网络通信技术论文

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1、UWB技术简介及其应用一、超宽带的定义现在的超宽带已经不局限于早期的脉冲形式的无线电，任何无线电系统，只要它满足下面的条件之一就称为超宽带系统：2(b-fL)fH+fL>20%(1)fH-fL>500MHz(2)式中，fH和ft分别是传输带宽的高端频率和低端频率。此外，FCC规定超宽带设备的功率谱密度不超过-41.3dBM/Hz,以避免对已有的通信系统（比如GPS）产生干扰。FCC的功率谱密度限制显示在图lo-40r_—45•I-"™IndoorLimitPart15LimitI01频率/GHz1UWB在室内的频谱屏蔽二、超宽带的实现技术1.冲激无线电冲激无线电使用脉位调制，或二进制相移键

2、控BPS或者脉冲幅度调制的基带短脉冲串传输数据符号。冲激无线电采用跳时或直接序列实现多址接入。在跳吋方式中，是通过脉冲到达的吋间顺序区分用户，在直接序列方式中是通过脉冲的极性序列来区分用户。冲激无线电系统具有低成本、容易实现、衰落深度浅和好的穿透能力等，但是基带短脉冲具有一部分低频分量，这部分低频分量在高速通信中很难达到FFC的功率谱密度的规定。目前冲激无线电系统通常应用在定位搜索以及低速的数据通信中。2.MB-OFDMMB-OFDM（多带正交频分复用）是由德州仪器提出，得到以Intel与德州仪器为首的MBOA（多带联盟）的支持，MB-OFDM将频分复用和频率交织技术结合起来。MB-OFD

3、M将7.5GHz的带宽分成了若干个528MHz的频带，并且不使用5.2〜5.7GHz的802.1la的频带。它的调制方式是正交频分复用，也就是以时间交织方式在不同的频带上传输信息。它使用时频码来区分用户。MB-OFDM系统能够支持4〜16个同时发生的微微网。MB-OFDM有很高的频谱灵活性，在射频干扰和多径效应屮具有恢复能力，缺点是稍微增加了发射器的复杂性。1.DS-CDMA和DS-UWBDS-CDMA（直接序列码分多址）方式是摩托罗拉集团提出和支持的方案。DS-CDMA将7.5GHz的频谱分成了2个频带，一个频带在802.1la频带的上面，一个在802.1la频带下面。在DS-CDMA方

4、式下，每个数据符号是一串按BPSK/QPSK/MBOK方式编码的小波脉冲，多址接入是通过一个低交叉关系的二进制码的CDMA编码实现的，它支持8个同时发生的微微网。Motorola和CRL对DS-CDMA做了重新设计，改进的DS-CDMA称为DS-UWB（直接序列超宽带）。在DS-UWB系统中MBOK调制被去掉，系统的数据传输速率将根据通信距离进行调整，而通信距离根据信号强度测量得到。另外，加进来一个公共的信令方式以容许设备可以在DS-UWB的物理层和MB-UWB的物理层之间交流。DS-CDMA和DS-UWB的显著优点是很小的干扰、低复杂性。三、超宽带的优点1.超宽带技术与其他系统共享的方式

5、使用频谱它使用的频谱从3.1GHz至IJ10.6GHZ,宽度高达7500MHz,而无需划分特定的、专有的频段。同时，通过限制发射功率，超宽带也可以避免丫其他系统对他造成的的干扰。这样的频谱使用方式，在频谱资源非常紧张的今天是具有重要的意义，这也是超宽带兴起的主要原因之一。超宽带的极宽的频谱和极低的发射功率，也使超宽带系统具有传输速率高，系统相对简单、成本低、功耗低的优点。2.超宽带的传输速率高，系统相对简单、成本低，功耗低传统的无线通信系统，因为频带较窄，要实现lOOMps以上的高传输速率，必须采用高阶调制等方法达到较高的频谱使用效率。这就对信噪比提出了很高的要求，同吋提高了系统的复杂性。

6、而超宽带系统的频带很宽，几时传输速率高达lGbps以上时，说需信噪比仍然不高，这就使得系统较为简单，实现了系统的降低成本和功耗。1.系统成本和功耗低超宽带如果通信采用的是传统的基带窄脉冲形式，因为无需对载波进行调制和解调，还将使系统的成本和功耗进_•步降低。同时低功率的脉冲比起以前雷达和通信中的大功率脉冲，更容易产生，实现成本更低。2.超宽带信号衰减较小，穿透力强超宽带采用基带窄脉冲形式的信号，与利用正弦波携带信息的一般无线通信信号在空中的衰减特性不同。天线发射的正弦电磁波是一种球面波，在自由空间中的衰减与距离的平方成反比，在室内多径通信条件下，衰减与距离的3次方程反比。而具有色当波形的超

7、宽带瞬态脉冲具有较强的定向性，其衰减与距离成反比或更小。因此，在相同功率下，采用基带窄脉冲形式的超宽带信号可比一般的调制载波的信号传输更远的距离。另外，由于基带窄脉冲中含有角度空的低频分量，所以在室内传播时可以顺利地穿过墻壁等一般的障碍物，为超宽带技术在室内环境以及透视成像等领域的应用提供了便利。3.超宽带的定位精度与其带宽直接相关其带宽一般在500MHz以上，远远高出Y—般的无线通信信号,因此，其所能实现的定位精度也很