超宽带无线通信技术.ppt

超宽带无线通信技术目录超宽带的定义1超宽带的特点和应用2超宽带的传输方式3超宽带的信道模型4超宽带的关键技术5超宽带的定义20%500()2HLHLHLfforffMHzff?????Ultra-Wideband(UWB)munication美国联邦通信委员会(FCC:mission)%80%()2()2LHHLHLfGHzfGHzffff??????????%80%()2()2LHHLHLfGHzfGHzffff??????????相对带宽窄带相对带宽<1%宽带1%<相对带宽<20%超宽带相对带宽>20%超宽带信号的辐射掩蔽穿墙成像(2)监视系统室内UWB设备辐射掩蔽(1)探地雷达墙内成像医疗成像室外手持设备为了避免对现有的通信系统带来干扰,必需将超宽带系统的发射功率限定在一定范围内,即在超宽带通信频率范围内的每个频率上都规定一个最大的允许功率,这个功率值一般通过辐射掩蔽(emissionmask)、共存性能好?超宽带技术可以与现有的其他通信系统共享频谱。,,通过发射功率的限制,避免了对其他通信系统的干扰。从上图中可以看到,超宽带信号的最高辐射功率为-,这仅仅相当于一台个人计算机的辐射。这样在很低的功率谱密度下共享频谱的方式,在频谱资源非常紧张的今天具有极其重要的意义,、信道容量大,传输速率高?香农信道容量公式?超宽带信号占有数百兆赫兹(MHz)甚至几吉赫兹(GHz)带宽,理论上可以提供极高的信道容量,达到Gbps以上的传输速率,或者在很低的信噪比下,以一定的传输速率实现可靠传输。假定一个超宽带信号使用7GHz带宽,当信噪比S/N低至-10dB时,超宽带可以提供的信道容量为C=7G×log2(1+)≈,接近1Gbps。?数据表明,超宽带的空间通信容量是现有的通信系统(如:无线局域网、蓝牙等)的10-1000倍以上。2log(1)(/)SCWbsN??超宽带的特点3、低成本,低功耗?脉冲超宽带是最早采用的一种传输方式,它不需要载波,而是利用极短的脉冲传输信息,因此,在发射端脉冲超宽带不需要功放和混频器,接收端也不需要中频处理,大大降低了收发机的硬件实现复杂性和成本。同时,为了避免对现有通信系统的干扰,超宽带信号发射功率很低,简单的收发设备以及低功率,使得脉冲超宽带系统的功耗非常低,可以使用电池长时间供电。超宽带的特点4、信号衰减小,穿透能力强?正弦载波在自由空间的衰减与距离平方成反比,在密集多径情况下,信号的功率衰减更是与距离的3-4次方成反比。脉冲超宽带信号为定向窄脉冲,不需要载波,具有较强的方向性,在相同的功率下,比正弦电磁波的衰减更小。?同时基带窄脉冲信号包含的低频部分的长波具有较强的穿透能力,能够穿透多种材料,使其可以应用于成像、检测、监视和测量等领域。超宽带的特点5、定位精度高?由于脉冲超宽带具有较强的穿透能力,因此可以用于各种环境下的测距和定位。系统的定位精度与信号的频谱宽度直接相关,频谱越宽,时间分辨率越高。脉冲超宽带发射极短的基带窄脉冲信号具有很高的定位精度,其带宽通常在数GHz,所以理论上其定位精度可达厘米量级。研究表明,与GPS全球定位系统相比,超宽带技术具有更高的定位精度。-20m3m3m15cm