超宽带技术的应用与发展解析
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超宽带技术的应用前景超宽带技术,简称UWB技术,是一门非常重要的通信技术,其可用于无线传感、高速数据传输、室内定位、车联网和智能家居等众多领域。
本文将从其技术原理、应用前景等多个角度来探讨超宽带技术的应用前景。
一、UWB技术原理UWB技术是一种利用极短脉冲波进行通信的无线通信技术。
其主要原理是通过发射极短脉冲信号,利用超宽带的频谱传输数据,使其在传输过程中不被其它信号所干扰。
同时,由于其信号的短暂性,可避免多径效应,从而提高了信道传输的可靠性和抗干扰能力。
二、UWB技术的应用前景1. 无线传感随着无线传感网技术的逐渐成熟,UWB技术的应用前景也越来越广泛。
利用UWB技术,可以在传感器之间快速地传递数据,实现实时监测并采集海量数据,从而提高传感网络的效率和准确度。
2. 高速数据传输在大数据时代,需要进行大规模数据的传输和处理,而传统的有线光纤和无线通信技术都存在一定的局限性。
利用UWB技术,可以实现更快的数据传输速率和更高的传输安全性,更好地满足大数据时代的需求。
3. 室内定位UWB技术在室内定位方面的应用也非常广泛。
通过在物品上安装UWB标签,可以实时、准确地追踪其位置,对于物流、人员定位、宠物定位等领域都有很好的应用前景。
4. 车联网目前随着智能交通系统的快速发展,车联网也逐渐成为越来越重要的一部分。
利用UWB技术,对车辆进行高精度的距离判断和位置感知,可以实现自动泊车、自动驾驶、车辆通信等方面的应用,进一步推动车联网的发展。
5. 智能家居UWB技术在智能家居领域也有着巨大的应用前景。
通过将UWB技术应用于智能家居中,可以实现家庭智能化、智能电视、智能家电、智慧音箱等方面的应用,进一步提高家居生活的便利性和安全性。
三、总结综上所述,UWB技术具有应用广泛、传输速率快、抗干扰能力强、定位精度高等优点,其应用前景前景是非常广阔的。
同时,可以预见,随着 UWB技术的不断发展和应用,其在未来会扮演越来越重要的角色,也将能够为人们的生活、商业和科技进步带来更大的贡献。
UWB超宽带什么是UWB超宽带?UWB(Ultra-WideBand)超宽带是一种通过在超宽频带范围内传输数据的无线通信技术。
它基于短脉冲信号,能够在极短的时间内传输大量数据。
UWB超宽带技术在无线通信领域具有广泛应用,包括室内定位、物体追踪、雷达和无线传感器网络等。
UWB超宽带的特点1.宽频带范围: UWB超宽带技术的一项主要特点是其宽频带范围。
通常,UWB的频带范围从几百兆赫兹(MHz)到几千兆赫兹(GHz),因此能够支持高速数据传输和较长的传输距离。
2.低功率: UWB超宽带技术在传输数据时使用低功率,这使得它可以在不干扰其他无线设备的情况下工作。
3.高精度定位: UWB超宽带技术可以实现高精度的室内定位。
由于UWB信号能够穿透墙壁和障碍物,因此可以在室内环境中实现准确的物体定位。
4.抗多径干扰:多径干扰是指由于信号在传播过程中碰撞、反射和折射等原因导致信号传输路径的多样性。
UWB超宽带技术通过使用信号的多径特性来抵消多径干扰,提高信号传输的可靠性。
UWB超宽带的应用1. 室内定位UWB超宽带技术在室内定位方面具有特殊优势。
通过将UWB设备部署在建筑物内部,可以实现对人员和物体的高精度定位。
这在商场、医院和仓库等场所可以提供实时的位置信息,便于管理和安全监控。
2. 物体追踪利用UWB超宽带技术,可以实现对物体的追踪。
通过将UWB标签附着在物体上,可以准确追踪其位置和运动轨迹。
这在物流管理、仓库管理和供应链领域具有广泛应用。
3. 雷达应用UWB超宽带技术在雷达领域也得到了广泛应用。
与传统雷达相比,UWB雷达具有更高的分辨率和更好的目标检测能力。
它可以在不同的天气和环境条件下提供高质量的目标识别和跟踪。
4. 无线传感器网络UWB超宽带技术在无线传感器网络中起到重要作用。
