UWB技術(shù)分解課件

UWBUWB目次引言：無(wú)線通信研發(fā)的新熱點(diǎn)－UWB概念：無(wú)線通信的基本問(wèn)題與概念特點(diǎn)：有關(guān)UWB的ABC應(yīng)用：UWB通信的應(yīng)用技術(shù)：UWB的關(guān)鍵技術(shù)結(jié)語(yǔ)：幾點(diǎn)體會(huì)與建議目次引言：無(wú)線通信研發(fā)的新熱點(diǎn)－UWB2004年十大熱門技術(shù)之首UWB究竟是何方神圣？UWB可以追溯到一百年前波波夫和馬可尼發(fā)明越洋無(wú)線電報(bào)的時(shí)代。（spark－gap）現(xiàn)代意義上的超寬帶UWB無(wú)線技術(shù)(ImpulseRadio)，出現(xiàn)于1960年代。超寬帶(UWB)原來(lái)專屬軍方使用的技術(shù)，1998年FCC征詢用于民用的意見(jiàn)，2002年2月確定輻射模板正式將其解禁。2004年十大熱門技術(shù)之首UWB究竟是何方神圣？熱點(diǎn)：由來(lái)非正弦載波調(diào)制傳輸：第一個(gè)基于UWB無(wú)線電通信的脈沖技術(shù)為SparkGap無(wú)線電通信技術(shù)，主要用來(lái)傳送摩爾斯電碼。在1942年和1945年，DeRose和Hoeppner就相繼分別申請(qǐng)了隨機(jī)脈沖系統(tǒng)和脈沖通信系統(tǒng)的專利。但因二戰(zhàn)和機(jī)密原因，被美國(guó)政府封存，直到1954和1961年才先后予以公布。此后對(duì)于相控雷達(dá)的研究深化了脈沖無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展。1962年隨著HP采樣示波器面市，微波網(wǎng)絡(luò)基于脈沖的響應(yīng)能夠被直接觀察與研究，研究表明基于脈沖的傳送可廣泛用于雷達(dá)及其它種類的通信，并在70年代受到雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域研究人員的關(guān)注，應(yīng)用到雷達(dá)高精度測(cè)距和測(cè)角。熱點(diǎn)：由來(lái)非正弦載波調(diào)制傳輸：非正弦波形傳輸U(kuò)WB發(fā)射信號(hào)傳統(tǒng)無(wú)線發(fā)射信號(hào)非正弦波形傳輸U(kuò)WB發(fā)射信號(hào)傳統(tǒng)無(wú)線發(fā)射信號(hào)UWB(UltraWideband)無(wú)線通信是一種不用載波，而采用時(shí)間間隔極短(小于1ns)的脈沖進(jìn)行通信的方式.UWB（UltraWideband）是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。通過(guò)在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號(hào)，UWB能在10米左右的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)百M(fèi)bit/s至數(shù)Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。UWB又名超寬帶。UWB(UltraWideband)無(wú)線通信是一種不用載波第七章-UWB技術(shù)分解課件第七章-UWB技術(shù)分解課件第七章-UWB技術(shù)分解課件第七章-UWB技術(shù)分解課件第七章-UWB技術(shù)分解課件第七章-UWB技術(shù)分解課件第七章-UWB技術(shù)分解課件第七章-UWB技術(shù)分解課件第七章-UWB技術(shù)分解課件第七章-UWB技術(shù)分解課件熱點(diǎn)：由來(lái)80年代，UWB技術(shù)被看成基帶、無(wú)載波的脈沖技術(shù)。一直到1989年，美國(guó)國(guó)防部才采用UWB這個(gè)稱呼，此時(shí)對(duì)UWB及其相關(guān)方面的研究已經(jīng)近30年了。時(shí)隔這么多年后，在最近七八年中其它先進(jìn)的無(wú)線技術(shù)如藍(lán)牙技術(shù)、WiFi、WiMAX都先后面世，UWB為什么會(huì)重出江湖并引起如此密切的關(guān)注呢？熱點(diǎn)：由來(lái)80年代，UWB技術(shù)被看成基帶、無(wú)載波的脈沖技術(shù)。熱點(diǎn)：由來(lái)90年代以來(lái)，消費(fèi)者對(duì)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)和寬帶多媒體信息獲取的需求有爆炸性的增長(zhǎng)，超出了可用的無(wú)線系統(tǒng)傳輸能力。1996年，無(wú)線產(chǎn)業(yè)界討論各種小范圍無(wú)線網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的方案，包括IEEE802.11、藍(lán)牙、HomeRF、IEEE802.15等。由于缺乏國(guó)際通用的可用頻率，這些標(biāo)準(zhǔn)都工作在2.4GHz“ISM”免授權(quán)頻段，難免互相干擾，而且都不能傳輸如HDTV等市場(chǎng)需要的高速寬帶多媒體業(yè)務(wù)。這使得業(yè)界不得不去尋求更好的無(wú)線技術(shù)。

熱點(diǎn)：由來(lái)90年代以來(lái)，消費(fèi)者對(duì)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)和寬帶多媒體信息獲取熱點(diǎn)：由來(lái)UWB技術(shù)特點(diǎn)與時(shí)代需求的結(jié)合隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息傳輸從以文字為主過(guò)渡到以多媒體信息為主，因此對(duì)帶寬的要求就比較高；從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，可靠地傳輸視頻圖像所需的數(shù)據(jù)傳輸速度超過(guò)了藍(lán)牙與WiFi的能力；而且，數(shù)據(jù)傳輸速度越高，能量損耗也就越多，不便于便攜應(yīng)用。UWB技術(shù)卻令人驚訝地具有兩種優(yōu)點(diǎn)：一是很高的數(shù)據(jù)傳輸速度（×100），二是能量損耗很少（÷100）。熱點(diǎn)：由來(lái)UWB技術(shù)特點(diǎn)與時(shí)代需求的結(jié)合熱點(diǎn)：由來(lái)1950196019701980199020002003

相繼出現(xiàn)不同體制UWB應(yīng)用的芯片組和系統(tǒng)2002FCC允許UWB民用通信系統(tǒng)投入使用1998FCC發(fā)布UWB技術(shù)應(yīng)用調(diào)查通告1994

