超宽带（uwb）通信技术研究.doc

超宽带(UWB)通信技术研究(研究报告)SA无线通信技术委员会WG3工作组20**年8月前言  本研究报告对超宽带(UWB),主要包括:标准化现状、物理层和MAC层技术特点、兼容性问题、产业化和应用。本研究报告在以上分析的基础上,提出了对我国标准化和研究工作的考虑。 本研究报告由中国通讯标准化协会提出并归口。本研究报告编写单位: 信息产业部电信研究院 SATC5WG3各成员单位,如国家无线电监测中心、英特尔、爱立信、华为等对报告提出了宝贵意见,在此表示感谢。目录1. 介绍 32. 超宽带技术的工作原理及其演化 33. 主流超宽带通信技术介绍 MB-OFDM技术介绍 为什么采用OFDM技术 频谱划分 OFDM技术 时频码 DS-CDMA技术介绍 频谱划分 DS-CDMA技术 共同信令模式 114. UWB系统的MAC层发展现状 125. 超宽带系统与其他无线通信系统的兼容 FCC的UWB频谱规划 ETSI的UWB频谱规划 ITU的UWB电磁兼容性研究 中国对UWB电磁兼容性研究 196. 超宽带通信技术的标准化、产业化及应用 UWB技术的标准化进程 UWB技术的应用前景 207. 238. 结论与未来工作展望 25介绍超宽带(UltraWideband,UWB)技术是现在正在被广泛研究的一种新兴无线通信技术。一方面,由于其具有高数据率(可达100Mbps~1Gbps)、低功耗和低费用等特点,为无线通信的发展开辟了新的机遇。另一方面,由于其占用极宽的带宽,与其他通信系统共享频段,又给干扰、兼容等相关领域的研究带来了挑战。最近,美国联邦通信委员会(FCC)~,但有效各向同性发射功率(EIRP,EffectiveIsotropicRadiatedPower)不得超过-。频谱规划的确定使UWB技术的研发骤然加速。在过去的一两年中,各种技术方案围绕国际标准的制定展开了激烈的竞争。同时UWB芯片的开发业紧锣密鼓地进行,第一批UWB设备有可能在2004年底面市。而我国在UWB方面的研究还有很多工作要做:频谱尚未划分,发射功率的限制要求尚未确定,作为频谱划分依据的兼容性研究和测试技术尚不成熟,技术方案尚未选定。本报告试图对当今国际上UWB技术的发展现状和发展前景做一介绍,并对我国在UWB方面的标准化和产业化提出一些建议。需要说明的是,UWB技术并不仅仅应用于通信领域,它在雷达成像、车载防撞雷达、定位、测距等方面也有很多应用。本报告主要涉及UWB通信技术。本报告的内容将分成如下几部分:第二节将介绍超宽带技术的原理及近年来该技术的概念的变化。第三节将对现在有可能成为国际标准的两种主流UWB技术方案进行介绍,并比较它们的优缺点。第四节将对UWB技术的应用前景做一展望。第五节将讨论UWB技术的兼容性问题。第六节将对我国在UWB标准化和产业化过程中应做的工作提出建议。超宽带技术的工作原理及其演化UWB技术被看作是近几年在无线通信领域兴起的一种新技术。但实际上,这项技术已经有几十年的历史了。UWB最初的定义是来自于60年代兴起的脉冲通信技术,又成为脉冲无线电(ImpulseRadio)技术。与在当今通信系统中广泛采用的载波调制技术不同,这种技术用上升沿和下降沿都很陡的基带脉冲直接通信,所以又称为基带传输(basebandtransmission)或无载波(carrierless)技术。脉冲UWB技术的脉冲长度通常在亚纳秒量级,信号带宽经常达数GHz,比任何现有的无线通信技术(包括以3G为代表的宽带CDMA技术)的带宽都大得多,所以最终在1989年被美国国防部称为超宽带技术。传统脉冲UWB信号通常具有很小的占空比(dutycycle)(10-2~10-3),这决定了这种UWB设备的平均发射功率很低,甚至是现有的蓝牙(Bluetooth)系统的1/100至1/1000。如此低的发射功率带来的诸多好处:首先,这使UWB系统可以与其他无线通信系统“安静的共存”。可以理解,UWB系统所要求的超宽频段不可能通过独占许可频段来获得,所以UWB设备的发射功率必须降到背景噪声的水平,以便和其他无线系统共享频段。其次,极低的发射功率也使UWB设备具有很低的能耗。由于功率放大器通常可以被省去,UWB设备具有很低的成本。最后,极低的发射功率也使UWB信号很难被监听,从而有很好的保密性。另外,低占空比的脉冲UWB设