集崭新的超宽带(uwb)无线通信技术 通信络论文.doc

集崭新的超宽带(uwb)无线通信技术_通信络论文集崭新的超宽带(UWB)无线通信技术_通信络论文
通信网络论文
摘要:从超宽带UB技术进行了介绍和分析,并对其调制方式和近期提出的新型高效脉形调制PS(Pulse Shape dulatin)做出了初步的理论探讨。关键词:超宽带(UB) 脉形调制(PS) 正交改进型herite脉冲超宽带(Ultra ide Band)作为一种新型的无线通信技术与传统的通信方式相比有着很大的区别。由于它不需使用载波电路,而是通过发送纳秒级脉冲传输数据,因此该技术具有发射和接收电路简单、功耗低、对现存通信系统影响小、传输速率高的优点,此外它还具有多径分辨能力强、穿透力强、隐蔽性好、系统容量大、定位精度高等优势。根据F的规定,~。但出于对现存无线系统影响的考虑,UB的发射功率被限制在1/Hz以下。UB是一种可以为无线局域网LAN、个人域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。它解决了困扰传统无线技术多年的重大难题,开发了一个具有对信道衰落特性不敏感、发射信号功率普密度低、不易被截获、复杂度不高等众多优点的传输技术。该技术尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入和军事通信应用中。
图1
1 基本概念超宽带(UB)又被称为脉冲无线电(Ipulse Radi),具体定义为相对带宽(信号带宽与中心频率的比)大于25%的信号,即:Bf=B/f=(fh-fl)/[(fh+fl)/2]25% (1)。实际上UB信号是一种持续时间极短、带宽很宽的短时脉冲。它的主要形式是超短基带脉冲,~20ns,脉冲间隔为2~5000ns,精度可控,频谱为50Hz~10GHz,频带大于100%中心频率,%。传统的UB系统使用一种被称为“单周期(nyle)脉形”的脉冲。一般情况下,通过随道二极管或者水银开关产生。在计算机仿真中用高斯脉冲来近似代替它。由于天线对脉冲的影响不同,所以可以假设发送脉冲为:而接收端收到的信号为:t是脉冲的时移,2tau为脉冲的宽度。图1给出了发射脉冲和接收脉冲的时域脉形。2 UB的性能特点超宽带有别于其它现存的一些通信技术,其最根本的区别在于无需载波,大大降低了发射和接收设备的复杂性,从根本上降低了通信的成本。UB的优点可以归纳为以下八个方面:(1)无需载波,发送和接收设备简单。由于UB信号是一些超短时的脉冲,其频率很高,所以它不象传统的基带信号那样需要将其调制到某个发射频率上才能在信道中传输。因此,必然会使发射机和接收机的结构简单化。
图2
(2)功耗低。由于UB信号无需载波,工作在频谱的电子噪声波段,所以它只需要很低的电源功率。一般UB系统只需要50~70的电源,而这只是移动电话的百分之一,蓝牙技术的十分之一。(3)传输速率高。极宽的带宽使UB具有很高的传输速率,一般情况下,其最大数据传输速度可以达到几百bps~1Gbps。美国英特尔公司于2002年4月在“IDF2002 Spring Japan”上对该技术进行了演示,在数米的距离内传输速率可达100bps。(4)隐蔽性好,安全性高。由于UB信号的带宽很宽,且发射功率很低,这必然使该项通信技术具有低截获能力LPD(L Prbability