超宽带无线通信技术毕业论文

UWB（超宽带无线通信技术）
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摘要
UWB（超宽带无线通信技术）的核心是冲击无线电技术，它之所以成为无线通信领域关注的热点，是由用户需求和UWB技术的性能特点共同决定的，其带宽大于目前所有通信技术的带宽，抗干扰性能强、传输速率高，满足10m之的无线个人局域网。

本文介绍了UWB的发展背景，并按照传输的数据从脉冲信号波形的产生、经信道传输、最后被接收机接收的路线进行了分析讨论。

并对UWB接收机关键技术、UWB 多址技术、 UWB的标准化进程等方面进行了论述。

本文仅对UWB技术在无线个人局域网中的应用进行了分析，并提出了UWB技术的不足之处和解决方案，最后对UWB技术的开发和发展前景作了展望。

关键词超宽带无线通信技术，无线个人局域网，多址技术，脉冲调制
ABSTRACT
The core of UWB (ultra-wide band) is shock radio technology, the reason that becomes the wireless correspondence domain attention theheatpoint, it decided together by the user demand and the UWB technology performance characteristic. Its band width is bigger than all communication band width at present, the resistance to interference is more strong, the transmission speed is higher, satisfies in 10meters of the wireless individual local area network.
This article introduced the UWB development background, and according to the transmission the data from the pulse waveform production, course the channel transmission, finally the route which is received by the receiver has carried on the analysis discussion. And to the UWB receiver essential technology, UWB multi- sites technology, UWB standardized advancement and so on which has carried on the elaboration.
This article has only analysis to the UWB technology in the wireless individual local area network application, and proposed the UWB technology deficiency and the solution, finally have made the forecast to the UWB technology development and the prospects for development.
KEY WORDS Ultra-wide band wireless communication, wireless individual local area network, multi- sites technology, impulse modulation
目录
前言 (1)
第1章 UWB技术背景 (3)
1.1 UWB 技术的历史 (3)
1.2 什么是 UWB (3)
1.3 UWB 的空间容量 (6)
第2章 UWB 波形与调制技术 (7)
2.1 超宽带波形 (7)
2.2 脉冲调制方式 (9)
2.3 多频带脉冲调制 (10)
第3章 UWB 接收机关键技术 (11)
3.1 Rake 接收机 (11)
3.2 定时同步技术 (12)
3.3 信道估计技术 (13)
第4章 UWB 多址技术 (14)
4.1 TH-PPM 多址方式 (14)
4.2 DS-CDMA 多址方式 (15)
4.3 PCTH UWB 多址技术 (16)
4.4 多载波超宽带多址技术 (19)
第5章 UWB 的标准化进程与其应用 (18)
5.1 UWB 信号的频谱管理 (19)
5.2 UWB 的应用 (21)
5.3 UWB 的不足与改进 (26)
第6章 UWB 的开发与发展前景 (26)
6.1 超宽带天线的发展 (27)
6.2 超宽带芯片设计 (27)
6.3 超宽带商用产品开发 (28)
6．4 发展与应用前景 (29)
第7章结论 (29)
致 (30)
参考文献 (31)
附录一一些主流WLAN/WPAN等标准和UWB技术的特点 (32)
附录二英文资料与其翻译 (33)
前言
超宽带无线通信技术（UWB）是一种无载波通信技术，UWB不使用载波，而是使用短的能量脉冲序列，并通过正交频分调制或直接排序将脉冲扩展到一个频率围。

UWB方式占用带宽非常宽，且由于频谱的功率密度极小，它具有通常扩频通信的特点。

在与其它系统共存时，不仅难产生干扰，而且还有抗其它系统干扰的优点。

由于UWB系统发射功率谱密度非常低，因而被截获概率很小，被检测概率也很低，与窄带系统相比，有较好的电磁兼容和频谱利用率。

UWB发出的脉冲电波直接按照0或1发送出去。

由于只在需要时发送脉冲电波，因而大大减少了耗电量。

UWB技术之所以成为无线通信领域关注的热点之一，是由用户需求和UWB技术的性能特点共同决定的。

在基于脉冲的UWB系统中，采用瑞克接收机合并多径信号能量并进行相干检测；信道估计问题即估计多径信号的到达时间和幅度；多址方式允许许多用户同时共享有限的频谱资源。

需要分配有效信道给多个用户以获得高系统容量，对于高质量的通信，这一点必须做到，并且必须保证不导致系统性能的降低。

最常见的TH-PPM多址技术和DS-CDMA多址技术等，是进行用户分离的最佳多址技术。

UWB接收机的研究与开发需要解决如下的关键技术：
（1）接收机技术 UWB脉冲信号具有天然的多径分辨能力，因此可以采用瑞克接收技术对抗多径信道引起的时间弥散。

（2）同步技术没有精确的同步算法就不能对传送的数据进行可靠的接收。

（3）信道估计为了保证系统传输可靠性和功率效率。

2002年2月，美国联邦通信委员会(FCC)批准限用于军用雷达的超宽带(UWB)技术可运用于民用产品上，同年4月，批准将3.1GHz和10.6GHz之间的免授权频段分配给UWB使用。

