浅谈超宽带接收技术

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1、浅谈超带宽（UWM）接收技术本文主要介绍了超宽带技术的基本特点，以及超宽带技术的应用场景并分析了超宽带技术的管制和标准化现状，超宽带技术存在的挑战，最后介绍了超宽带技术的发展动态。超宽带(UltraWideband,UWB)技术乂称为基带通信、无载波通信，主要用于军用雷达、定位和通信系统中。UWB与常见的通信方式使用连续的载波不同，UWB采用极短的脉冲信号来传送信息，通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。UWB收发信机的结构相对简单，例如传统的无线收发信机大多采用超外差式结构，而收发信机采用零差结构就可得到相同的性能，可以逐步降低信息

2、速率，在更大的范围内连接用户。在接收端，天线收集的信号能量经过放大后，通过匹配滤波或相关的接收机进行处理，再经高增益门限电路恢复原来的信息。超宽带(UWB,Ultra-WideBand)无线通信技术具有通信容量大,辐射功率谱密度低，抗多径干扰和电磁干扰，结构简单和保密性好等优点,成为下一代无线通信的关键技术之一，许多国家都给与了很高的重视，这是对无线频谱资源利用进行新的探索，开辟时域电磁波应用的新领域。关键词：超宽带(UWB)无线通信；传输参考(TR)接收机；误码率分析；数据传输效率；多径信道仿真。第一章超宽带技术概述21.1超宽带的定义31.2

3、超宽带频谱效率31.3超宽带调制与多址技术41・4超宽带信号特点4本章小结5第二章超宽带（UWB）接收机技术62.1超宽带接收技术的概述62.2接收技术应用于接收机的理论分析62.3超宽带传输中几种接收技术72.4超宽带接收技术的性能比较9本章小结9第三章超宽带及其接收技术的发展及应用103.1UWB的发展进程103.2超宽带的标准化工作103.3超宽带接收机技术的应用103.4UWB中有待解决的问题103.5UWB通信与其它短距离无线通信的比较11本章小结12参考文献13致谢14第一章超带宽技术概述超宽带的定义2002年2月14E,美国联邦通信

4、委员会修订了第15标准（Partl5rules）,它是管理包括UWB设备在内的使用非授权频段的无线设备的标准。在FCC的指导下，对UWB的使用提供了在短距离（不足10米的范围）、低发射功率（平均等方向性辐射能为-41.3dBm/MHz）,其有极高的容量（儿个Gbps）的要求。FCC对UWB信号的定义是UWB带宽大于500MHz（UWB带宽指-10dB带宽），或分数带宽（即带宽与中心频率的比）大于0.20。传统的通信系统一般分数带宽都小于0.01,而在UWB系统中其分数带宽等于0.2或0.25。较低的带内带外发射功率限制确保了UWB设备不会对现存授

5、权频段的设备及其他重要无线设备产牛干扰。从载波方而看，传统的通信技术是把信号从基带调制到载波上，而UWB技术是通过对具有很陡上升和下降时间的冲击脉冲对数据进行直接调制，从而具有GHz量级的带宽。超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它开发了一个具有千兆赫兹容量和最高空间容量的新无线信道。这种关系说明，无线通信系统的容量可随所占带宽的增加、SNR的降低而增加。1•2超宽带频谱效率FCC的最初报告和工业界对UWB相对带宽定义为2（fH-fL）/（fH+fL）,其中fH和fL分别为-10dB时的上界频率和下界频率。在物理层，UW

6、B通信扩展少量的EIRP,根据FCC的定义，低于0.56mW与其中心频率相比，穿过很宽的频带。这可以从其功率谱密度屮计算出，在3.01〜10.6GHz,为75nW/MHzoUWB的这个定义不仅有高的时间分辨率，也有比窄带系统低的衰落边际。UWB是新一代的无线电通信技术，其中心频率达到500MHzo现有的无线通信使用不同的载波频率把信号调制到不同的频带上，载波的频率和功率在一定范围内变化，从而利用载波的状态变化来传输信息。而UWB则不使用载波，他使用“脉冲”信号进行信息传输。如果减小脉冲的宽度，那么频带宽度将增加。脉冲频率是一个能够确定中心频率带传

7、输能量的重要参数，同时脉冲的波形也可以确定在一段频率范围内需要多少能量。1.3超宽带调制与多址技术调制方式是指信号以何种方式承载信息，它不但决定着通信系统的有效性和可靠性，同时也影响信号的频谱结构、接收机复杂度。对于多址技术解决多个用户共享信道的问题，合理的多址方案可以在减小用户间干扰的同吋极大地提高多用户容量。系统设计中，可以对调制方式与多址方式进行合理的组合。1.3.1UWB调制技术在UWB系统中采用的调制方式可以分为两大类：基于超宽带脉冲的调制、基于OFDM的正交多载波调制。包括：脉位调制、脉幅调制、波形调制和正交多载波调制。1.3.2UW

8、B多址技术包括：跳时多址、直扩■码分多址、跳频多址和PWDMAo1■4超宽带信号特点与其他无线通信技术相比，UWB具有许多特点。(1)传