超宽带无线技术

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1、.超宽带无线技术摘要　本文主要介绍了超宽带无线技术(UWB-RT)的基本特点和超宽带无线技术的调制方式，并分析了超宽带无线技术的管制和标准化现状，最后介绍了超宽带无线技术的发展动态。关键词　超宽带　管制　标准化　无线通信一、引言　　随着无线通信技术的发展，现有的无线网络技术已经不能满足人们对短距离高速无线通信的需求。因此，当设计未来的短距离无线通信系统时，需要考虑通信的普遍特性和B3G中提到的“任何人、任何时间、任何地点”的连接性。这就要求新的无线世界是现在和未来无线通信系统的综合，包括WANs、WLANs

2、、WPANs和AdHoc以及家用局域网。它可以连接各种不同的设备，包括计算机和各种娱乐设备。要实现这个目标，就需要开发新的无线技术。　　UWB技术最初是在1960年作为军用雷达技术开发的，早期主要用于雷达技术领域。1972年，UWB脉冲检测器申请到了美国专利；1978年，出现了最初的UWB通信系统；1984年，UWB系统成功地进行了10公里的试验；1990年，美国国防部高级计划局(DARPA)开始对UWB技术进行验证；2002年2月，FCC批准了UWB技术用于民用。　　UWB技术发展缓慢的原因主要有：①在1

3、994年以前主要限于军方使用，限制了第三方开发支持UWB的软件和硬件；②由于UWB使用许多专用频段，FCC对UWB技术的批准进展缓慢：③UWB带来的干扰问题也阻碍了UWB的发展步伐。另外，由于UWB技术可能取代现在使用的所有无线技术，包括PAN、WLAN(802.11a、802.11b、802.11g)和无线WAN，因此，许多公司会抵制该技术的商用。二、UWB的优点....　　美国联邦通信委员会(FCC)在2002年2月14日的规定中，超宽带系统被定义为相对带宽(信号带宽与中心频率的比)大于20%或带宽大于

4、500MHz的信号系统。与其他无线通信技术相比，UWB具有许多优点，表1列出了UWB技术与其他无线局域网技术的比较。UWB技术具有传输速率高、系统容量大、抗多径能力强、功耗低、成本低的特点。此外，它还可通过改变脉冲的幅度、间距、或持续时间来传递信息。　　与窄带收发信机和蓝牙收发信机相比，UWB不需要产生正弦载波信号，可以直接发射冲激脉冲序列，因而具有很宽的频谱和很低的平均功率，有利于与其他系统共存，提高了频谱利用率。表1　UWB与其他无线局域网技术的比较 数据速率(Mbit/S)功耗(mW)传输距离(m)频

5、段蓝牙1-21OO1002.4GHzIEEE802.11b112001002.4GHzIEEE802.11a5440-800205GHzIEEE802.11g5465502.4GHzUWB100-5001103.1-10.6GHz　　UWB不需要正弦波调制和上、下变频，也不需要本地振荡器、功放和混频器等，因此体积小，系统结构简单。UWB对信号的处理只需使用很少的射频或微波器件，因而射频设计也比较简单，系统频率自适应能力强。由于只要能将脉冲发射机和接收机前端集成到一个芯片上，再加上时间基和控制器，就可以构成一

6、部UWB通信设备，因此它的成本可以大大降低。　　由于UWB信号采用了跳时扩频，其射频带宽可以达到1GHz以上，它的发射功率谱密度很低，信号隐蔽在环境噪声和其他信号之中，用传统的接收机无法接收和识别，必须采用与发端一致的扩频码脉冲序列才能进行解调，因此增加了系统的安全性。....　　UWB信号的衰落比较低，有很强的抗多径衰落的能力。　　UWB信号的高带宽带来了极大的系统容量，由于UWB无线电信号发射的冲激脉冲占空比极低，系统有很高的增益和很强的多径分辨力，所以系统容量比其他的无线技术都高。　　由于UWB信号的

7、扩频处理增益比较大，即使采用低增益的全向天线，也可使用小于1mW的发射功率实现几公里的通信。如此低的发射功率延长了系统电源的使用时间，非常适合移动通信设备的应用。有研究表明，使用超宽带的手机待机时间可以达6个月，而且低辐射功率可以避免过量的电磁波辐射对人体的伤害。三、UWB的调制方式　　UWB是发射和接收冲激脉冲的技术，可以使用不同的方式来产生和接收这些信号以及对传输信息进行编码，可以单独或成组发射，并可根据幅度、相位和脉冲位置对信息进行编码。UWB信号的调制方式有：脉冲位置调制(PPM)、M脉冲位置调制(

8、MPPM)、二进制相移键控(BPSK)、开关键控(OOK)、二进制脉冲幅度调制(BPAM)、M进制脉冲幅度调制(MPAM)、混合脉冲位置调制、直接数字调制、子载波调制等。当前采用较多的是脉冲位置调制(也称时间调制：TM)和二进制脉冲幅度调制，下面就主要介绍这两种调制方式。　　1.脉冲位置调制　　脉冲位置调制是将需要传递的数字信息调制到脉冲与脉冲之间的超窄(小于1ns)无载频脉冲信号的时隙中去，并以每秒几百万个脉冲