自此，此项技术开始引起业界广泛关注。

UWB在公共安全、军事效能、航空安全、医疗应用以与消费类产品与服务等诸多领域具有独特的应用价值和广阔的市场前景。

随着因特网、多媒体和无线通信技术的发展，人们与信息网络已经密不可分，人们对实现高速率、高质量无线多媒体业务的需求越来越迫切，便携式电子设备与因特网之间的短距离高速无线通信已成为未来通信技术的重要发展趋势之一。

UWB的主要特点是传输速率高、空间容量大、成本低、功耗低等，有可能成为解决企业、家庭、公共场所等高速因特网接入的需求与越来越拥挤的频率资源分配之间的矛盾的技术手段。

第1章 UWB 技术背景
1.1 UWB 技术的历史
对超宽带（UWB ，Ultra-Wideband ）无限技术（简称UWB 技术）的起源众说纷纭，从目前的学者研究工作来看大约可以追溯到20世纪50年代末和60年代初。

那时，研究工作在于通过冲激响应特性来描述某一些微波网络的瞬态行为。

其实，概念很简单，就是使用所谓的冲击响应h(t)----冲击激励来表征一个线性时变系统，以取代传统的频率响应（幅值与相位值相对于频率值）方法。

特别是，对于一个系统的任意输入信号x(t),其输出信号y(t)可以唯一地由下列卷积来确定：
()()()y t h u x t u du
∞
-∞
=-⎰ （1-1）
然而，实际上直到采样示波器和亚纳秒（基带）脉冲发生技术出现之后，才为这样的冲击激励提供了近似方法、观察和测量方法。

从此，超宽带技术有了快速的发展。

1972年，Robbins 发明的敏感短波脉冲接收器取代了笨重的时域示波器，加速了UWB 系统的开发。

1973年，Sperry 获得了第一个UWB 通信技术的专利。

此后，在将近30年的时间，UWB 的理论、技术和许多相关设备的研制得到了迅速的发展，但大约在1989年之前，“超宽带”这一术语并不常用，各种名称（如基带、无载波或脉冲技术）等均混用。

1989年，美国国防部采用“超宽带”这一术语之后，才被业界沿用下来。

之后，各种专利也相继被授予，其中包括UWB 脉冲的产生和接收方法，通信、雷达、车辆防撞、定位系统、医疗成像、液面感应等应用。

在美国，UWB 早期的研究工作主要限制在军方，大约在20世纪90年代中期以后，才取消了这种分级限制。

[1]
表1-1 一些UWB 里程碑事件[1]
2002年4月22日，FCC 颁布了UWB 占用宽带的有关条例，允许UWB 技术和产品参与商业化运作。

这一条例的颁布直接促进了基于UWB 技术的通信系统的研发，给短距离高速无线通信系统的发展注入了新的活力。

为了跟踪这一技术的发展，并形成自主的知识产权，我国也开始以“863项目”的形势扶持与资助这一技术和标准的研究与攻关。

[1]
1.2什么是UWB ？
UWB 的核心是冲击无线电技术，即用持续时间非常短（亚纳秒级）的脉冲波形来代替传统传输系统的持续波形。

从经傅里叶变换之后的特性来看，信号所占的带宽远远大于信息本身的带宽。

美国FCC 对于UWB 的定义为：
()H L c
f f 20%f -> （或者总带宽为500MHz ） （1-2）
式中，H f 、L f 分别为功率较峰值功率下降10dB 时所对应的高端频率和低端频率，c f 为载波频率或中心频率。

