简述超宽带无线通信技术.doc

.页眉. .页脚. 简述超宽带无线通信技术近年来, 超宽带( UWB ) 无线通信成为短距离、高速无线网络最热门的物理层技术之一。 UWB ( Ultra-Wideband )超宽带,一开始是使用脉冲无线电技术,此技术可追溯至 19 世纪。后来由 Intel 等大公司提出了应用了 UWB 的 MB- OFDM 技术方案,由于两种方案的截然不同,而且各自都有强大的阵营支持, 制定 UWB 标准的 工作组没能在两者中决出最终的标准方案,于是将其交由市场解决。至今 UWB 还在争论之中。 UWB 调制采用脉冲宽度在 ns级的快速上升和下降脉冲,脉冲覆盖的频谱从直流至 GHz ,不需常规窄带调制所需的 RF 频率变换,脉冲成型后可直接送至天线发射。脉冲峰峰时间间隔在 10- 100 ps 级。频谱形状可通过甚窄持续单脉冲形状和天线负载特征来调整。 UWB 信号在时间轴上是稀疏分布的, 其功率谱密度相当低, RF 可同时发射多个 UWB 信号。 UWB 信号类似于基带信号,可采用 OOK ,对映脉冲键控, 脉冲振幅调制或脉位调制。 UWB 不同于把基带信号变换为无线射频( RF)的常规无线系统,可视为在 RF 上基带传播方案,在建筑物内能以极低频谱密度达到 100 Mb/ s 数据速率。 1 UWB 的产生与发展超宽带( UWB )有着悠久的发展历史,但在 1989 年之前,超宽带这一术语并不常用,在信号的带宽和频谱结构方面也没有明确的规定。 1989 年,美国国防部高级研究计划署( DARPA ) 首先采用超宽带这一术语, 并规定: 若信号在- 20dB 处的绝对带宽大于 或相对带宽大于 25% ,则该信号为超宽带信号。其中, fH 为信号在-20dB 辐射点对应的上限频率、 fL 为信号在-20 dB 辐射点对应的下限频率。图1 给出了带宽计算示意图。可见, UWB 是指具有很高带宽比( 射频带宽与其中心频率之比)的无线电技术。 UWB ( UltraWideband ) 是一种无载波通信技术, 利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号, UWB 能在 10 米左右的范围内实现数百 Mbit/s 至数 Gbit/s 的数据传输速率。 UWB 具有抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势,主要应用于室内通信、高速无线 LAN 、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。 UWB 技术最初是被作为军用雷达技术开发的, 早期主要用于雷达技术领域。 2002 年2月, 美国 FCC 批准了 UWB 技术用于民用, UWB 的发展步伐开始逐步加快。.页眉. .页脚. 2002 年2 月, FCC 批准 UWB 技术进入民用领域,并对 UWB 进行了重新定义,规定 UWB 信号为相对带宽大于 20% 或-10d B 带宽大于 500MH z 的无线电信号。根据 UWB 系统的具体应用, 分为成像系统、车载雷达系统、通信与测量系统三大类。根据 FCC part 15 规定, UWB 通信系统可使用频段为 GHz ~ GHz 。为保护现有系统(如 GPRS 、移动蜂窝系统、 WLAN 等) 不被 UWB 系统干扰,针对室内、室外不同应用,对 U