第一套公開(kāi)的UWB通信系統(tǒng)出現(xiàn)1990OSD/DARPA發(fā)布超寬帶技術(shù)評(píng)估報(bào)告1986

第一套”短脈沖”UWB通信系統(tǒng)問(wèn)世(Ross/Fontana)1974

第一個(gè)GPR系統(tǒng)問(wèn)世（Morey）1973

第一個(gè)UWB通信專利（Ross）1960sHarmuth、Ross、Robbins和Etten做了大量基礎(chǔ)研究1950sUWB技術(shù)始于微波網(wǎng)絡(luò)的瞬態(tài)響應(yīng)研究熱點(diǎn)：由來(lái)1950196019701980199020002熱點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)熱點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)熱點(diǎn)：產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)：產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)：產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)：產(chǎn)業(yè)UWB會(huì)議論文增長(zhǎng)情況UWB會(huì)議論文增長(zhǎng)情況目次引言：無(wú)線通信研發(fā)的新熱點(diǎn)－UWB概念：無(wú)線通信的基本問(wèn)題與概念特點(diǎn)：有關(guān)UWB的ABC應(yīng)用：UWB通信的應(yīng)用技術(shù)：UWB的關(guān)鍵技術(shù)結(jié)語(yǔ)：幾點(diǎn)體會(huì)與建議目次引言：無(wú)線通信研發(fā)的新熱點(diǎn)－UWB

有關(guān)無(wú)線通信的基本問(wèn)題與概念為什么會(huì)成為熱點(diǎn)？需求與資源的矛盾不斷增長(zhǎng)的服務(wù)速率

102Kbpsto102Mbps不斷增長(zhǎng)的服務(wù)業(yè)務(wù)

Voice,data,video,…不斷增長(zhǎng)的服務(wù)對(duì)象人、設(shè)備、….不斷增長(zhǎng)的服務(wù)要求隨時(shí)、隨地、….高清、定位、….日益缺乏的頻譜日益受限的功率日益敏感的價(jià)格UWBmightprovideanovelsolutiontoreusethespectruminpersonalareanetwork(PAN)有關(guān)無(wú)線通信的基本問(wèn)題與概念為什么會(huì)成為熱點(diǎn)？不斷增長(zhǎng)的服概念：帶寬什么是“帶寬”？“相對(duì)帶寬”與“絕對(duì)帶寬”兩種途徑提高載頻（高頻器件，分布參數(shù)，電磁設(shè)計(jì)）加大帶寬（寬帶系統(tǒng)，寬帶匹配，時(shí)域設(shè)計(jì)）概念：帶寬什么是“帶寬”？帶寬應(yīng)用的領(lǐng)域非常多，可以用來(lái)標(biāo)識(shí)信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸能力、標(biāo)識(shí)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)鏈路的數(shù)據(jù)量、標(biāo)識(shí)顯示器的顯示能力。1.在模擬信號(hào)系統(tǒng)又叫頻寬，是指在固定的時(shí)間可傳輸?shù)馁Y料數(shù)量，亦即在傳輸管道中可以傳遞數(shù)據(jù)的能力。通常以每秒傳送周期或赫茲(Hz)來(lái)表示。2.在數(shù)字設(shè)備中，帶寬指單位時(shí)間能通過(guò)鏈路的數(shù)據(jù)量。通常以bps來(lái)表示，即每秒可傳輸之位數(shù)。帶寬應(yīng)用的領(lǐng)域非常多，可以用來(lái)標(biāo)識(shí)信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸能力、標(biāo)概念：容量信息是通過(guò)“信道”傳輸?shù)男诺赖淖畲笮畔鬏斄繛椤靶诺廊萘俊眰鹘y(tǒng)的系統(tǒng)通常是在帶寬（B)受限的前提下，提高改善信噪比提高容量；UWB系統(tǒng)則是通過(guò)增加帶寬來(lái)提高容量。但是，增加B并不能無(wú)限地增加容量。Cmax=1.44S/no概念：容量信息是通過(guò)“信道”傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)的系統(tǒng)通常是在帶寬（B帶寬意味著什么？高傳輸速率高可靠傳輸高時(shí)間分辨率高空間分辨率帶寬意味著什么？概念：兼容帶寬與功率的互換性帶寬從哪里來(lái)？重用！54321fGHzGPSBlutooth802.11bHomeRFPCSSatelliteFuture802.11aHiperLAN功率譜密度(dBm/MHz)-75.3-41.3概念：兼容帶寬與功率的互換性54321fGHzGPSBlut目次引言：無(wú)線通信研發(fā)的新熱點(diǎn)－UWB概念：無(wú)線通信的基本問(wèn)題與概念特點(diǎn)：有關(guān)UWB的ABC應(yīng)用：UWB通信的應(yīng)用技術(shù)：UWB的關(guān)鍵技術(shù)結(jié)語(yǔ)：幾點(diǎn)體會(huì)與建議目次引言：無(wú)線通信研發(fā)的新熱點(diǎn)－UWB定義TimeFrequency-20-100絕對(duì)帶寬(DARPA)絕對(duì)帶寬(FCC)中心頻率頻率軸歸一化功率譜（dB）分?jǐn)?shù)帶寬（FBW）＝絕對(duì)帶寬/中心頻率DARPA：FBW>25％（－20dB）FCC：FBW>20％或者絕對(duì)帶寬>0.5GHz（－10dB）這樣的系統(tǒng)被定義為UWB系統(tǒng)時(shí)域波形信號(hào)頻譜定義TimeFrequency-20-100絕對(duì)帶寬(DAR優(yōu)點(diǎn)１．頻譜利用率高

ＵＷＢ－ＲＴ不需要產(chǎn)生正弦載波信號(hào)，可以直接發(fā)射沖激脈沖序列，因而具有很寬的頻譜和很低的平均功率，有利于與其它系統(tǒng)共存，從而提高頻譜利用率。２．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

ＵＷＢ－ＲＴ不需要正弦波調(diào)制和上、下變頻，也不需要本地振蕩器、功放和混頻器等，因此體積小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。ＵＷＢ－ＲＴ信號(hào)的處理也比較簡(jiǎn)單，只需要使用很少的射頻或微波器件；射頻設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)的頻率自適應(yīng)能力強(qiáng)。３．成本低

將脈沖發(fā)射機(jī)和接收機(jī)前端集成到一個(gè)芯片上，再加上時(shí)間基和控制器，就可以構(gòu)成一部ＵＷＢ通信設(shè)備，因此其成本低。４．系統(tǒng)安全性能好

由于ＵＷＢ－ＲＴ信號(hào)采用了跳時(shí)擴(kuò)頻，其射頻帶寬可以達(dá)到１ＧＨｚ以上，它的發(fā)射功率譜密度很低，信號(hào)隱蔽在環(huán)境噪聲和其它信號(hào)之中，用傳統(tǒng)的接收機(jī)無(wú)法接收和識(shí)別，必須采用與發(fā)端一致的擴(kuò)頻碼脈沖序列才能進(jìn)行解調(diào)，因此增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。５．抗多徑衰落能力強(qiáng)