[2]
图1-1 U W B 频谱与其他无线信号频谱的关系
[1]
FCC 规定UWB 工作频谱位于3.1～10.6GHz 。

如图1-1所示, UWB 与其他技术的产品存在同频和邻频干扰问题。

为了降低UWB 设备对处于上述频段的其他设备的干扰，必须对UWB 设备的发射功率进行限制。

UWB 信号发射的功率谱密度级可达
-41.3dBm/MHz 。

如图1-2所示为在FCC 条例下第15部分所规定使用的频谱限界。

图中分为室和室外使用两部分，其中的主要区别是：室外的带外部分具有较高的功率衰落程度，其目的就是要保护现有频段或相邻频段与其他设备免遭UWB 信号较强的同频干扰。

如避免对工作在中心频率为1.6GHz 的GPS 接收器构成较强的干扰。

[1]
图1-2 FCC 对UWB 通信与测量系统的限界规定
[1]
UWB 与“窄带”或“宽带”系统有两点主要区别：
第一,FCC 定义的UWB 的带宽大于其中心频率的20%或至少500MHz 的带宽。

如以下公式。

20.20h l
h l
f f f f -≥+ （1-3）
式中h f 为高端10dB 下降点，l f 为低端10dB 下降点。

而通常所说的“窄带”的带宽小于其中心频率的1%；“宽带”的带宽在1%至20%之间的围。

显然，UWB 的带宽要远远大于目前各类系统的带宽；
第二，UWB 技术主要是采用无载波方式来实现，而传统的“窄带”或“宽带”系统均采用单频载波或多频载波对信号进行调制，即将信号的基带频谱搬移到所工作的载波频谱上。

[1]
在时域上，脉冲的持续时间决定了信号在频域所占据的带宽。

脉冲越窄，频谱
越宽。

人们知道，在无线信道上，实时传输多媒体信息需要极大的带宽。

如何提高传输系统的容量是人们特别关注的问题之一。

香农的信息理论为我们寻找容量的突破奠定了理论基础。

香农容量极限可用公式表示：
2log (1)C BW SNR =⨯+ （1-4）
式中：
C=信道容量（bit/s ）；BW=信道带宽；SNR=P/BW ×N ，信噪比；P=所接受的信号功率；N=噪声功率谱密度（W/Hz ）。

从上式可以看出，可以通过扩展信号的带宽来增加传输系统的容量。

显然UWB 技术可以在极低的发射功率下传输非常高的数据数率。

UWB 技术的优势主要表现在10m 无线短距离通信。

为了便于对比，体现UWB 技术的综合优势，附表列出了目前短距离无线通信邻域一些主流标准和UWB 技术的特点。

一般情况下，经FCC 对UWB 功率谱做出规定之后，UWB 对其他同频或邻频接收器的干扰非常小，通常其功率谱密度在热噪声水平之下。

如图1-3所示，尽管FCC 对UWB 的带功率和带外功率作了严格的限制，但是他对同一个频谱和相邻频谱的其他设备的干扰却是依然存在的。

[1]
图1-3 U W B 信号对其他无线信号的干扰
[1]
1.3 UWB 的空间容量
我们可以引入空间容量的概念来描述UWB 的容量。

空间容量定义为单位面积信
UWB
5MHz 噪声功率
级
号覆盖区域系统的吞吐量。

这一参数可以比较客观地反映系统的容量。

作为对比，下图绘出了几种短距离通信技术的空间容量。

例如，对于蓝牙技术，典型辐射半径为10m ，10个共存的1Mbit/s 蓝牙系统的吞吐量为10Mbit/s ，则其空间容量为
222
10000
//30//10
kbit s m kbit s m π≈⨯ （1-5） UWB 的空间容量可以达到12
/Mbit s m ,其优势是非常明显的。

[1]
图1-4 各种短距离通信系统得空间容量
[1]
第2章 UWB 波形与调制技术
2.1 超宽带波形
2.1.1 UWB 信号模型
UWB 系统发送的是纳秒级脉冲串,脉冲宽度Tm 远小于脉冲之间的平均间隔Tf ,两个脉冲之间的间隔可以固定也可以时变。

通常UWB 信号模型为:
()tr(t)S j
j
j d w t t ∞
=-∞
=
-∑
(2-1)
其中，w(t)表示发送的单周期脉冲,j d 、j t 分别表示单脉冲的幅度与时延。

[2]
2.1.2 高斯脉冲信号
版？
802.11a 2kbit /s m
802.11b 2s m
版 302/s m
IEEE802.15.32/s m 超宽带
最简单、最通用的超宽带波形是单周期（Monocycle ）脉冲信号，只所以称它为单周期脉冲是因为这种波形只有一个脉冲周期，通常是高斯脉冲或其微分形式。