通过使用UWB传感器,可以实现对环境参数(如温度、湿度和压力等)进行高精度和实时的测量。
这在工业自动化、环境监测和智能家居等领域有着广泛的应用前景。
251 背景超宽带技术主要分为三种宽带形式,包括无载波体制、单载波超宽带体制和多载波超宽带体制。
其中多载波超宽带体制转播效果最好,传导速度最高;无载波体制则的波形和频率则不需要调整,直接利用超窄脉冲进行通讯,不仅可以有效地隐藏设备所在,设备的制造费用也很低,通讯时长是无载波体制的一大缺点;单载波体制相对两者特征虽然不明显,但也是各国通讯技术专家争相突破的技术领域[1]。
2 技术现状目前这一技术在民用通讯中的相关设备已经有了重大的突破,很多功能都非常成熟,卫星定位、移动示踪、数据传送效率都得到了非常大的提升。
超宽带通信技术应用的发射源和接收源也发展迅速,许多国家都开发出有着自己特色的小型设备站。
如今我国也把超宽带通信技术研究放在了很重要的地位,这一技术在的军事用途和民用用途中都取得了巨大的突破,在告诉通讯和精准定位领域都已经国际领域的前列。
最有代表性的突破就是超宽带通信信号的发射技术,在企业进行研究的同时,各个高校相关专业领域也开始着手进行研究和突破[2]。
在军事方面的应用中,我国对该技术的研究相对研究时间较短,技术不尽成熟,但是在国家的关注和扶持下发展迅猛,正在逐渐缩短和国际上的成型技术的差距。
3 技术关键我国信号脉宽窄宽带传送的技术相对应用研究已经比较成熟,超宽带通信技术还存在着几个重要的难关需要突破。
最重要的是调制带宽和微秒单位时间内的信号分辨难度。
3.1 信号处理多载波体制超宽传导已经突破700M,不远的将来可以突破KM。
但是在技术突破的前面,单位时间的数据传输成本问题仍然非常棘手。
多载波体制传输,依赖OFDM系统的发射和接收。
但是考虑到我国互联网的覆盖范围和使用强度,即使采用最高速的优化计算方法,对硬件的要求也是极高的,所以我们借鉴了光电信息技术。
光缆的信号传导速率可到100G以上,需要克服电子设备的技术瓶颈。
借鉴于此,可以开发出适用于无线信号的传送设备,满足多载波体制的信号高速传递的需要。
超宽带无线通信技术近来,人们可能会注意到,在通信领域出现了一个新的技术词汇——超宽带无线通信,实际上,超宽带无线电的历史渊源,可以追溯到一百年前波波夫、马可尼发明越洋无线电报的时代。
现代意义上的超宽带UWB(UltraWide Band)无线电,又称冲激无线电(Impulse Radio)技术,出现于1960年代,但其应用一直仅限于军事、灾害救援搜索雷达定位及测距等方面。
2002年2月14日,这项无线技术首次获得了美国联邦通信委员会(FCC)的批准用于民用通信,从而引起了世界各国的广泛关注,自1998年起,FCC对超宽带无线设备对原有窄带无线通信系统的干扰及其相互共容的问题开始广泛征求业界意见,在有美国军方和航空界等众多不同意见的情况下,FCC仍开放了UWB技术在短距离无线通信领域的应用许可,这充分说明此项技术所具有的广阔应用前景和巨大的市场诱惑力。
UWB是一种无载波通信技术,它不采用正弦载波,而是利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽。
一般认为-10dB相对带宽超过25%,或-10dB绝对带宽超过1.5GHz就称为超宽带,后来FCC又将此带宽值修改为500MHz。
由计算信道容量的Shannon公式可知,在信道容量一定的情况下,带宽与信噪比可以互补。
UWB的带宽非常宽,目前FCC开放的频段是3.1-10.6 GHz,故UWB系统发射的功率谱密度可以非常低,甚至低于FCC规定的电磁兼容背景噪声电平(-41.3dBm—FCC Part15),所以短距离UWB无线通信系统与其他窄带无线通信系统可以共存。
UWB的传输速率可达几十Mbps~几Gbps;其收发信机结构简单,成本低于全数字化;并且其固有的抗多径衰落功能很强。
