超宽带无线通信技术及应用前景和发展状况(1)(2)

UWB的调制与多址技术

无载波方案脉冲无线电方案）

早期的UWB 系统是通过发送一串时间上不重叠的纳秒级脉冲来传输数据的，不像传统通信系统使用正弦波把信号调制到载频上，所以又称为基带无载波系统。

TH-UWB

TH-UWB是指由实现多址的PN码来决定脉冲的发射时刻，属于伪随机跳时多址方式。数据调制则可采用PAM或PPM。

TH-PAM

这种方式中，发送的数据采用PAM调制，脉冲的发送时刻受伪随机序列控制。C_{j}^{(k)}为第k个用户PN码的第j个码元，其取值范围为{0,N_{h} -1}，伪码周期为N_{p}。则第k个用户的信号波形为：

其中d_{j}是信息序列， T_{f}是脉冲重复周期，[ ]表示取整符号，上标k为用户索引，T_{c}表示跳时序列所控制的脉冲时延，数据符号周期T_{s}=N_{s}T_{f}。一个数据符号在持续时间上发射N_{s}个脉冲，当N_{s}＝1时，则一个符号只发射一个脉冲。

TH-PPM

跳时脉冲位置调制TH PPM的信号波形为：

TH-PPM仍然是用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。

DS-UWB

这种方式中，发送的数据经伪随机序列扩频后再用BPSK调制，其信号波形为：

这种情况下码片持续时间T_{c}等于帧持续时间T_{f}，其中有关符号说明同TH-PAM模型。

在TH-UWB中信道资源是由时间与PN码组成，多址方式既可以是TDMA，也可以是CDMA；而DS-UWB的信道资源仅是PN码，其多址方式是CDMA。

基于载波的UWB

单载波DS-CDMA

在单载波DS-CDMA 方案中，经过DS-CDMA 扩频之后的信号再对载波进行调制，从而可以在合适的频带范围内传输。XtremeSpectrum 等公司提出的方案共有两个可用频段：3.1-5.15 GHz低频段）和5.825-10.6 GHz高频段）。UWB 信号通过对载波调制在这两个频段之一进行传输，或在这两个频段同时传输。为了避免对美国非特许的国家信息基础设施UNII）频段和IEEE 802.11a 系统的产生干扰，这两个频段之间的部分没有利用。

传统的无载波UWB方案存在较多低频分量，无法满足FCC规定的发射功率的限制。而单载波DS-CDMA 方案通过频谱搬移解决了这一问题。

多频带正交频分复用(OFDM)方案

这种方案是将7.5 GHz频段划分成十几个500～600 MHz左右的子频带，在每个子频带上采用OFDM技术实现宽带无线通信。

DS-UWB与多频带UWB的比较

2004年5月SG3a工作组确定了两个提案：无载波DS-UWB与多频带UWB。