另一个使用高斯脉冲信号的原因是为了分析的简便。

[2]
高斯脉冲信号的表达如下：
221
t p(t)exp 22σπσ⎛⎫-= ⎪
⎝⎭
（2-2） 其中，σ是表示形成的参数，和脉冲宽度有关。

考虑去直流分量以与上述天线的微分作用等因素，在实际应用中，我们一般使
用高斯脉冲的微分形式： x x x
d (p(t))
p (t)dt
= （2-3） 其中，x 代表微分次数。

高斯脉冲的谱密度函数如下：
()()()P exp 2f p t j ft dt π∞
-∞
=
-⎰ （2-4）
它的功率谱密度如下：
()()(
)
2
2
exp 2P f f πσ=- （2-5） 相应的高斯脉冲的各次微分的功率密度的公式如下：
()()()(
)
222
2exp 2x
P f f f ππσ=- （2-6）
如图2-1所示为0～3次微分的高斯脉冲的波形和功率谱示意图。

[2]
（a ） 高斯脉冲各次微分波形 （b ） 高斯脉冲各次微分频谱
图 2-1 高斯脉冲各次微分波形和频谱
[2]
上述脉冲信号是时间无限的，实际上不可能直接应用，必须截短，这牵涉到脉冲宽度的确定问题。

如何确定脉冲的宽度，在不同应用场合有不同的要求，一般进行理论分析时，使用含有99.9%脉冲能量的区间作为脉冲宽度。

[2]
2.1.3多周期（Polycycle ）脉冲波形
另一种产生超宽带脉冲的方法是使用一小段正弦信号，该信号由N 个正弦周期组成。

其表达式为：
()()sin 00r t t NT p t ω<<⎧⎪=⎨⎪⎩其他
（2-7）
()()()r sin t u t u t NT ω=--⎡⎤⎣⎦
其中，r 2/T ωπ=，T 是正弦波的周期，u(t)是阶跃信号，对于整数的N ，脉冲信号的傅里叶变换式为：()()()
()
r 2
r 1/P 1exp -jN T 1/ωωωωω=--
()
r 2
r 2j/N T N T exp j sin 221/ωωωωω⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭- （2-8） 可见，这种信号的频谱以正弦波频率为中心，并且主瓣宽度和正弦波周期数N 成反比，当N>4的时候，这种信号转化为窄带信号。

多周期脉冲信号的这些特佂为频谱的灵活配置提供了便利，并且可以像传统通信系统一样使用频分多址技术。

[2]
2.2 脉冲调制方式
2.2.1 脉冲幅度调制（PAM ）
脉幅调制PAM 是UWB 信号的一种典型波形,其模型为:
()
tr(t)S j
f
j d w t jT ∞
=-∞
=
-∑
(2-9)
其中, j d 是信息序列，f T 是脉冲重复周期。

当假设dj 是独立同分布的随机变量时,该信号的功率谱密度为：
()()
2
22
2
2f f d
d f f j j f j f
f
T T u w w T T σ
δ∞
⎛
⎫⎛
⎫
⎪ -⎪=-∞
⎪ ⎪⎝
⎭
⎝
⎭
Φ=
+∑
（2-10）
其中，()f w 是()t w 的付氏变换2d σ、2d u 分别为数据的方差与均值。

由此可见,PAM 信号的功率谱密度由连续谱与离散谱两部分组成。

为了不影响其它使用同频段的系统,必须对UWB 信号的功率谱密度加以限制。

于是离散谱的存在就会导致UWB 的总发射功率下降,所以应尽可能减小离散谱,最好使之为零。

由式（2-10）知,离散谱线的幅值与数据j d 的均值成正比, 故应尽可能减小d u 。

根据dj 的不同取值,可将PAM 调制方式分为以下几种:
(1)OOK （开关键控）
发送数据为1 时,UWB 信号的幅度为: j d = 1， 发送数据为0 时,UWB 信号的幅度为:j d = 0 。

