超宽带无线通信技术及发展

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1、超宽带无线通信技术及发展～教育资源库　　摘要本文首先介绍了超宽带（U）U-Ubit/s的速率对数据进行编码，多个编码脉冲表示一个比特，编码增益能提供抗多径干扰能力，在短距离范围内，DSC-U-UHz的IS-95蜂窝系统和PCS系统可以分辨时延差异略小于1μs的多径信号。在室外环境中，时延可能有好几个μs，因此一些多径信号要采用Rake技术加以分辨和接收，但室内信道中多径时延常为ns级，它无法在相对窄带的IS-95信道中进行分辨，因此类似IS-95这样的系统必须克服严重的Rayleigh衰落，

2、它要求信号必须在静态信号级的20dB以上，才能达到规定的性能。而带宽超过1GHz的UUHz，工作频段从2.5GHz到5GHz，故带宽为2.5GHz，中心频率为3.75GHz。路径模型设为自由空间传播，采用M-PAM调制和相干检测时的误符号率为，误比特率为，为每比特的SNR。若每个符号传送k个信息比特，则符号的SNR为kγb，还可表示为PsdBsTp/η0，这里Psd是FCC限制的平均发射功率谱密度，Bs是发射脉冲带宽，Tp指脉冲重复频率（PRF），η0是噪声功率谱密度。因此，

3、在平均发射功率谱和系统BER一定的条件下，增加脉冲带宽或减小PRF，都会影响系统速率和工作距离。在以上假设条件下，定量研究表明，当通信距离为123下一页友情提醒：，特别！12.5m时，2PAM调制时系统传输速率为250Mbit／s，8PAM调制时速率为50Mbit／s；当距离为27.5m时，2PAM调制时系统速率为50Mbit／s，8PAM调制时速率为10Mbit／s；当距离为100m时，系统吞吐量严重下降。　　可见，U调制没有提高速率，这个问题可以这样理解，PAM是一种频谱有效的调制方式，但不是功卒有

4、效的。采用其他方法，如增加天线增益、提高编码增益、减小噪声、增大带宽能进一步提高传输速率和距离。　　从通信的角度来看，无论扩频还是UHz，在1MHz带宽内，测量距离3m，发射功率在500μHz以下，自第一次发出征询通知后，收到了500多份意见，显示了业界对U），并征询反馈意见。　　FCC还考虑在2GHz以下对发射功率谱做更低的限制，以保护GPS等，但目前还没有定义界限。美国国家电信信息管理局（NTIA）的报道结果分析出UHz带宽的信号扩展到79MHz，发射信号的中心频率为2.45GHz，带宽为79

5、MHz。在接收端，弱信号首先经过放大器放大后下变频到中频IF＝120MHz，下变频使用外差技术，混频后会产生镜像信号，在低频端，解调并恢复信号。　　　　LNA：低噪声放大器IF：中频Up/dobit/s，工作的距离范围为10m。而发射功率小于10μiddot;m2）。空间容量的概念已被许多学者使用，如加州Berkeley的JanRabaey教授等，文中采用平方米，因覆盖区域一般指两维。下面对几种典型的短距离无线通信技术进行对比，IEEE802.11b工作的距离范围是100m，在2.4GHzISM频

6、段，有80MHz的未用频宽。因此，在半径为100m的覆盖范围内，3个22MHzIEEIE802上一页123下一页友情提醒：，特别！.11b系统可同时工作互不干扰，每个系统提供的峰值速率达11Mbit／s，总共的速率达33Mbit/s，产生的空间容量为1000bit／（sm2）。蓝牙在低功耗模式下，在10m距离内，速度可达1Mbit／s，10个蓝牙微微蜂窝（picos）能在10m圆周范围内同时工作，速度达10Mbit/s,从而得到的空间容量近似为30000bit（sm2）。IEEE802.11a的工作距离

7、范围在50m，峰值速率达54Mbit／s，假设在5GHz频段内，有200MHz可得到的频宽，系统的空间容量可达83000bit／(sm2）。Ubit／s，系统的空间容量达1000000bit／（sm2）。　　可以看出，目前的一些标准如蓝牙和IEEE802.11，其峰值速度和空间容量都远低于UAC层　　UAC）层的设计。高速数据在无线信道中传播易产生分组丢弃、突发损失、分组时延等缺点，同时，无线信道随时间、地点而变，用户的移动性也提出另外的要求，如当接入点改变时，用户希望仍能接收到同样的QoS业务，问题在

8、于新无线链路并不一定支持要求的QoS，这些都需要对MAC层合理设计来处理。UAC层设计包括控制信道接入，QoS、安全性的保证等。下面着重讨论信道接入和QoS功能。　　IEEE802.11Tge专门委员会在研究增强型的802.11MAC协议以优化信道接入和保证QoS。802.11MAC层基本的信道接入采用分布式访问控制方式DCF，以及建立在DCF之上的集中访问控制PCF，提供一种集中化轮询式的通信。欧洲提出的与802.11竞争的技术Hiper