UWB发射脉冲持续时间远小于脉冲重复周期,平均发射功率很低,使UWB 技术在实现超宽带信号时域波形高传输数据率的同时也有着低功耗的显著优点。
超宽带技术在实现同样传输速率时,功率消耗仅有传统技术的1/10-1/100。
UWB技术应用介绍UWB技术(Ultra-Wideband)是一种具有超宽带特性的无线通信技术,其频率范围非常广泛,一般包括从几百兆赫兹到数千兆赫兹,甚至数十千兆赫兹的频段。
相比传统无线通信技术,UWB技术具有更高的数据传输速率,更低的功耗以及更广泛的应用领域。
在UWB技术的应用中,最重要的是其高速数据传输能力。
由于UWB技术的频率范围广泛,因此可以提供更高的传输带宽,一般能够达到数千兆比特每秒的传输速率。
这种超高速传输能力使得UWB技术在实时高清视频传输、无线VR/AR应用以及大规模数据传输等领域有着广泛的应用前景。
第二个重要的应用领域是室内定位和跟踪。
UWB技术可以实现非常精确的距离测量,其测距精度一般可达到几乎厘米级别。
这使得UWB技术能够在室内环境中实现高精度的定位和跟踪,例如在仓库管理、智能家居以及智能医疗设备中应用。
此外,UWB技术还可以实现室内环境中的人员密度检测和人员流量管理等功能。
UWB技术还可以实现无线电频谱的共享和利用。
由于UWB技术的频率范围非常广泛且无需占用特定频段,因此可以有效利用频谱资源,避免不同无线设备之间的干扰。
与传统的频谱共享技术相比,UWB技术可以实现更高的频谱利用效率。
这使得UWB技术在军事应用、无人驾驶以及物联网等领域有着广泛的应用前景。
总结起来,UWB技术是一种具有超宽带特性的无线通信技术,具有高速数据传输能力、精确定位和跟踪能力以及频谱共享和利用能力。
应用领域包括高清视频传输、室内定位和跟踪、雷达和无线通信、无线电频谱共享和利用等。
随着技术的进一步发展,UWB技术有望在更多领域得到广泛应用。
超宽带无线通信技术的应用及发展远景剖析【纲要】文章概括了超宽带无线通信技术的观点及特色,并总结了超宽带无线通信的优势,在此基础上,针对超宽带无线通信技术的实质应用进行了深入地剖析,旨在为同行供给参照借鉴。
【重点字】超宽带无线通信电子通信优势应用跟着全世界各地通信网络的快速,超宽带无线通信技术作为新兴技术也获取了快速的发展,在这个技术领域里,超宽带技术拥有较大的发展远景,进而在我国各个领域获取了宽泛的应用。
当前,超宽带技术在应用中变得愈来愈成熟,相信在将来的信息网络中将会发挥的重要性的作用。
下边联合笔者的工作经验,商讨了超宽带无线通信技术的应用及发展远景。
一、超宽带无线通信技术概括超宽带无线通信技术是指能够在超宽带的带宽长进行信号的传输。
超宽带一词最先使用于美国的国防部,那时是为了利用超宽带技术来实现对某一频次范围内信号的定义。
与一般通信方式对比,超宽带技术采纳的是一种极短的脉冲信号,每个脉冲信号的连续时间往常只有几十皮秒到几纳秒,在最大数据的传输速率上能够实现每秒几百兆比特。
二、超宽带无线通信的优势2.1 使用的宽带大、传输速率高超宽带无线通信技术和其余无线系统对比,拥有制造成本低的优势,同时在生产制造过程中所用技术简单,发送功率要比现有的无线系统要低好多。
在无线通信系统发展中,其空间容量也更大。
在频域上,超宽带无线通信技术在超越上拥有很广的范围,能够保证在喧闹复杂的环境中不被检测到,拥有很强的安全性。
同时,无线通信技术拥有相当高的穿透力,宽泛的应用于检测、定位等领域。
超宽带无线通信技术所供给的高速率的无线通信数据传输速率能够同时知足很多大容量的多媒体流的传输。
2.2 拥有高强度的保密性超宽带无线通信技术采纳的信息接收系统是采纳的跳时扩频。
只有超宽带无线通信系统的接收机知道发送端的脉冲序列,才能在数据信号发射和接收的过程中保证高度的安全性。
同时超宽带无线通信技术拥有低功率的发射优势,在信息化和数字化发展的信息时代,很难在喧闹的环境中被检测到。
超宽带(UWB)无线通信技术详解作者:王德强李长青乐光新近年来,超宽带(UWB)无线通信成为短距离、高速无线网络最热门的物理层技术之一。