(2) PPAM （脉冲位置调制）
发送数据为1 时,UWB 信号的幅度为: j d =1β，
发送数据为0 时,UWB 信号的幅度为:j d =2β。

且0 <β2 <β1 。

(3)BPSK （二进制相位调制）
发送数据为1 时,UWB 信号的幅度为:j d = 1, 发送数据为0 时,UWB 信号的幅度为:j d = - 1。

这三种方式中只有BPSK 方式的d u 为0 ,故UWB 的PAM 调制方式多采用BPSK 方式。

[3]
2.3 多频带脉冲调制
Intel 公司提出了多频带脉冲最典型的调制方式----频谱键控（SK ，Spectral Keying ）调制。

在SK 调制中，每个发送符号由许多脉冲组成，每个脉冲用不同频带发送，信息以不同频率的发送顺序编码在符号中。

因为符号中所有脉冲具有正交频率，所以不同频带的多径信号不会互相影响，并且符号间隔扩大了若干倍。

这样，将减少同频带多径信号的影响。

假定,,m n i X 表示在第m 个时间片的第i 个符号的第n 种顺序，()P t 是脉冲波形函数（持续时间小于c T 秒），12nf ,,...ωωω和12,...nf θθθ是正弦函数的频率和相位因子，nf 是频率总数，第i 个传送符号可表示为：
i(t),,11S [(1)]cos()nf
nf
m n i c m m m n X P t n T t ωθ===--+∑∑ （2-11）
发射信号序列可以表示为：
(t)S ()i
i S t iT ∞
=-∞
=
-∑
（2-12）
T 是符号周期，1
T PRF
=
；()P t 满足FCC 的频率覆盖要求，可能的脉冲波形包括高斯，反正切和升余弦。

[2]
第3章
UWB 接收机关键技术
超宽带的信号传输受到大尺度路径损耗、阴影效应、小尺度多径衰落等因素的影响，因此，到达接收机的信号波形存在严重的失真；同时，信号还可能受到多址干扰、窄带干扰和背景噪声的影响。

因此，UWB 的研究与开发需要解决如下的关键技术：接收机技术；同步技术；信道估计。

3.1 Rake 接收机
UWB 系统的典型应用环境为家庭、办公室等室密集多径环境，多径信道的最大时延扩展达200 ns 以上，可分辨多径数量与信号带宽成正比，通常高达几十至上百条。

传统的宽带码分多址(WCDMA)系统利用伪随机扩频码的自相关特性分离多径信号，采用瑞克接收机捕获、合并可分辨的多径信号能量，从而提高系统在多径衰落信道中的性能。

UWB 脉冲信号具有天然的多径分辨能力，因此可以采用瑞克接收技术对抗多径信道引起的时间弥散。

由于UWB 信号带宽相当大，收发天线和无线信道往往引起较严重的信号波形失真。

若瑞克接收机仍然采用理想的脉冲波形作为相关器模板，系统性能将有很大的损失。

因此，在UWB 系统中，需要根据接收信号对瑞克接收机相关器模板进行估计和修正。

一种较为实用的方法是将实测得到的UWB 脉冲波形作为相关器模板。

3.1.1 频率选择性衰落信道下的Rake 接收机
UWB 信道引入了频率选择性衰落，信道可用线性抽头延迟线建模。

考虑这样一个抽头延迟线模型，其最大附和时延m p ()T τ。

假设m T f p t c T N T δτ≥+++，且()l l p T l l ττ''-≥≠保持无符号间串扰（ISI ）和脉冲间干扰（IMI ），并设信道状态在几个符号的持续间隔保持不变。

当信道为频率选择性衰落信道时，对于发信号的宽带特性，收信号r(t)具有在的多径分集。

在此情况下，Rake 接收机可利用分集技术，从可分辨的多径信号中构筑合并的脉冲波形，以提高传输特性。

各相关器输出的合并有不同的方式，以形成判决变量，如等增益合并（EGC ）、最大比值合并（MRC ）、选择式合并等。

Rake 接收机的结构如图3-1所示。

[2]
图 3-1 Rake 接收机框图
[2]
3.2 定时同步技术
同步定时对于任何数字通信系统来说都是根本的任务。

没有精确的同步算法就不能对传送的数据进行可靠的接收。

定时同步是UWB 通信系统中至关重要的问题，定时偏差和抖动将严重影响接收机性能。

一般定时同步分为捕获和跟踪两个阶段。

在捕获阶段，要求接收机快速搜索信号到达时间，并根据搜索结果调整接收机定时。

在同步跟踪阶段，接收机对微小的定时偏差进行补偿以保持同步。

UWB 信道的密集多径特征进一步增加了定时同步的可靠性。

总体上讲，目前提出的UWB 系统定时同步方法可以分为两大类：数据辅助的定时同步(Data Aided)、盲定时同步(Non-data Aided)。

数据辅助的同步方法借助于事先设计的导符号训练序列进行定时捕获和跟踪，采用的训练序列有M 序列、Gold 序列、巴克码等。

结合判决反馈的方法可以进一步提高跟踪精度。

这类同步方法的优点在于捕获速度较快、跟踪精度高，但在系统带宽效率和功率效率上付出较大的代价。

盲定时同步借助于超宽带信号在的循环平稳特征进行定时捕获和跟踪，不使
L-1,n
相关器
相关器 相加
0,n 1,n
g d (nT )
相关器
用任何预知的训练符号。

