超宽带技术概述及展望
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石 河子科技
总第 2 2 0 期
超 宽带 技 术 概 述 及 展 望
( 疆兵 团六师 电 大通信 工程 2 , 家渠 市 ,3 0 0 曾兆权 新 班 五 800 ) 刘江 南
摘要
超 宽 带技 术 ( UWB,1 ut
ie bn ) 一种 与其 他技 术 有很 大 不 同的 无 线通 信 新技 术 , 具 d ad 是 它
发生器是 U WB技 术 的前 提 条 件 。就 目前 的情 况 来
根据香农公 式 : = C W我们可 以知道 , 即使在信
噪 比 SN很 低 的情 况下 , 要传输 带 宽 W足 够大 , / 只 同 样 可 以 提供 很 大 的信 道 容 量 c 。这 就 是 U WB技 术
讲, 产生 U WB冲击脉 冲的方 法主要有两种 。 1光 ()
术 的前景做 了展 望 。
关键 词
UWB; 线通 信 ; 无 特点 ; 用 ; 望 应 展
中图分类号:66 文献标识码 : F2. 5 B
文 章编 号 : 0 8 0 9 ( 0 2 0 — 0 4 0 1 0 — 8 92 1 )4 02 — 3
的高端频率和低端频率 。
22 U 技 术 的原 理 . WB 由前 面 所 述 的 U WB理 论 基 础 我 们 知 道 , 小 在
数据直接调制数据脉冲, 在此过程 中同时进行信道
编码 。所 以, 我们能够看到 , 冲击脉冲的产 生和调
制技 术 是 U 技 术方 案 的两 大核 心所 在 。 WB
3 U WB技 术 的实现 方案
31 冲击 脉 冲的产 生 .
21 U 技 术理论 基 础及 定义 . WB
从根本上说 , 产生脉冲宽度为纳秒级别的信号
1 前 言
信噪 比的情况下要获得极高的信道容量 , 就必须提 高发射信号 的带宽 。而提高发射信号带宽以获得 超宽带信号 的最传统也是最常用的一种方式就是 发射一种在时域上很短 ( 占空 比低达 0 %) . 的冲击 5
脉 冲 。这种 发射 技 术 被称 之 为 “ 冲击无 线 电 ( ” I , R) 而 U —R又 被 称作 基 带 无 载波 无 线 电 , WB I 之所 以这
准 了U WB技 术 用 于 民用 , 四年 之后 , 日本 也 开 放 了 超 宽带 频段 。 自此 , WB技 术迅 速发 展 。 由于 无线 U 频 谱 资源 是 一 个有 限并 且 不 断上 升 的资 源 , 无线 在
样说 , 因为相对于传统 的信号调制方式 ,WB I 是 U —R 不用将调制信号加到载波上再进行传输 , 而是直接
电方 法 。其 基 本 原 理 是 利 用 光 导 开 关 导 通 时 瞬 间 产 生 的 陡 峭上 升 沿 获 得 脉 冲信 号 。这 种 方 法 能 够 获 得 目前 最 小 宽 度 的 冲 击 脉 冲 , 以发 展 前 景 很 所
的: 哩论依 据 , 即以极 大的带宽换 取极大 的信 道容 量, 从而提高信道传输速率 。 F C U 设备的定义是 : C 对 WB 发射信号的相对带 宽( 信号带宽与中心频率之 比) 大于0 , . 或者信号带 2
有信道容量 大, 抗干扰能力强, 结构相对简单 , 保密性 能较佳 的优点, 有很 强的市场竞争力和很好 的发展前
景 。本 文重 点介 绍 了UWB的 基本 概念 , 基本 原理 。从 理 论 上解释 了IWB的 实现 方 式 , . Y 以及 技 术基 础 。 此 外 , 文还 从 多个 方面介 绍 了LWB的特 点 , 本 r 以及 Iw B在 无 线通信 领域 的 最新 应 用 , 这 个基 础上 又对 该技 在
m 和 f分别为归一化功率峰值下降 1d L 0B时所对应
— —
2 — 4 .
石 河子 科技
第2 期
2 1 年 4月 02
光 电方法 产生 的 冲击 脉 冲来 说 , 用 电子 方 法产 生 采 的冲击 脉 冲宽度 就要 大得 多 了 , 而且 精度 较 差 。 32 冲击 脉 冲的调 制 .
