超宽带无线通信技术介绍ppt(48张)

超宽带的特点
5、定位精度高
➢ 由于脉冲超宽带具有较强的穿透能力，因此可以用于各种环境 下的测距和定位。系统的定位精度与信号的频谱宽度直接相关， 频谱越宽，时间分辨率越高。脉冲超宽带发射极短的基带窄脉 冲信号具有很高的定位精度，其带宽通常在数GHz，所以理论 上其定位精度可达厘米量级。研究表明，与GPS全球定位系统 相比，超宽带技术具有更高的定位精度。
➢ 可以应用在：穿墙雷达、安全监视、透地探测 雷达、工业机器人控制、监视和入侵检测、道 路及建筑检测、贮藏罐内容探测等。
(1)
(2)
探地雷达 穿墙成像
墙内成像 监视系统
医疗成像
室内UWB设备辐射掩蔽能好
➢ 超宽带技术可以与现有的其他通信系统共享频谱。超宽带通信 使用的频谱范围从3.1GHz到10.6GHz，频谱宽度高达 7.5GHz，通过发射功率的限制，避免了对其他通信系统的干 扰。从上图 中可以看到，超宽带信号的最高辐射功率为41.3dBm，这仅仅相当于一台个人计算机的辐射。这样在很 低的功率谱密度下共享频谱的方式，在频谱资源非常紧张的今 天具有极其重要的意义，这也是超宽带兴起和发展的主要原因 之一.
技术
GPS
Bluetooth IEEE802.11
UWB
定位精度 5-20m
3m
3m
15cm
超宽带的特点
6、保密和安全性能好
➢ 超宽带信号的功率谱密度非常小，淹没在环境 噪声和其他信号中，同时又具有极宽的带宽， 很难被基于频谱搜索的侦测设备检测到。
➢ 同时超宽带系统可以采用多种扩频多址方式， 包括：跳时扩频、跳频扩频、直接序列扩频等， 在接收端必须采用与发射端一致的扩频码才能 正确的解调数据，这使得使非合法用户很难获 取合法用户的传输信息，系统的安全性和保密 性非常高。
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与其它短距离无线技术的比较
UWB
蓝牙
802.11a HomeRF
速率（bps） 最高达1G ＜1M
54M
1~2M
距离（米） ＜10
10
10~100
功率
1毫瓦以下 1~100毫瓦 1瓦以上
50 1瓦以上
超宽带无线通信技术介绍(PPT48页)
超宽带无线通信技术介绍(PPT48页)
超宽带的应用
通信
➢ UWB系统带宽极大，可支持大的信道容量，同时系统功率受限，只能 传播较短距离，因此UWB技术特别适合于短距离高速无线通信。
➢ 例如基于UWB技术的无线USB 2.0，可取代有线USB,实现PC之间及 消费类电子设备（电视、数码相机、DVD播放器、MP3等）之间的无 线数据互连与通信。
信号使用7GHz带宽，当信噪比S/N低至-10dB时，
超宽带可以提供的信道容量为C=7G×log2 （1+0.1）≈ 0.963Gbps，接近1Gbps。
➢ 数据表明，超宽带的空间通信容量是现有的通信系 统（如：无线局域网、蓝牙等）的10-1000倍以上。
超宽带的特点
3、低成本，低功耗
➢ 脉冲超宽带是最早采用的一种传输方式，它不 需要载波，而是利用极短的脉冲传输信息，因 此，在发射端脉冲超宽带不需要功放和混频器， 接收端也不需要中频处理，大大降低了收发机 的硬件实现复杂性和成本。同时，为了避免对 现有通信系统的干扰，超宽带信号发射功率很 低，简单的收发设备以及低功率，使得脉冲超 宽带系统的功耗非常低，可以使用电池长时间 供电。
超宽带的特点
4、信号衰减小，穿透能力强
➢ 正弦载波在自由空间的衰减与距离平方成反比， 在密集多径情况下，信号的功率衰减更是与距 离的3-4次方成反比。脉冲超宽带信号为定向窄 脉冲，不需要载波，具有较强的方向性，在相 同的功率下，比正弦电磁波的衰减更小。
➢ 同时基带窄脉冲信号包含的低频部分的长波具 有较强的穿透能力，能够穿透多种材料，使其 可以应用于成像、检测、监视和测量等领域。
超宽带无线通信技术
目录
1 超宽带的定义 2 超宽带的特点和应用 3 超宽带的传输方式 4 超宽带的信道模型 5 超宽带的关键技术
超宽带的定义
Ultra-Wideband (UWB) Wireless Communication
美国联邦通信委员会（FCC：Federal Communications Commission）
fH fL 20% or ( fH fL) 2
fH fL 500MHz
超宽带的定义
fL 1.2 GHz fH 2.8 GHz 相对带宽 fH fL 2.8 1.2 100% 80%
( fH fL ) 2 (2.8 1.2) 2
fL 1.2 GHz fH 2.8 GHz 相对带宽 fH fL 2.8 1.2 100% 80%
➢ 无线个域网(WPAN) 、高速智能无线局域网、智能交通系统，公路信 息服务系统，汽车检测系统，舰船、飞机内部通信系统，楼内通信系 统、室内宽带蜂窝电话，战术组网电台，非视距超宽带电台，战术/战 略通信电台，保密无线宽带因特网接入等等
超宽带无线通信技术介绍(PPT48页)
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超宽带的应用
超宽带无线通信技术介绍(PPT48页)
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超宽带的应用
雷达、探测
➢ 超宽带依赖于极微弱的、与雷达中所使用的相 近的基带窄脉冲，具有很强的穿透能力，能穿 透树叶、墙壁、地表、云层等障碍，辨别出障 碍物后隐藏的物体或运动着的物体，测距精度 的误差只有一两厘米。
超宽带的特点
2、信道容量大，传输速率高
➢ 香农信道容量公式
S C W log2 (1 N ) (b / s)
➢ 超宽带信号占有数百兆赫兹（MHz）甚至几吉赫兹
（GHz）带宽，理论上可以提供极高的信道容量，
达到Gbps以上的传输速率，或者在很低的信噪比下，
以一定的传输速率实现可靠传输。假定一个超宽带
( fH fL ) 2 (2.8 1.2) 2
窄带 相对带宽<1% 宽带 1%<相对带宽<20% 超宽带 相对带宽>20%
超宽带信号的辐射掩蔽
为了避免对现有的通信系统带来干扰，必需将超宽带系统的发射功率限定 在一定范围内，即在超宽带通信频率范围内的每个频率上都规定一个最大 的允许功率，这个功率值一般通过辐射掩蔽（emission mask）来决定.