ＵＷＢ－ＲＴ信號(hào)的衰落比較低，有很強(qiáng)的抗多徑衰落的能力。６．系統(tǒng)容量大

ＵＷＢ－ＲＴ信號(hào)的高帶寬帶來(lái)了極大的系統(tǒng)容量，由于ＵＷＢ－ＲＴ信號(hào)發(fā)射的沖激脈沖占空比極低，系統(tǒng)有很高的增益和很強(qiáng)的多徑分辨力，所以系統(tǒng)容量比其它的無(wú)線技術(shù)都高。７．其他

由于ＵＷＢ－ＲＴ信號(hào)的擴(kuò)頻處理增益比較大，即使采用低增益的全向天線，也可使用小于１ｍＷ的發(fā)射功率實(shí)現(xiàn)幾公里內(nèi)的通信。如此低的發(fā)射功率延長(zhǎng)了系統(tǒng)電源的使用時(shí)間，非常適合移動(dòng)通信設(shè)備的應(yīng)用。有研究表明，使用ＵＷＢ－ＲＴ的手機(jī)其待機(jī)時(shí)間可達(dá)６個(gè)月；而且其低輻射功率可以避免過(guò)量的電磁波輻射對(duì)人體的傷害。優(yōu)點(diǎn)１．頻譜利用率高

ＵＷＢ－ＲＴ不需要產(chǎn)生正弦載波信號(hào)，可目次引言：無(wú)線通信研發(fā)的新熱點(diǎn)－UWB概念：無(wú)線通信的基本問(wèn)題與概念特點(diǎn)：有關(guān)UWB的ABC應(yīng)用：UWB通信的應(yīng)用技術(shù)：UWB的關(guān)鍵技術(shù)結(jié)語(yǔ)：幾點(diǎn)體會(huì)與建議目次引言：無(wú)線通信研發(fā)的新熱點(diǎn)－UWB三類應(yīng)用的初步規(guī)范2002年4月，F(xiàn)CC公布了超寬帶設(shè)備在三類民用領(lǐng)域應(yīng)用的初步規(guī)范，規(guī)定了工作頻段、功率限制、開(kāi)放范圍和使用對(duì)象。三類超寬帶設(shè)備為:成像系統(tǒng)包括透地探測(cè)雷達(dá)（GPRS）、墻內(nèi)、穿墻和醫(yī)用成像以及監(jiān)視設(shè)備；車輛雷達(dá)系統(tǒng)通信系統(tǒng)這些設(shè)備的功率和頻譜都受到嚴(yán)格的限制，只能作用于短距離、小范圍。但FCC指出，今后經(jīng)過(guò)更充分的測(cè)試和研究，有可能有條件地逐步放寬對(duì)超寬帶設(shè)備應(yīng)用的限制。

三類應(yīng)用的初步規(guī)范2002年4月，F(xiàn)CC公布了超寬帶設(shè)備在三UWB在工作時(shí)可以發(fā)送出大量的非常短、非?？斓哪芰棵}沖，這些脈沖都是經(jīng)過(guò)精確計(jì)算的，每個(gè)只有幾個(gè)毫微秒長(zhǎng)，它將會(huì)為無(wú)線局域網(wǎng)和個(gè)人域網(wǎng)接入技術(shù)帶來(lái)低功耗、高帶寬并且相對(duì)簡(jiǎn)單的無(wú)線通信技術(shù)。UWB技術(shù)解決了困擾傳統(tǒng)無(wú)線技術(shù)多年的有關(guān)傳播方面的重大難題，它開(kāi)發(fā)了一個(gè)具有對(duì)信道衰落不敏感、發(fā)射信號(hào)功率譜密度低，有低截獲能力，系統(tǒng)復(fù)雜度低，能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)點(diǎn)。UWB尤其適用于室內(nèi)等密集場(chǎng)所的高速無(wú)線接入和軍事通信應(yīng)用中。UWB在工作時(shí)可以發(fā)送出大量的非常短、非?？斓哪芰棵}沖，這些超寬帶與WLAN技術(shù)的比較，由圖可見(jiàn)距離在20米以內(nèi)和85米以外，采用相應(yīng)合適的超寬帶技術(shù)在速度、容量、功耗和成本上可優(yōu)于無(wú)線局域網(wǎng),而距離在20～85米之間，WLAN具有優(yōu)勢(shì)。超寬帶與WLAN技術(shù)的比較，由圖可見(jiàn)距離在20米以內(nèi)和85第七章-UWB技術(shù)分解課件缺點(diǎn)UWB也有其目前本身還未克服的、致命的缺點(diǎn)：有效范圍太小，10米左右；在傳輸速度為100Mbps時(shí)，其有效范圍勉強(qiáng)達(dá)到20米左右，也就是說(shuō)其用武之地太小。就是因?yàn)檫@個(gè)要命的有效范圍，UWB要想大規(guī)模地走向商用還不大現(xiàn)實(shí)。缺點(diǎn)UWB也有其目前本身還未克服的、致命的缺點(diǎn)：有效范圍太小超寬帶無(wú)線技術(shù)以極寬的頻帶換取高速、大容量、低功耗和低成本的優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)相同作用范圍10米的超寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)，其速率可達(dá)到無(wú)線局域網(wǎng)802.11b的10倍，藍(lán)牙(Bluetooth)的100倍，而其平均功率僅為上述系統(tǒng)的1/10～1/100，而且還具有更低的成本。超寬帶無(wú)線技術(shù)以極寬的頻帶換取高速、大容量、低功耗和低成本的各種短距離無(wú)線通信系統(tǒng)的空間通信容量，可見(jiàn)超寬帶通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是非常顯著的。各種短距離無(wú)線通信系統(tǒng)的空間通信容量，可見(jiàn)超寬帶通信系統(tǒng)的優(yōu)2004年5月在北京海爾與飛思卡爾(Freescale)共同展示了應(yīng)用無(wú)線UWB技術(shù)將數(shù)碼攝錄機(jī)與等離子平板電視的無(wú)線連接。這是首款采用DS-UWB融入家庭影像設(shè)備的全功能模式。2004年5月在北京海爾與飛思卡爾(Freescale)InformationServices

Info-stationconceptRoadside‘markers’containingUWBtransmitters.Shortburstofveryhighratedata(100sofMbpsfor1-3secatatime)Messagescouldcontainroadconditions,construction,weatheradvisories.Allowforemergencyassistancecommunication.InformationServices Info-statInformationServices

Info-stationconceptServicestationWhile,pumpinggas,latestvideo/movieorothercontentcouldpurchasedfordownloadandviewinglaterathomeorbypassengersinthevehicle.InformationServices Info-statVehicularRadarCollisionAvoidance/DetectionDriveraid/alerttoavoidcollisions.Aidforairbag/restraintdeploymentResolutiontodistinguishcars/people/animals/polesonornearroadVehicularRadarCollisionAvoidVehicularRadarRoadConditionsSensingVehicularRadarRoadConditionsCollisionAvoidanceExampleFromMultispectralSolutionsC-bandUWBbackupsensor

