于500MHz 的信号,其中信号带宽定义为:低于最高发射功率10dB 的截止频率间的带宽。FCC 还规定,UWB 的使用频段范围是 ~,且其发射功率必须在1mW 以下。同传统通信系统相比,超宽带系统是有着其独特之处的。从时域上讲,一般的通信系统是通过发送射频载波进行信号调制,而 UWB 是利用起、落点的时域脉冲(几十纳秒)直接实现调制,超宽带的传输把调制信息过程放在一个非常宽的频带上进行,而且以这一过程中所持续的时间来决定带宽所占据的频率范围。从频域上讲,超宽带有别于传统的窄带和宽带,它的频带更宽。窄带是指相对带宽小于1%,相对带宽在1%~25%之间的被称为宽带,相对带宽大于25%,而且中心频率大于500MHz 的被称为超宽带。。后者是2002年 FCC规定了超宽带通信的频谱四通范围和功率限制后产生的,也是目前超宽带高***无线通信较多采用的一种。而采用基带窄脉冲的超宽带技术则多用于探测、***、成像,以及低速、低功耗、低成本通信等领域。(1)基带窄脉冲形式基带窄脉冲形式是超宽带通信最早采用的信号形式。其宽度在纳秒、亚纳秒级的基带窄脉冲序列进行通信。通常通过脉冲位置调制(PPM)、脉冲极性调制或脉冲幅度调制(PAM)等调制方式携带信息。窄脉冲可以采用多种不同的波形,如高斯波形、升余弦波形式等。基带窄脉冲超宽带通信中,因为脉冲的宽度很窄,同时一般情况下占空比较小,所以比2较大的多径信道分辨恩呢管理和抗多径性能。因为不需要调制载波,所以收发信机结构简单,成本较低。简单的结构、较小的占空比又使得系统的功耗很低。因为基带窄脉冲中包含较多的低频分量,所以在 FCC 关于超宽带通信功率谱的规定下,频谱利用率不高。这可以通过脉冲波形设计加以改善。但目前这方面的研究还没有十分理想的可实用的结果。而另一条途径就是采用调制载波的方式,从而可以灵活、高效地利用频谱资源,提高系统性能。(2)调制载波形式通过调制载波,可将超宽带信号搬移