这种方法在系统带宽效率上高于数据辅助的同步方法，但捕获速度和同步性能会有所下降。

上述两类同步方法都是采用滑动相关寻找峰值的办法，区别在于使用的相关器模板和先验信息。

在高速无线个域网(WPAN)等无线网络中，一般采用突发式的包传递模式。

采用数据辅助的同步方法与并行搜索相结合是比较合理的选择。

盲同步方法结合串行搜索比较适合于低成本、低功耗的低速网络。

3.3 信道估计技术
在数字通信系统中，若采用非相干检测则可以简化接收机复杂度，不需要进行复杂的信道估计。

但非相干检测比相干检测有高达3 dB左右的性能损失，这对功率受限系统尤其难以接收。

为了保证系统传输可靠性和功率效率，UWB系统一般采用相干检测，因此信道估计问题是UWB接收技术中的关键问题之一。

在基于脉冲的UWB系统中，采用瑞克接收机合并多径信号能量并进行相干检测，信道估计问题即估计多径信号的到达时间和幅度。

在基于OFDM的UWB系统中，接收机根据信道频域响应对每个子信道进行频域均衡后进行相干检测，信道估计问题即估计信道频域响应。

UWB信道是典型的频率选择性衰落信道，在时域表现为多径弥散且呈现出多径成簇到达的现象。

根据利用的先验信息分类，现有的信道估计方法分为：数据辅助(Data-aided)的信道估计、盲(Blind)信道估计。

数据辅助的信道估计方法利用已知的训练符号进行信道估计，具有估计速度快的特点，但在频谱利用率和功率利用率上付出一定代价。

盲信道估计不需要训练符号，利用信号自身的结构特点或数据信息在的统计特征进行信道估计，但计算复杂度很高，收敛速度通常很慢。

UWB系统的典型应用环境为室，与数据传输速率相比，信道的变化速度非常慢，可以看作准静态。

因此，对于突发式的包传递模式，采用数据辅助的信道估计方法最为合适，仅需插入少量训练符号即可快速估计信道信息，配合判决反馈可进一步提高估计精度。

盲信道估计则比较适合于连续传输模式的网络。

第4章 UWB多址技术
4.1 TH-PPM 多址方式
4.1.1 TH-PPM UWB 的信号波形
TH-PPM （跳时脉冲位置调制）是用N_{S}个单周期脉冲传送一个二进制信息符号，脉冲的发送时刻由跳时序列与待传送的数据信息共同控制。

典型的TH-PPM UWB 制信号波形如下：
()()()[]
()
()
s k k k f j c j/N j
s t t jT c T d ωδ=---∑ （4-1） 其中，()t ω表示发送的单周期脉冲波形，上标（k ）表示第k 个发送用户。

由式中看出，k 用户发送的信号是由偏移到特定时刻的单周期脉冲序列组成，其中第j 个
脉冲对应的时刻为：()[]()s k k
f j c j/N jT c T d δ--。

（1） 脉冲序列()f j t jT ω∞
=-∞
-∑由间隔f T 的单周期脉冲组成，f T 为帧周期或脉冲
重复时间，典型的f T 值约为单周期脉冲宽度的几百倍或几千倍。

因此，直接由等间隔分布的单调周期脉冲构成多址信号时，它们之间容易发生碰撞，对系统容量是不利的。

（2） 伪随机跳时码：为了减少多址通信中的碰撞概率，每个用户指定一个特
定的脉冲偏移模式(){}
k
j c ，称之为跳时码。

跳时码是以p N 为周期的周期伪随机码，即对任意的整数j 和i ，有()()
k p
k j iN j c c +=，跳时码为脉冲序列提供了一个额外的时间偏移。

跳时码的另一功能体现在将间隔为f
1
τ的谱密度变为间隔为
f
1
τ的线谱密度，从而
降低了功率谱密度。

（3） 数据调制PPM
以二进制数据调制为例，第K 个用户待发送的数据序列为(){}k j d ，系统采用过采样调制，调制符号每隔Ns 脉冲变化一次，数据调制使得伪随机跳时码调制的功率谱更加平滑。

[2]
4.1.2接收信号处理
在多址系统中，当Nu 个用户同时工作时，接收信号r(t)表示为：。