(notFCCvehicularradarband)600MHzinstantaneousBWHigh-speed,dualtunneldetectorRange1-50feetagainsthumantarget1-200feetagainstpickuptruckClutterresistantExtremelylowfalsealarmrateCollisionAvoidanceExampleFroUWB的主要市場(chǎng)在家庭與其他無(wú)線技術(shù)WLAN、藍(lán)牙相比，UWB較適合家庭無(wú)線消費(fèi)市場(chǎng)的需求，例如取代USB作為外設(shè)的接口、把DVD機(jī)播放的視頻流傳輸?shù)礁舯诜块g的電視或PC機(jī)上、在小型公司內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)取Ｓ械膶＜翌A(yù)測(cè)，家用市場(chǎng)將是UWB大顯身手的舞臺(tái)。nstat/MDR公司預(yù)測(cè)，家庭網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)將于2007年增長(zhǎng)至53億美元，其中家庭多媒體無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將占約49%。今年5月海爾、三星和GlobalSun等公司已采用飛思卡爾半導(dǎo)體的UWB技術(shù)在手持?jǐn)z像機(jī)與等離子電視之間實(shí)現(xiàn)無(wú)線視頻流傳輸。2004年4月，英特爾于進(jìn)行了速率為480Mbit/s的無(wú)線傳送試驗(yàn)。日本的情報(bào)通信綜合研究所(NTCT)5月利用其試制的UWB無(wú)線傳送裝置成功進(jìn)行了速率最大為320Mbit/s的數(shù)據(jù)傳送試驗(yàn)。UWB的主要市場(chǎng)在家庭與其他無(wú)線技術(shù)WLAN、藍(lán)牙相比，U火爆應(yīng)用-幻景還是真實(shí)需求？UWB和802.11n都強(qiáng)調(diào)要瞄準(zhǔn)家庭多媒體應(yīng)用，但是，家庭中是否真的需要這種應(yīng)用還有待研究。目前，在收看數(shù)字電視節(jié)目時(shí)，多是機(jī)頂盒通過(guò)線纜和電視機(jī)或其他設(shè)備連接，未來(lái)，家庭中真的需要通過(guò)無(wú)線方式來(lái)傳輸這些信號(hào)嗎？還有，各種高速無(wú)線協(xié)議在家庭中應(yīng)用，是否有干擾或安全方面的影響？這些都將左右UWN或WLAN的應(yīng)用?；鸨瑧?yīng)用-幻景還是真實(shí)需求？UWB和802.11n都強(qiáng)調(diào)要目次引言：無(wú)線通信研發(fā)的新熱點(diǎn)－UWB概念：無(wú)線通信的基本問(wèn)題與概念特點(diǎn)：有關(guān)UWB的ABC應(yīng)用：UWB通信的應(yīng)用技術(shù)：UWB的關(guān)鍵技術(shù)結(jié)語(yǔ)：幾點(diǎn)體會(huì)與建議目次引言：無(wú)線通信研發(fā)的新熱點(diǎn)－UWBUWB通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)脈沖產(chǎn)生技術(shù)脈沖調(diào)制技術(shù)脈沖檢測(cè)技術(shù)天線技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)電磁兼容技術(shù)電波傳播技術(shù)UWB通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)脈沖產(chǎn)生技術(shù)脈沖波形UWB依賴脈沖串傳遞信息，因此，脈沖波形的特征及設(shè)計(jì)是UWB系統(tǒng)重要的研究?jī)?nèi)容之一。根據(jù)頻譜特性，超寬帶脈沖可以分為兩大類：基帶脈沖，該類脈沖包含從低頻到高達(dá)幾個(gè)GHz頻率的連續(xù)帶寬；如矩形脈沖、高斯脈沖、高斯單脈沖和瑞利單脈沖等。矩形脈沖和高斯脈沖具有很大的直流分量，工程應(yīng)用價(jià)值不大。工程上常用對(duì)高斯脈沖求一階導(dǎo)數(shù)獲得瑞利單脈沖，求二階導(dǎo)數(shù)獲得高斯單脈沖。高斯單脈沖更適合作為傳遞信息的超寬帶脈沖。特殊脈沖，即滿足特定頻譜要求的脈沖，例如，為了滿足FCC規(guī)定的頻譜特性或抑制窄帶干擾而設(shè)計(jì)的特殊脈沖，一般通過(guò)特殊設(shè)計(jì)或?yàn)V波獲得。例如，用漢明窗調(diào)制載波的方法，漢明窗超寬帶脈沖中心頻率和帶寬可以方便地通過(guò)參數(shù)調(diào)節(jié)獲得。脈沖波形UWB依賴脈沖串傳遞信息，因此，脈沖波形的特征及設(shè)計(jì)調(diào)制技術(shù)在超寬帶脈沖無(wú)線系統(tǒng)中，信息是調(diào)制在脈沖上傳遞的，既可以用單個(gè)脈沖傳遞不同的信息，也可以使用多個(gè)脈沖傳遞相同的信息。調(diào)制技術(shù)在超寬帶脈沖無(wú)線系統(tǒng)中，信息是調(diào)制在脈沖上傳遞的，既1．單脈沖調(diào)制對(duì)于單個(gè)脈沖，脈沖的幅度、位置和極性變化都可以用于傳遞信息。經(jīng)典的單脈沖調(diào)制技術(shù)包括：脈沖幅度調(diào)制(PAM)脈沖位置調(diào)制(PPM)二相調(diào)制(BPM)開(kāi)關(guān)鍵控(OOK)1．單脈沖調(diào)制對(duì)于單個(gè)脈沖，脈沖的幅度、位置和極性變化都可脈沖調(diào)制技術(shù)從UWB脈沖極性上來(lái)分，有單極性(mono-phase)、雙極性(Bi-phase)和多極性(multi-phase)調(diào)制。單極性調(diào)制中接收機(jī)從脈沖的幅度、到達(dá)時(shí)間或脈沖間隔時(shí)間、脈沖有無(wú)來(lái)區(qū)分信息，分別稱為脈沖幅度調(diào)制（PAM）、脈沖位置調(diào)制（PPM）和開(kāi)關(guān)鍵控（OOK）；雙極性調(diào)制，利用脈沖的正負(fù)極性來(lái)表示“0”和“1”，與單極性調(diào)制相比，脈沖與脈沖可以連續(xù)發(fā)射，允許更長(zhǎng)的碼字，具有更高的效率、更佳的抗干擾和多徑能力，技術(shù)也更復(fù)雜。多極性調(diào)制技術(shù)最復(fù)雜，成本最高，應(yīng)用受到限制。PAMPPMOOKBi-phase脈沖調(diào)制技術(shù)從UWB脈沖極性上來(lái)分，有單極性(mono-phPPM檢測(cè)UWB系統(tǒng)采用相關(guān)接收技術(shù)，相關(guān)器用準(zhǔn)備好的模板波形乘以接收到的射頻信號(hào)，再積分就得到一個(gè)直流輸出電壓。相關(guān)器實(shí)質(zhì)上是改進(jìn)了的延遲探測(cè)器，模板波形匹配時(shí)，相關(guān)器的輸出結(jié)果量度了接收到的單周期脈沖和模板波形的相對(duì)時(shí)間位置差。右圖顯示了不同位置脈沖經(jīng)相關(guān)器后的波形走勢(shì)，750ns后的穩(wěn)定波形是輸出結(jié)果。PPM檢測(cè)UWB系統(tǒng)采用相關(guān)接收技術(shù)，相關(guān)器用準(zhǔn)備好的模板波2．多脈沖調(diào)制為了降低脈沖的幅度或提高抗干擾性能，往往采用多個(gè)脈沖傳遞相同的信息，調(diào)制過(guò)程可以分兩步：第一步為每組脈沖內(nèi)部單個(gè)脈沖的調(diào)制，稱為擴(kuò)譜(SpreadSpectrum)跳時(shí)擴(kuò)譜(TH-SS)－PPM直接序列擴(kuò)譜(DS-SS)－BPM第二步為每組脈沖作為整體被調(diào)制。每組脈沖作為整體通?？梢圆捎肞AM、PPM或BPM調(diào)制。把第一步和第二步組合起來(lái)可得到TH-SSPPM、DS-SSPPM、TH-SSPAM、DS-SSPAM、TH-SSBPM和DS-SSBPM等。多脈沖調(diào)制不僅通過(guò)提高脈沖重復(fù)頻率來(lái)降低單個(gè)脈沖的幅度或發(fā)射功率，更重要的是，多脈沖調(diào)制可以利用不同用戶使用的SS序列之間的正交性實(shí)現(xiàn)多用戶干擾抑制，也可以利用SS序列的偽隨機(jī)性實(shí)現(xiàn)窄帶干擾抑制。2．多脈沖調(diào)制為了降低脈沖的幅度或提高抗干擾性能，往往采用信道傳輸與調(diào)制基帶傳輸載波傳輸信道傳輸與調(diào)制基帶傳輸U(kuò)WB信號(hào)形式可分為兩大類：基帶窄脈沖形式，窄脈沖序列攜帶信息，直接通過(guò)天線傳輸，不需要對(duì)正弦載波進(jìn)行調(diào)制，采用時(shí)域信號(hào)處理方式，這種傳輸方式在中低速應(yīng)用時(shí)具有系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低、功耗小、抗多徑能力強(qiáng)、空間/時(shí)間分辨率高、具穿透性、不易被截獲/檢測(cè)、隱秘安全等優(yōu)點(diǎn)，是超寬帶技術(shù)早期發(fā)展首先采用的方式。