用基 带 信 号驱 动 天线 进 行输 出的 , 由要 传输 的信息
技术蓬勃发展 的今天 , 这种资源就显得十分紧张 , 而 U 技术 占用频谱少 , WB 传输数据速率高 , 并且抗 干扰 能力 强 , 的这 些优点使 U 技术成 为近年 它 WB
来 人 们研究 关 注 的焦点 。
2 U B技术 的定 义及 基本原 理 W
超宽带 ( wB 技术 的历史最早可 以追溯到 2 u ) 0 世纪6 年代兴起的脉冲通信技术 , 0 说简单一点就是
用 频 谱极 宽 的超 短 脉 冲进 行 通 信 。U 技 术 最 早 WB 应用 在 军 用 的雷 达 和定 位 系统 中 , 民用领 域 较 晚才
有所涉及 。20 年 , 0 2 美国联邦通信委员会 (C ) F C 批
宽 至 少 为 50 z 0 MH 的设 备 。相 对 带 宽 定 义 为 : 中
好 。2 电子方法。其基本原理是对半导体 P () N结反 向加 电, 使其达到雪崩状态 , 并在导通 的瞬间 , 取陡 峭的上升沿作为脉冲信 号。由于半导体器件较容
易 获得 , 以这种 方 案 目前 应 用得 最 广泛 。但 相 比 所
U 技术的信道容量将远远大于3 WB G技术。
42 数 据传 输速 率极 高 . 由于 U WB系 统 使 用 上 G 的 超 宽 的带 宽 , Hz 根
调制技术是影 响U 无线通信系统性能指标 WB
的关键 因素 之一 。
据香农公式 , 即使把发送信号功率控制得很低 , 信 噪 比很低 , 可以实现高 的信息速率。通 常来说 , 也
其 最大 数据 传输 速度 可 以达 到几百 Mb s G p 。 p 一1 b s 43 衰落 时 我们 提到 了 U WB主 要 采 用 的是一 种无 载波 的 U —R, WB I 因此 , 调制 技 术 上也 主要 针对 无载 波这 个条 件进 行发 展 。 无载波 U WB通信 系 统 .就 是 直接 利 用 基带 脉 冲波
总第 2 2 0 期
超 宽带 技 术 概 述 及 展 望
( 疆兵 团六师 电 大通信 工程 2 , 家渠 市 ,3 0 0 曾兆权 新 班 五 800 ) 刘江 南
摘要
超 宽 带技 术 ( UWB,1 ut
ie bn ) 一种 与其 他技 术 有很 大 不 同的 无 线通 信 新技 术 , 具 d ad 是 它
发生器是 U WB技 术 的前 提 条 件 。就 目前 的情 况 来
根据香农公 式 : = C W我们可 以知道 , 即使在信
噪 比 SN很 低 的情 况下 , 要传输 带 宽 W足 够大 , / 只 同 样 可 以 提供 很 大 的信 道 容 量 c 。这 就 是 U WB技 术
讲, 产生 U WB冲击脉 冲的方 法主要有两种 。 1光 ()
术 的前景做 了展 望 。
关键 词
UWB; 线通 信 ; 无 特点 ; 用 ; 望 应 展
中图分类号:66 文献标识码 : F2. 5 B
文 章编 号 : 0 8 0 9 ( 0 2 0 — 0 4 0 1 0 — 8 92 1 )4 02 — 3
的高端频率和低端频率 。
22 U 技 术 的原 理 . WB 由前 面 所 述 的 U WB理 论 基 础 我 们 知 道 , 小 在
数据直接调制数据脉冲, 在此过程 中同时进行信道
编码 。所 以, 我们能够看到 , 冲击脉冲的产 生和调
制技 术 是 U 技 术方 案 的两 大核 心所 在 。 WB
3 U WB技 术 的实现 方案
31 冲击 脉 冲的产 生 .