许多世界著名的大公司、研究机构、标准化组织都积极投入到超宽带无线通信技术的研究、开发和标准化工作之中。
为了使读者对UWB技术有所了解,本讲座将分3期对UWB技术进行介绍:第1期讲述UWB的产生与发展、技术特点、信号成形及调制与多址技术,第2期对UWB信道、系统方案及接收机关键技术进行介绍,第3期介绍UWB的应用前景及标准化情况。
1 UWB的产生与发展超宽带(UWB)有着悠久的发展历史,但在1989年之前,超宽带这一术语并不常用,在信号的带宽和频谱结构方面也没有明确的规定。
1989年,美国国防部高级研究计划署(DARPA)首先采用超宽带这一术语,并规定:若信号在-20dB处的绝对带宽大于1.5GHz或相对带宽大于25%,则该信号为超宽带信号。
此后,超宽带这个术语才被沿用下来。
其中,fH为信号在-20dB辐射点对应的上限频率、fL为信号在-20 dB辐射点对应的下限频率。
图1给出了带宽计算示意图。
可见,UWB是指具有很高带宽比(射频带宽与其中心频率之比)的无线电技术。
为探索UWB应用于民用领域的可行性,自1998年起,美国联邦通信委员会(FCC)开始在产业界广泛征求意见。
美国NTIA等通信团体对此大约提交了800多份意见书。
2002年2月,FCC批准UWB技术进入民用领域,并对UWB进行了重新定义,规定UWB信号为相对带宽大于20%或-10dB带宽大于500MHz的无线电信号。
根据UWB系统的具体应用,分为成像系统、车载雷达系统、通信与测量系统三大类。
根据FCCPart15规定,UWB通信系统可使用频段为3.1 GHz~10.6 GHz。
为保护现有系统(如GPRS、移动蜂窝系统、WLAN等)不被UWB系统干扰,针对室内、室外不同应用,对UWB系统的辐射谱密度进行了严格限制,规定UWB系统的最高辐射谱密度为-41.3 dBm/MHz.。
超宽带技术的应用与发展一、引言随着计算机通信技术的不断发展,无线传输技术得到了广泛的应用,而超带宽(UWB)技术作为一种新型短距离高速无线通信技术正占据主导地位,超带宽技术又被称为脉冲无线发射技术,是指占用带宽大于中心频率的1/4或带宽大于1.5GHz的无线发射方案,超带宽技术在2002年以前主要应用于雷达和遥感等军事领域,UWB技术不需载波,能直接调制脉冲信号,产生带宽高达几兆赫兹的窄脉冲波形,其带宽远远大于目前任何商业无线通信技术所占用的带宽,UWB信号的宽频带、低功率谱密度的特性,决定了UWB无线传输技术具有以下优势:易于与现有的窄带系统(如全球定位系统(GPS)、蜂窝通信系统、地面电视等)公用频段,大大提高了频谱利用率。
易于实现多用户的短距离高速数据通信;目前,UWB技术在商业多媒体设备、家庭和个人网络方面的应用正在不断发展。
二超宽带技术的特点应用1、超宽带技术解决了困扰无线技术多年的有关传播方面的问题,如发射信号功率谱密度低、低截获大问题,具有对信道衰落不敏感的问题,又具有能力、系统复杂程度低、能提供厘米级的定位精度等优点;它在无线局域网、城域网和个人局域网的应用中,可提供低功耗、超带宽及相对简捷的通信技术,尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入,可实现PC与移动设备、消费电子等信息终端的小范围智能化互联,从而组建个人化的办公或家用信息化网络。
超带宽(UWB)无线通信技术以它高速率、高性能、低成本、低功耗等特点成为最具有竞争力的WPAN实现技术,并已成功应用于多个方面。
2、超宽带技术特点(1)体积小、成本低、系统结构实现简单、UWB不使用载波,直接发射脉冲序列,不需要传统收发器所需要的上、下变频,从而不需要功用放大器与混频器,因此UWB设备集成更为简化。
脉冲发射机和接收机前端可集成在一个芯片上,再加上时间基和一个微控制器,就可构成一部超宽带通信设备。
(2)传输速率高数字化、综合化、宽带化、智能化和个人化是通信发展的主要趋势。