帶通載波調(diào)制方式，可以采用不同的無(wú)線傳輸技術(shù)，如OFDM、DS-CDMA等，有利于實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率低功率傳輸，適用于短距離室內(nèi)高速率傳輸?shù)膽?yīng)用，是目前高速多媒體智能家庭/辦公室網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的優(yōu)選技術(shù)。UWB信號(hào)形式可分為兩大類：基帶傳輸脈沖無(wú)線電UWB

使用一連串的短脈沖來(lái)建構(gòu)單一基本脈沖波型。脈沖短波長(zhǎng)度為0.2ns至1ns，脈沖重復(fù)間隔可至25ns至1ms（占空比1/1000左右）。這種模式讓每個(gè)脈沖之間出現(xiàn)較長(zhǎng)的無(wú)訊號(hào)狀態(tài)，讓每個(gè)頻道脈沖反應(yīng)能逐漸衰減至零，并將字符間干擾降至可忽略的程度，因此不需要使用均衡器?；鶐鬏斆}沖無(wú)線電UWB

使用一連串的短脈沖來(lái)建構(gòu)單一基脈沖產(chǎn)生器碼產(chǎn)生器時(shí)鐘振蕩器數(shù)據(jù)輸入調(diào)制可編程定時(shí)延遲乘法器積分器S/H脈沖產(chǎn)生器基帶信號(hào)處理可編程定時(shí)延遲時(shí)鐘振蕩器碼產(chǎn)生器數(shù)據(jù)輸出相關(guān)器接收機(jī)發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)不含功放，由脈沖產(chǎn)生器產(chǎn)生所需功率可編程延時(shí)受控于偽隨機(jī)時(shí)間編碼和時(shí)間調(diào)制精密定時(shí)器的時(shí)間分辨度約為幾個(gè)皮秒相關(guān)器進(jìn)行“乘-積分-跟蹤/保持”處理基帶信號(hào)處理器包含鎖定時(shí)間編碼序列的跟蹤環(huán)路，對(duì)時(shí)間調(diào)制進(jìn)行解調(diào)/解碼，并且提取截獲和跟蹤信號(hào)去控制可編程時(shí)間延遲。接收機(jī)系統(tǒng)框圖及其特點(diǎn)基帶傳輸脈沖產(chǎn)生器碼產(chǎn)生器時(shí)鐘振蕩器數(shù)據(jù)輸入調(diào)制可編程定時(shí)延遲乘法器時(shí)延模板積分器相關(guān)器方案產(chǎn)生模板信號(hào)利用發(fā)射參考信號(hào)利用PN碼序列