21 U 技 术理论 基 础及 定义 . WB
从根本上说 , 产生脉冲宽度为纳秒级别的信号
1 前 言
信噪 比的情况下要获得极高的信道容量 , 就必须提 高发射信号 的带宽 。而提高发射信号带宽以获得 超宽带信号 的最传统也是最常用的一种方式就是 发射一种在时域上很短 ( 占空 比低达 0 %) . 的冲击 5
脉 冲 。这种 发射 技 术 被称 之 为 “ 冲击无 线 电 ( ” I , R) 而 U —R又 被 称作 基 带 无 载波 无 线 电 , WB I 之所 以这
准 了U WB技 术 用 于 民用 , 四年 之后 , 日本 也 开 放 了 超 宽带 频段 。 自此 , WB技 术迅 速发 展 。 由于 无线 U 频 谱 资源 是 一 个有 限并 且 不 断上 升 的资 源 , 无线 在
样说 , 因为相对于传统 的信号调制方式 ,WB I 是 U —R 不用将调制信号加到载波上再进行传输 , 而是直接
电方 法 。其 基 本 原 理 是 利 用 光 导 开 关 导 通 时 瞬 间 产 生 的 陡 峭上 升 沿 获 得 脉 冲信 号 。这 种 方 法 能 够 获 得 目前 最 小 宽 度 的 冲 击 脉 冲 , 以发 展 前 景 很 所
的: 哩论依 据 , 即以极 大的带宽换 取极大 的信 道容 量, 从而提高信道传输速率 。 F C U 设备的定义是 : C 对 WB 发射信号的相对带 宽( 信号带宽与中心频率之 比) 大于0 , . 或者信号带 2
有信道容量 大, 抗干扰能力强, 结构相对简单 , 保密性 能较佳 的优点, 有很 强的市场竞争力和很好 的发展前
景 。本 文重 点介 绍 了UWB的 基本 概念 , 基本 原理 。从 理 论 上解释 了IWB的 实现 方 式 , . Y 以及 技 术基 础 。 此 外 , 文还 从 多个 方面介 绍 了LWB的特 点 , 本 r 以及 Iw B在 无 线通信 领域 的 最新 应 用 , 这 个基 础上 又对 该技 在
m 和 f分别为归一化功率峰值下降 1d L 0B时所对应
— —
2 — 4 .
石 河子 科技
第2 期
2 1 年 4月 02
光 电方法 产生 的 冲击 脉 冲来 说 , 用 电子 方 法产 生 采 的冲击 脉 冲宽度 就要 大得 多 了 , 而且 精度 较 差 。 32 冲击 脉 冲的调 制 .
用基 带 信 号驱 动 天线 进 行输 出的 , 由要 传输 的信息
技术蓬勃发展 的今天 , 这种资源就显得十分紧张 , 而 U 技术 占用频谱少 , WB 传输数据速率高 , 并且抗 干扰 能力 强 , 的这 些优点使 U 技术成 为近年 它 WB
来 人 们研究 关 注 的焦点 。
2 U B技术 的定 义及 基本原 理 W
超宽带 ( wB 技术 的历史最早可 以追溯到 2 u ) 0 世纪6 年代兴起的脉冲通信技术 , 0 说简单一点就是
用 频 谱极 宽 的超 短 脉 冲进 行 通 信 。U 技 术 最 早 WB 应用 在 军 用 的雷 达 和定 位 系统 中 , 民用领 域 较 晚才
有所涉及 。20 年 , 0 2 美国联邦通信委员会 (C ) F C 批
宽 至 少 为 50 z 0 MH 的设 备 。相 对 带 宽 定 义 为 : 中
好 。2 电子方法。其基本原理是对半导体 P () N结反 向加 电, 使其达到雪崩状态 , 并在导通 的瞬间 , 取陡 峭的上升沿作为脉冲信 号。由于半导体器件较容
易 获得 , 以这种 方 案 目前 应 用得 最 广泛 。但 相 比 所
U 技术的信道容量将远远大于3 WB G技术。
42 数 据传 输速 率极 高 . 由于 U WB系 统 使 用 上 G 的 超 宽 的带 宽 , Hz 根
调制技术是影 响U 无线通信系统性能指标 WB
的关键 因素 之一 。
据香农公式 , 即使把发送信号功率控制得很低 , 信 噪 比很低 , 可以实现高 的信息速率。通 常来说 , 也
其 最大 数据 传输 速度 可 以达 到几百 Mb s G p 。 p 一1 b s 43 衰落 时 我们 提到 了 U WB主 要 采 用 的是一 种无 载波 的 U —R, WB I 因此 , 调制 技 术 上也 主要 针对 无载 波这 个条 件进 行发 展 。 无载波 U WB通信 系 统 .就 是 直接 利 用 基带 脉 冲波