现代宽带通信技术探究和主要应用

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1、现代宽带通信技术探究和主要应用　　摘要：脉冲超宽带传输技术是一种无载波通信技术，具有高数据率传输、室内多径分辨能力强、精确的定位特性、功耗低、保密性高等优势。本文详细分析超宽带通信技术的独特特点及其最新研究情况，同时介绍了现代超宽带通信技术的关键应用领域。关键字：超宽带；通信技术；研究；应用Abstract:thepulseuwbtransmissiontechnologyisakindofcarriercommunicationtechnology,withhighdataratetransmission,indoormultipathresolutionabilitystrong,acc

2、uratepositioning,lowpowerconsumption,highconfidentiality.Ultra-widebandcommunicationtechnologyinthispaper,adetailedanalysisofuniquecharacteristicsandthelatestresearchsituation,andintroducesthekeyapplicationfieldsofmodernultrawidebandcommunicationtechnology.Keywords:ultrabroadband;Communicationtechn

3、ology;Research;application中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)9引言超宽带通信这项新兴的技术利用极窄、超低功率的射频脉冲在收发两端传递信息。使用短持续期的脉冲作为基本的通信单元将使这项技术获得独特的优势，同时也带来技术的挑战。超宽带无线通信的独特优势在于它能够提供高速率、低功耗及低成本的短距离无线链路，并且由于超宽带是对现在已被占用的频率资源的重用，因而可以缓解目前日趋紧张的频带资源需求。此外，超宽带也非常适合室内密集多径传输环境下的高速无线传输。目前，这种无线通信技术已经被美国联邦通信委员会（fcc）采纳，允许超宽带技术和产品

4、参与商业化动作，并且颁布了超宽带占用带宽的相关条件。ieee802.15.3a标准已经将超宽带技术选为其实现无线个域网中物理层的基本技术，此外，最近提出的ieee802.15.3a标准中也包括了超宽带的物理层方案。与此同时，欧洲和亚洲的诸多国家（包括我国）也在积极地展开研究和指定各自的标准，期望形成独立自主的超宽带技术知识产权。1.超宽带通信技术的概述及特点超宽带通信技术因为具有系统复杂度低、发射信号功率谱密度低、能够提供厘米级定位精度、被截获能力低和对信道衰落不敏感等特点。1.1超宽带通信技术的概述9超宽带通信技术是现代被广泛且深入研究的一种新型无线通信技术，不仅仅是因为它与其余的通信系统

5、同时享有频段，且占有极宽带宽，同时还给研究兼容、干扰的等领域引起挑战，更是因为它拥有低功耗、低消费、高数据率等特点。现在超宽带通信技术包括DS-CDMA方案、MB-OFDM方案（多频带OFDM）、脉冲超宽带方案三种。超宽带通信技术脉冲长度比包括以3G为代表的宽带cdma技术在内的现有无线通信技术的带宽都大，一般都在亚纳秒量级。现在超宽带基于专利和现实技术复杂等关系，其主要方案是DS-CDMA和MB-OFDM。1.2超宽带通信技术的特点超宽带技术在历史上还有其他的名称，如脉冲无线电(ImpulseRadio)，时域脉冲，无载波技术等。上述名称反映了超宽带信号在时域上持续时间极短，在频域上覆盖了

6、很宽的频带这个典型特点。1.2.1辐射谱密度低超宽带通信系统使用很低的功率谱密度发射信号，功率谱密度与窄带系统接收端的背景噪声电平持平。因此，超宽带系统对窄带系统的干扰小，能与其他通信系统共享频谱资源。此外，低的辐射谱密度使得信号的隐蔽性特别强，被截获和检测的概率低，保证了通信的安全性。1.2.2传输速率高9信道容量随带宽是线性增加，而随信号功率是呈对数增加。对于脉冲UWB无线系统来说，带宽非常宽，可能比现存系统的带宽宽很多，因此系统能够在很低的发射功率下工作。这也意味着UWB系统能以相对低的传输功率实现高数据率传输。1.2.3多径分辨能力强多径衰落是无线通信的一大障碍，这在密集建筑物环境中

7、(如室内)尤为明显。在无线通信系统中，信道情况比较复杂，发射机和接收机之间存在许多障碍物。发射信号经过多次反射、散射、绕射后经过不同的路径到达接收端。由于经过不同路径的信号其幅度的衰减和时间的延迟都是不同的，所以在接收端这些信号的叠加会引起信号的衰落，窄带系统尤为严重。在超宽带系统中，承载数据信息的是持续时间在纳秒级的时间离散窄脉冲，经多径反射的延时信号与直达信号在时间上是可以分离的。因此，超宽带信号具有很强