以右上圖為例，平均重復(fù)周期為100ns，超前100ps發(fā)射時(shí)表示數(shù)字“0”，滯后100ps發(fā)射時(shí)表示“1”。在接收端，相關(guān)器對(duì)脈沖出現(xiàn)的早晚進(jìn)行探測(cè)，當(dāng)接收脈沖早1/4個(gè)脈沖，相關(guān)器輸出為“＋1”，當(dāng)接收脈沖晚1/4個(gè)脈沖，相關(guān)器輸出為“－1”，當(dāng)接收脈沖在相關(guān)窗口中心到達(dá)，則輸出為“0”。相關(guān)器輸出100ns100ps位置調(diào)制δ01基帶傳輸時(shí)延模板積分器相關(guān)器方案以右上圖為例，平均重復(fù)周期基帶傳輸無(wú)需射頻模塊，收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)功耗小可通過(guò)全數(shù)字的軟件無(wú)線電的技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)極窄脈沖使得信道中的多個(gè)反射能夠被獨(dú)立地分辨出來(lái)，因此對(duì)多徑衰落存在固有的魯棒性可以動(dòng)態(tài)的調(diào)整數(shù)據(jù)率含較多低頻分量，在FCC規(guī)定下頻譜效率不高在實(shí)現(xiàn)高速（100Mbps以上）超寬帶通信時(shí)，對(duì)硬件處理速度要求較高基帶傳輸無(wú)需射頻模塊，收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)功耗小載波傳輸調(diào)制載波的超寬帶，即將超寬帶信號(hào)搬移到合適的頻段進(jìn)行傳輸，具有頻譜資源利用靈活、效率高、技術(shù)成熟度高等優(yōu)點(diǎn)。調(diào)制載波的超寬帶系統(tǒng)，根據(jù)頻譜使用方式不同，可以分為單帶方式和多帶（MB）方式；根據(jù)采用的關(guān)鍵技術(shù)的不同，可以分為直接序列－碼分多址（DS-CDMA）方案、正交頻分復(fù)用（OFDM）方案等。載波傳輸調(diào)制載波的超寬帶，即將超寬帶信號(hào)搬移到合適的頻段進(jìn)行載波傳輸調(diào)制載波的超寬帶通信系統(tǒng)，在原理、結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)有很多相似之處，因此，目前應(yīng)用于傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的各種先進(jìn)技術(shù)，如CDMA、OFDM、多輸入/多輸出（MIMO）、Turbo檢測(cè)等，都可以應(yīng)用在調(diào)制載波的超寬帶系統(tǒng)中。但是，超寬帶信號(hào)的超寬帶特性，又使這些技術(shù)的應(yīng)用有不少與傳統(tǒng)應(yīng)用方式不同的地方。目前，在IEEE802.15.3a進(jìn)行的高速無(wú)線個(gè)域網(wǎng)（HR－WPAN）物理層技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作中，采用了超寬帶技術(shù)，并已從眾多的提案中，通過(guò)比較和合并，形成了兩個(gè)主要的候選方案：Motorola等公司支持的DS-CDMA方案和Intel等公司支持的MB-OFDM方案。最后的標(biāo)準(zhǔn)化工作尚在進(jìn)行之中。載波傳輸調(diào)制載波的超寬帶通信系統(tǒng)，在原理、結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)的通信單帶載波傳輸：DS-CDMADS-CDMA方案將FCC規(guī)定的3.1～10.6GHz的可用頻段劃分為高、低兩個(gè)頻段，分別為3.1～5.15GHz（低頻段）和5.825～10.6GHz（高頻段），分別或同時(shí)使用。兩個(gè)頻段之間的部分沒(méi)有利用，是為了避免與使用U-NII頻段的其他系統(tǒng)，如802.11a系統(tǒng)的相互干擾。單獨(dú)使用低頻段，可實(shí)現(xiàn)28.5M～400Mbps的傳輸速率；單獨(dú)使用高頻段，可實(shí)現(xiàn)57M～800Mbps的傳輸速率；兩個(gè)頻段同時(shí)使用，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)1.2Gbps的傳輸速率。圖1為DS-CDMA系統(tǒng)的發(fā)射端框圖。與一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)一樣，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)信道編碼、調(diào)制、擴(kuò)頻、星座映射和脈沖成形，成為基帶模擬信號(hào)，再調(diào)制載波，然后通過(guò)天線發(fā)射到空中。在不同的系統(tǒng)速率配置下，信道編碼采用不同的方案，包括卷積碼、Reed-Solomon（RS）碼和級(jí)聯(lián)碼。信道交織采用卷積交織。系統(tǒng)中采用了M－進(jìn)制雙正交鍵控（M-BOK）的聯(lián)合編碼擴(kuò)頻調(diào)制方案。單帶載波傳輸：DS-CDMADS-CDMA方案將FCC規(guī)定的單帶載波傳輸：DS-CDMA系統(tǒng)的超寬帶特性主要體現(xiàn)在其參數(shù)配置上。下表為信息速率為114Mbps時(shí)的系統(tǒng)參數(shù)配置。從表中可以看到，RRC脈沖的帶寬為1.368GHz，碼片速率為1.368Gcps，都遠(yuǎn)高于一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。系統(tǒng)使用低頻段，載波中心頻率為4.104GHz，相對(duì)帶寬為1/3，也遠(yuǎn)大于一般的通信系統(tǒng)。調(diào)制方式為最簡(jiǎn)單的二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）。使用超寬的頻帶、簡(jiǎn)單的低階調(diào)制方式，實(shí)現(xiàn)高的信息傳輸速率，正是超寬帶通信的主要特點(diǎn)之一。DS-CDMA方案可以支持最多8個(gè)Piconet同時(shí)工作，其中4個(gè)工作在低頻段，另4個(gè)工作在高頻段。同一頻段的4個(gè)Piconet使用不同的擴(kuò)頻碼集合以相互區(qū)分。在一個(gè)Piconet內(nèi)部，各個(gè)用戶以時(shí)分多址（TimeDivisionMultipleAccess,TDMA）的方式共享信道，與802.15.3的媒體接入控制（MediaAccessControl,MAC）層協(xié)議兼容。單帶載波傳輸：DS-CDMA系統(tǒng)的超寬帶特性主要體現(xiàn)在其參數(shù)單帶載波傳輸：DS-CDMA系統(tǒng)實(shí)例——Xtreme公司套片（Freescale）單帶載波傳輸：DS-CDMA系統(tǒng)實(shí)例——Xtreme公司套片多帶載波傳輸基本思想將頻帶劃分為多個(gè)>500MHz的子頻帶基于原有的無(wú)線通信的原則設(shè)計(jì)各子頻帶信號(hào)多帶載波傳輸基本思想多帶載波傳輸多頻帶UWB(跳頻)

在數(shù)GHz的頻譜上直接建立UWB訊號(hào)所衍生的各種建置問(wèn)題，可以執(zhí)行一套2階段的步驟加以解決，首先建立一套占用500MHz頻寬的調(diào)制機(jī)制，其次針對(duì)訊號(hào)套用跳頻技術(shù)得到最終的傳輸頻寬。上述所有調(diào)制機(jī)制都可再套用跳頻機(jī)制來(lái)擴(kuò)增頻寬。這種模式成為業(yè)界所稱的多頻帶。多帶載波傳輸多頻帶UWB(跳頻)

