物联网与短距离无线通信技术[董健] 第八章.ppt

Thank you! 谢谢大家! 为了取得成功而需要打入的产品是从未集成过无线的产品(即PC、PDA和打印机等产品) （1）常用UWB基带窄脉冲波形 单周期高斯脉冲的时域波形和频域特性 UWB无线通信技术原理 脉冲无线电技术 一种频谱利用率高的UWB窄脉冲的时域波形和频域波形 UWB无线通信技术原理 脉冲无线电技术 （1）常用UWB基带窄脉冲波形 （2）UWB脉冲调制方式 UWB技术常用的脉冲调制方式包括脉位调制（PPM）、脉幅调制（PAM）和二相调制（BPSK）。 UWB无线通信技术原理 脉冲无线电技术 脉位调制（PPM）： 通过改变发射脉冲的时间间隔或发射脉冲相对于基准时间的位置来传递信息，它的优点就是简单，但是需要比较精确的时间控制。 （2）UWB脉冲调制方式 UWB无线通信技术原理 脉冲无线电技术 脉幅调制（PAM）： 通过改变脉冲幅度的大小来传递信息，它可以改变脉冲幅度的极性，也可以仅改变脉冲幅度的绝对值大小。 通常所讲的PAM只改变脉冲幅度的绝对值，即OOK（On-off Keying）。 UWB无线通信技术原理 脉冲无线电技术 （2）UWB脉冲调制方式 二相调制（BPSK）： BPSK通过改变脉冲的正负极性来调制二元信息，所有脉冲幅度的绝对值相同。使用二相调制的一个原因就是在抗噪性能上它有优于PPM的3dB增益。 （2）UWB脉冲调制方式 脉冲无线电技术 UWB无线通信技术原理 几种调制方式的比较 PAM、OOK和PPM共同的优点： 可以通过非相干检测恢复信息。 PAM和PPM还可以通过多个幅度调制或多个位置调制提高信息传输速率。 （2）UWB脉冲调制方式 UWB无线通信技术原理 脉冲无线电技术 PAM、OOK和PPM共同的缺点：经过这些方式调制的脉冲信号将出现线谱。线谱不仅使超宽带脉冲系统的信号难于满足一定的频谱要求，而且会降低功率的利用率。 BPM则可以避免线谱现象，并且是功率效率最高的脉冲调制技术。对于功率谱密度受约束和功率受限的超宽带脉冲无线系统，BPM是一种比较理想的脉冲调制技术。 （2）UWB脉冲调制方式 脉冲无线电技术 UWB无线通信技术原理 （3）UWB脉冲无线电系统 多址技术是指把处于不同地点的多个用户接入一个公共传输媒质，实现各用户之间通信的技术。 实际的多址技术有：跳频FH（Frequency Hopping），直扩DS（Direct Squence）。 直扩采用伪随机码进行扩频，跳频是用码序列构成跳频指令来控制频率合成器输出信号的频率。 脉冲无线电技术 UWB无线通信技术原理 多址与调制方式相结合，可以得到3种典型的超宽带脉冲无线电系统： TH-PPM TH-PAM DS-BPSK。 （3）UWB脉冲无线电系统 UWB无线通信技术原理 脉冲无线电技术 在2002年FCC规定了UWB通信的频谱使用范围和功率限制后，全球各大消费电子类公司及其研究人员从传统窄带无线通信的角度出发，提出了有别于基带窄脉冲形式的带通载波调制超宽带方案MB-OFDM（MultiBand OFDM）。 2005年3月，欧洲计算机制造商协会（ECMA）发布了基于MB-OFDM方案的ECMA-368和ECMA-369标准，于2007年通过ISO认证，成为第一个UWB的国际标准。 多带OFDM（MB-OFDM）UWB技术 UWB技术方案 UWB无线通信技术原理 OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing），正交频分复用 是一种MCM(Multi-Carrier Modulation，多载波调制)技术，其主要思想是，将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。 MB-OFDM 将频段分成多个528MHz的子频带，每个子频带采用OFDM方式，数据在每个子带上传输。  多带OFDM（MB-OFDM）UWB技术 UWB无线通信技术原理 UWB技术解决方案 ECMA-368协议 ECMA-368协议规定了用于高速短距离无线网络的UWB系统的物理层与MAC层的特性，使用频段为3.1～10.6GHz，最高速率可以达到480Mbit/s。 UWB技术解决方案 UWB无线通信技术原理 （1）帧结构 ECMA-368协议里的帧结构是由物理层汇聚协议（ PLCP ）前导、PLCP头和物理层服务数据单元（ PSDU ）三部分组成的PLCP协议数据单元（ PPDU ）。 UWB技