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超宽带无线电
超宽带无线电
• 简介
• 跳时PPM UWB (脉冲无线电)
• 直接序列UWB(DS-UWB)
• 多频带UWB
UWB简介
• 超宽带无线通信系统基于20世纪60年代美国和苏联发展
的军用脉冲雷达技术。脉冲雷达或脉冲无线电发射非常
短的电磁脉冲,典型情况是长度小于1 ns (纳秒),不
需要载波信号,这么短的脉冲会使传输的有效带宽从
500 MHz到几个GHz 。
• 2002年,美国FCC开放7.5 GHz无线频谱用做UWB应用,
从3.1到10.6 GHz,并且采纳UWB的定义为:-3 dB点带宽
与中心频率相比最少为20%,最小带宽为500 MHz 。
• 既然UWB 占用了很宽的无线电频谱,那么就要求它在现
在或将来不会对其他射频传输设备产生干扰。为了达到
这种共存,FCC规定了严格的UWB发射EIRP限。
FCC UWB通带规范
E FCC15部分限制
I
R WSB通带
P
频 室内 3.1~10.6GHz
谱
密
度
(
d
B
m 室外
/
M
H
z
)
频率(GHz )
最大容许功率谱密度为-41.3dBm,低于FCC 15部分规定的非通信类
发射机(如电脑)的噪音功率限。
三种UWB数据通信应用
• 跳时脉冲位置调制(或脉冲无线电)
• 直接序列扩频UWB(DS-UWB)
• 多带UWB(Multiband-UWB, MB-UWB) (例如
多带OFDM )
跳时PPM UWB (脉冲无线电)
• 脉冲无线电(IR)用来指基于跳时和脉冲位置调
制的UWB无线电。数据以非连续的短脉冲序列
传输,每个用户的一个脉冲在每个跳时的帧长
为Tf 。在一个给定帧中,脉冲的额定传输时间
由PN码决定,通信信道中的每个用户都有一个
特定的PN码。
• 一个脉冲表示1还是0是由实际传输时间和额定
传输时间(脉冲位置调制)的关系决定。例如,
在一个超前/滞后PPM系统中,如果脉冲相对
于额定传输时间向前偏移表示1,则向后偏移
表示0 。
TH-PPM脉冲无线电传输中的脉冲序列
用户n 比特流=1101…
用户nTH码=2767
每比特传4个脉冲
额定脉冲传输时间
提前脉冲表示
滞后脉冲表示
直接序列UWB(DS-UWB)
• 直接序列,在4.2.5节中讨论的IEEE 802.11b和IEEE
802.11g物理层协议扩频技术时曾做过介绍,也可
以应用在UWB中。与用片码提高符号传输速率来
扩展载波频谱不同,UWB的频谱扩展是因为采用
很窄的脉冲传输符号。
• 片码承担多址接入任务,根据用户码字决定每个
用户发送或接收脉冲的准确时间。很多调制方法
(如PAM和PSM)可将数据流编码成脉冲流,但
是,DS-UWB还没有成为哪种无线网络应用的目标
技术。
多频带UWB
• 在多频带UWB中,把频带分成多个重叠或
相邻频带来实现超宽带,可以在所有可用
频带上同时工作。目前,这项技术的主要
应用实例是多带(MB)OFDM,正在被MB-
OFDM联盟(MB-OFDM Alliance, MBOA)大力
推广,并被认为是无线USB和无线火线接口
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