在數(shù)GHz的頻譜上直接多帶載波傳輸：MB-OFDMMB-OFDM方案為一種多帶超寬帶系統(tǒng)方案。它將3.1G～10.6GHz的可用頻譜劃分為13個(gè)子頻帶，每個(gè)子頻帶的寬度為528MHz。根據(jù)目前的需要和硬件實(shí)現(xiàn)水平，采用了兩種子頻帶配置方案，一種是3帶方案，使用子頻帶1～3，另一種是7帶方案，使用子頻帶1～3和6～9，可以實(shí)現(xiàn)480Mbps的信息傳輸速率。以后通過(guò)使用更多的子頻帶，還可以實(shí)現(xiàn)更高的速率。7帶方案中沒(méi)有使用子頻帶4、5，是為了避免和U-NII頻段設(shè)備的相互干擾。系統(tǒng)采用時(shí)頻交織的方式，在每個(gè)子頻帶中傳輸OFDM信號(hào)。比如當(dāng)采用3帶方案時(shí)，第1、2、3、4、5、6個(gè)OFDM符號(hào)分別在子頻帶1、2、3、1、2、3中傳輸，依此類推。通過(guò)時(shí)頻交織，可以支持多個(gè)Piconet同時(shí)工作。圖2為MB-OFDM方案的發(fā)射端框圖。與一般的OFDM系統(tǒng)相似，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信道編碼、交織、QPSK調(diào)制后，進(jìn)行串并變換、快速Fourier反變換（IFFT）和并串變換，然后加上循環(huán)前綴和保護(hù)間隔，生成OFDM符號(hào)，接著經(jīng)過(guò)數(shù)模變換器（DAC）和低通濾波器（圖中未畫(huà)出）得到基帶模擬信號(hào)。另一方面，時(shí)頻碼產(chǎn)生器產(chǎn)生變化的子頻帶編號(hào)，選擇不同的載波中心頻率，不同的OFDM符號(hào)調(diào)制不同的載波，實(shí)現(xiàn)時(shí)頻交織。在超寬帶系統(tǒng)中采用OFDM技術(shù)，能夠簡(jiǎn)單、有效地收集密集多徑信道中的信號(hào)能量，能進(jìn)一步提高頻譜利用效率和利用靈活性，從而提高系統(tǒng)的性能。多帶載波傳輸：MB-OFDMMB-OFDM方案為一種多帶超寬多帶載波傳輸：MB-OFDM多帶載波傳輸：MB-OFDM多帶載波傳輸系統(tǒng)具有自適應(yīng)功能并可升級(jí)可以適應(yīng)不同國(guó)家的無(wú)線電管理?xiàng)l例；采用多頻帶方案，可以使得系統(tǒng)更有效的與現(xiàn)有系統(tǒng)（例如IEEE802.11a）共存；多頻帶的各個(gè)子帶技術(shù)都是基于傳統(tǒng)的通信方案?jìng)鬏數(shù)?，因此有利于?shí)現(xiàn)商業(yè)化。

多帶載波傳輸系統(tǒng)具有自適應(yīng)功能并可升級(jí)標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)2003年12月，IEEE有關(guān)UWB標(biāo)準(zhǔn)的大討論，讓許多無(wú)線芯片提供商焦躁不安。一方是MBOA的標(biāo)準(zhǔn)，另一方是以摩托羅拉為首的DS-SS(CDMA)標(biāo)準(zhǔn)。前者采用多頻帶方式，后者則為單頻帶方式。MBOA聯(lián)盟的成員包括Intel、TI、Philips等。聯(lián)盟曾對(duì)外表示計(jì)劃將在2004年5月正式發(fā)表其針對(duì)下一代無(wú)線技術(shù)--UWB的標(biāo)準(zhǔn)，2004年第四季度發(fā)布其標(biāo)準(zhǔn)下的UWB芯片樣片，在2005年第二季度預(yù)計(jì)使用該標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線技術(shù)的產(chǎn)品將會(huì)上市。而摩托羅拉一方也不甘示弱。飛思卡爾半導(dǎo)體已經(jīng)推出了目前業(yè)界唯一實(shí)現(xiàn)正常操作的UWB方案和最新的移動(dòng)多媒體技術(shù)（Freescale的UWB芯片XS110通過(guò)FCC認(rèn)證，成為第一家可以將超寬帶技術(shù)應(yīng)用到通信領(lǐng)域110Mbps的公司），其中包括UWBXtremeSpectrum芯片組、移動(dòng)平臺(tái)架構(gòu)MXC以及視頻技術(shù)的i.MX21的應(yīng)用處理器。在2004年的國(guó)際消費(fèi)電子展上，韓國(guó)三星公司展示了采用UWBXtremeSpectrum芯片組的無(wú)線電視廣播系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)2003年12月，IEEE有關(guān)UWB標(biāo)準(zhǔn)的大討論，讓UWB天線技術(shù)寬帶偶極子天線TEM喇叭寬頻帶微帶天線與陣列加脊喇叭對(duì)數(shù)周期天線螺旋天線UWB天線技術(shù)寬帶偶極子天線TEM喇叭寬頻帶微帶天線與陣列UWB天線技術(shù)UWB天線技術(shù)電磁兼容技術(shù)與設(shè)計(jì)UWB系統(tǒng)之間及其與現(xiàn)有系統(tǒng)之間的共存問(wèn)題成為超寬帶脈沖系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。解決途徑有:特殊的脈沖設(shè)計(jì)例如，設(shè)計(jì)具有帶寬限制的脈沖避免窄帶干擾對(duì)超寬帶信號(hào)的影響。而設(shè)計(jì)正交脈沖則可以解決多個(gè)超寬帶系統(tǒng)共存的問(wèn)題。多脈沖調(diào)制技術(shù)可以通過(guò)SS碼的正交性或準(zhǔn)正交性實(shí)現(xiàn)對(duì)多用戶干擾和窄帶干擾的抑制。對(duì)多脈沖SS序列的設(shè)計(jì)也可以認(rèn)為是一種特殊的脈沖波形的設(shè)計(jì)。干擾抑制技術(shù)根據(jù)期望信號(hào)與干擾信號(hào)之間的特征差異來(lái)實(shí)現(xiàn)，特征差異既可以體現(xiàn)在時(shí)域、頻率和空間，也可以體現(xiàn)在其他變換域或者混合域。信號(hào)處理算法的設(shè)計(jì)既包括模擬、數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)，也包括統(tǒng)計(jì)信號(hào)的各種檢測(cè)方法。共存問(wèn)題還可以通過(guò)媒介接入控制(MAC)和網(wǎng)絡(luò)資源管理等手段解決。例如，通過(guò)帶寬資源、路由或多址技術(shù)的自適應(yīng)分配避免干擾產(chǎn)生，或把干擾降低到最低。電磁兼容技術(shù)與設(shè)計(jì)UWB系統(tǒng)之間及其與現(xiàn)有系統(tǒng)之間的共存問(wèn)題電磁兼容技術(shù)與設(shè)計(jì)雖然UWB信號(hào)幾乎不對(duì)工作于同一頻率的無(wú)線設(shè)備造成干擾。但是所有帶內(nèi)的無(wú)線電信號(hào)都是對(duì)UWB信號(hào)的干擾，UWB可以綜合運(yùn)用偽隨機(jī)編碼和隨機(jī)脈沖位置調(diào)制以及相關(guān)解調(diào)技術(shù)來(lái)解決這一問(wèn)題。ＦＣＣ許可的ＵＷＢ－ＲＴ信號(hào)源僅能發(fā)射很小的功率，通信距離較短，而且使用的是已經(jīng)分配給其它業(yè)務(wù)的頻段。然而，很少有人關(guān)注ＵＷＢ－ＲＴ信號(hào)源可能帶來(lái)的干擾問(wèn)題，更多人認(rèn)為應(yīng)該關(guān)注ＵＷＢ－ＲＴ設(shè)備是否應(yīng)該大量增加，并試圖讓其變得無(wú)所不在。在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，幾百個(gè)ＵＷＢ－ＲＴ發(fā)射機(jī)同時(shí)工作可能會(huì)對(duì)周圍的其它業(yè)務(wù)如導(dǎo)航、救援、移動(dòng)或者固定無(wú)線接入業(yè)務(wù)產(chǎn)生有害的干擾。到目前為止，ＵＷＢ－ＲＴ組織花費(fèi)了很大精力來(lái)解決上述問(wèn)題，提出和設(shè)計(jì)了可以避免產(chǎn)生這些干擾的系統(tǒng)。電磁兼容技術(shù)與設(shè)計(jì)雖然UWB信號(hào)幾乎不對(duì)工作于同一頻率的無(wú)線電磁兼容技術(shù)與設(shè)計(jì)電磁兼容技術(shù)與設(shè)計(jì)組網(wǎng)技術(shù)三種典型應(yīng)用場(chǎng)景：WirelessUSB和Wireless1394；UWB_WLAN/AP；UWB_AdHoc自組織網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用組網(wǎng)技術(shù)三種典型應(yīng)用場(chǎng)景：組網(wǎng)技術(shù)UWB－AdHoc網(wǎng)絡(luò)通常由一組終端節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，這些終端節(jié)點(diǎn)可以是個(gè)人設(shè)備，如手機(jī)、PDA、便攜式PC等。它們既是終端，又是節(jié)點(diǎn)。作為終端，它們可以和網(wǎng)絡(luò)中的其他終端建立連接，進(jìn)行通信；作為節(jié)點(diǎn)，他們可以轉(zhuǎn)發(fā)目的地址不是自己的數(shù)據(jù)幀，就像一個(gè)路由器。同時(shí)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以作為超寬帶網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)。