为确保提供高质量的多媒体业务的无线网络,其信息速率不能低于50Mbit/s。
在用商品中,一般要求UWB信号的传输范围为10m以内,再根据经过修改的信道容量公式,其传输速率可达500Mbit/s,是实现个人通信和无线局域网的一种理想调制技术。
UWB以非常宽的频率来换取高速的数据传输,并且不单独占用现在的频率资源,而是共享其他无线技术使用的频带。
(3)空间容量大UWB无线通信技术的单位区域内通信容量可超过每平方米1000Kbps,而IEEE802.11b仅为每平方米1Kbps,蓝牙技术为每平方米30Kbps,IEEE802.11a也只有每平方米83Kbps,可见,现有的无线技术标准的空间容量都远低于UWB技术。
随着技术的不断完善,UWB系统的通信速率、传输距离及空间容量还将不断提高。
(4)低功耗UWB使用简单的传输方式,即使用间歇的脉冲来收发数据,脉冲持续时间很短,仅为0.2ns ̄1.5ns,因此UWB系统的功耗很低,仅为1mW ̄4mW,民用的UWB设备功率一般是传统移动电话或者无线局域网所需功率的1/10 ̄1/100左右,大大延长了电源的供电时间。
UWB设备在电池寿命和电磁辐射上,相对于传统无线设备有着很大的优越性。
(5)多径分辨能力强由于常规无线通信的射频信号大多为连续信号,或其持续时间远大于多径传播时间,多径传播效应限制了通信质量和数据传输速率。
由于超带宽无线电发射的是持续时间极短的单脉冲且占空比较低,多径信号在时间上是可分离的。
假如多径脉冲要在时间上发生交叠,其多径传输路径长度应小于脉冲宽度与传播速度的乘积。
由于脉冲多径信号在时间上不重叠,很容易分离出多径分量以充分利用发射信号的能量。
大量的实验表明,对常规无线电信号多径衰落深达10 ̄30dB的多径环境,对超带宽无线电信号的衰落最多不到5dB。
(6)穿透能力强由于超带宽无线电的带宽很宽,因此具有很强的穿透树叶和障碍物的能力,有希望填补常规超短波信号在丛林中不能有效传播的空白。
实验表明,适用于窄带系统的丛林通信模型同样可适用于超宽带系统;超宽带技术还能实现隔墙成像等。
(7)定位精确冲激脉冲具有很高的定位精度,采用超带宽无线电通信,很容易将定位与通信合一,而常规无线电难以做到这一点。
超带宽无线电具有极强的穿透能力,可在室内和地下进行精确定位,而GPS定位系统只能工作在GPS定位卫星的可视范围之内;与GPS提供绝对地理位置不同,超短脉冲定位器可以给出相对位置,期定位精度可达厘米级,此外,超带宽无线电定位器更为便宜。
(8)安全性高、隐蔽性好、与有线通信相比,超带宽无线电的射频带宽可达到1GHz以上,且所需平均功率小,信号的能量弥散在极宽的频带范围内,对一般通信系统,UWB信号相当于白噪声,并且多数情况下,UWB信号的功率谱密度低于自然的电子噪声,从电子噪声中将脉冲信号检测出来是一件非常困难的事。
信号被隐蔽在环境噪声和其它信号中,难以被敌方检测到。
三、超宽带技术的原理1 、UWB的关键技术1.1 脉冲成形技术任何数字通信系统,都要利用与信道匹配良好的信号携带信息,对于线性调制系统,已调制信号可以统一表示为:s(t)=Σ In g(t-T)其中,In为承载信息的离散数据符号序列;T为数据符号持续时间;g(t)为时域成形波形,通信系统的工作频段,信号带宽、辐射谱密度、带外辐射、传输性能、实现复杂度等诸多因素都取决于g(t)的设计。
对于UWB通信系统,成形信号g(t)的带宽必须大于500mHz,且信号能量集中于3.1-10.6GHz频段,脉冲成形技术中最具代表性的无载波脉冲是高斯单周脉冲,他的带带宽已经大于2GHz,高斯单周脉冲是高斯脉冲的各阶导数,各阶脉冲波形可由高斯一阶导数通过逐次求导得到。
随着脉冲信号阶数的增加,过零点数逐渐增加,信号中心频率向高频移动,但信号的带宽无明显变化,相对带宽逐渐下降,早期UWB系统采用1阶、2阶脉冲、信号频率成分从直流延续到2GHz,按照FCC对UWB的新定义,必须采用4阶以上的亚纳秒脉冲方能满足辐射谱要求。