組網(wǎng)技術(shù)UWB－AdHoc網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)超寬帶網(wǎng)絡(luò)因其物理層特性而與其他網(wǎng)絡(luò)不同，需要對(duì)傳輸層以下各層進(jìn)行充分研究，特別是媒體接入控制子層和網(wǎng)絡(luò)層中的動(dòng)態(tài)路由算法。超寬帶網(wǎng)絡(luò)的媒體接入控制協(xié)議，必須適應(yīng)超寬帶系統(tǒng)的特點(diǎn)和應(yīng)用，兼顧能耗、安全性、兼容性等因素。可以充分利用超寬帶的精確定位信息對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃，以提高系統(tǒng)吞吐量。對(duì)UWB網(wǎng)絡(luò)的媒體接入控制協(xié)議，有三種觀點(diǎn)：利用已有的IEEE802.15.3的媒體接入控制協(xié)議。開(kāi)發(fā)全新的無(wú)線媒體接入控制協(xié)議在對(duì)現(xiàn)有協(xié)議依據(jù)超寬帶系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充改進(jìn)

組網(wǎng)技術(shù)超寬帶網(wǎng)絡(luò)因其物理層特性而與其他網(wǎng)絡(luò)不同，需要對(duì)傳輸組網(wǎng)技術(shù)研究超寬帶網(wǎng)絡(luò)，依照OSI開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型分層設(shè)計(jì)方法，其主要工作在于媒體接入控制和多跳路由機(jī)制，在分層的基礎(chǔ)上可以分別設(shè)計(jì)面向各種應(yīng)用，具有QoS保證機(jī)制的跨層綜合優(yōu)化模型和算法。在網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用對(duì)象上最有代表性的是高速多流媒體和低速高密度傳感網(wǎng)絡(luò)，主要的標(biāo)準(zhǔn)工作組是IEEE802.15.3a和IEEE802.15.4a。組網(wǎng)技術(shù)研究超寬帶網(wǎng)絡(luò)，依照OSI開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型分層設(shè)技術(shù)挑戰(zhàn)波形失真即使相繼到達(dá)接收端的多徑脈沖能夠被完全分開(kāi)，也會(huì)由于收發(fā)天線的不理想特性等原因?qū)е旅}沖波形的嚴(yán)重失真，從而使接收端相干合并多路徑的分集技術(shù)難于獲得期望的性能。

同步精度超寬帶信號(hào)極窄的時(shí)域特征，使捕獲和跟蹤亞納秒級(jí)的脈沖信號(hào)非常困難。

多徑干擾在密集多徑環(huán)境中，為防止符號(hào)間干擾，要么采用高階調(diào)制而降低脈沖重復(fù)頻率，要么采用復(fù)雜的信號(hào)處理技術(shù)抑制多徑干擾。多址干擾和窄帶干擾有效抑制不同超寬帶設(shè)備之間的多址干擾和現(xiàn)有系統(tǒng)對(duì)超寬帶系統(tǒng)的窄帶干擾將增加脈沖設(shè)計(jì)和信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)難度。資源管理為了充分利用超寬帶無(wú)線傳輸在物理層的眾多優(yōu)點(diǎn)，必須開(kāi)發(fā)新的鏈路和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，更有效地管理超寬帶無(wú)線資源。技術(shù)挑戰(zhàn)波形失真內(nèi)憂外患

目前美、歐有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織，如IEEE802、ETSI等正在進(jìn)行超寬帶技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。其中IEEE802.15TG3a關(guān)于超寬帶技術(shù)應(yīng)用于高速無(wú)線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）低層協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化工作成為全球業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。那些超寬帶技術(shù)的先創(chuàng)者們努力想把他們的技術(shù)變成IEEE802.15.3a高速WPAN物理層的基礎(chǔ)。目前主要集中在兩種方案的競(jìng)爭(zhēng)中。以Intel、TI為首的多帶OFDM聯(lián)盟（MBOA）所提出的多帶OFDM方案目前擁有多數(shù)支持者；而以Motorola為首的一些公司支持DS-CDMA方案，他們已開(kāi)發(fā)出芯片，正在被一些開(kāi)發(fā)商試用中。目前標(biāo)準(zhǔn)制定處于兩種標(biāo)準(zhǔn)僵持不下的狀態(tài)。另外IEEE802.15TG4a也于2004年3月成立，開(kāi)始進(jìn)行超寬帶技術(shù)應(yīng)用于低速無(wú)線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）低層協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化工作，目標(biāo)是低速、超低功率、低成本的通信和高精度測(cè)距/定位設(shè)備。內(nèi)憂