1.2 调制技术调制方式是指信号以何种方式承载信息,他不但决定着通信系统的有效性和可靠性,是也影响信号的频谱结构、接收机复杂度,在UWB系统中常用的调制方式可以分为两大类:基于超宽带脉冲的调制,基于OFDM的正交多载波调制。
其中基于超带宽脉冲的调制常用的有脉位调制和脉副调制。
脉位调制(PPM)是一种利用脉冲位置承载数据信息的调制方式,按照采用的离散数据符号状态数可以分为二进制PPM(2PPM)和多进制PPM (MPPM)。
在这种调制方式中,一个脉冲重复周期内脉冲可能出现的位置有2个或M个,脉冲位置与符号状态一一对应,根据相邻脉位之间距离与脉冲宽度之间关系,又可分为部分重叠的PPM和正交PPM(OPPM)。
在部分重叠的PPM中,为保证系统传输可靠性,通常选择相邻脉位互为脉冲自相关函数的负峰值点,从而使相邻符号的欧氏距离最大化,在OPPM中,通常以脉冲宽度为间隔确定脉位,接收机利用相关器在相应位置进行相干检测,鉴于UWB系统的复杂度和功率限制,实际应用中,常用的调制方式为2PPM或2OPPM。
脉副调制(PAM)是数字通信系统最为常用的调制方式之一。
在UWB系统中,考虑到实现复杂度和功率有效性,不宜采用多进制PAM(MPAM)。
UWB 系统常用的PAM有两种方式:开关键控(OOK)和二进制相移键控(BPSK)。
OOK可以采用非相干检测降低接收机复杂度,而BPSK采用相干检测可以更好地保证传输可靠性。
正交多载波调制(OFDM)是一种高效的数据传输方式,其基本思想是把高速数据流分散到多个正交的子载波上传输,从而使子载波上的符号速率大幅度降低,符号持续时间大大加长,因而对时延扩展有较强的抵抗力,减小了符号间干扰的影响,通常在OFDM符号前加入保护间隔,只要保护间隔大于信道的时延扩展则可以完成消除符号间干扰,OFDM相对于一般的多载波传输的不同之处是他允许子载波频谱部分重叠,只要满足子载波间相互正交则可以从混迭的子载波上分离出数据信息,由于OFDM允许子载波频谱混迭起,其频谱效率大大提高,因而是一种高效的调制方式。
1.3 接收技术尽管UWB信道的时延扩展很大,但是在信号占空比很低的情况下,前后两个接收波形之间的干扰可以忽略不计,因此早期的UWB接收机结构很简单,只是一个等效于匹配滤波的相关器而已。
同时为了降低微器件模拟变换器的(ADC)变换速率的要求,相关器是用线性相乘和积分等模拟过程实现的,但是当对传输速率的要求达到了上百兆比特每秒后,不理想的信道特性对接收信号的影响变得严重起来,接收信号幅度上的衰落需要通过RAKE接收机收集足够非常的多径分量来克服,另一方面,信号的占空比不足以避免前后波形之间的重叠现象,如何解决符号间干扰(ISI)问题也必须在系统设计中加以考虑,一种比较理想的解决方案影响是RAKE+均衡,通过RAKE接收捕捉各条径的能量以抵抗衰落,同时利用均衡来消除符号间干扰。
目前对接收机在多径和各种干扰环境下的性能分析通常基于RAKE接收机,在具体实现上,有几种路径选取方法可以用,例如选择信号最强的L条路径或是最先到达的L条路径。
合并策略也可采用最大比合并或等增益合并,前者的性能更好,只是实现难度较大,从仿真结果来看,就UWB信道特性而言,选择4-6条路径进行合并已可获得接近最佳的性能,同步也是接收机中值得关注的一个问题,在高速应用中,快速同步的实现尤为关键,如果采用最大比合并方式,接收机还需要进行信道估计[2]。
2 UWB无线传输系统的基本模型UWB系统的基本模型主要由发射部分、无线信道和接收部分构成,与传统的无线发射、接收机结构相比,UWB的发射、接收机结构相对简单,易于实现,如传统蓝牙系统是一种低功耗的无线传输技术,它的集成电路是经典的超外差电路,发射机部分包括压控振荡器、锁相环同步器、参考振荡器,接收机部分包括低噪声放大器、混频器、放大器等;而UWB的发射、接收机的结构不同,因为脉冲产生器只需产生大约100mV的电压就能满足发射要求,因而发射端不需要功率放大器,在接收端,天线收集的信号先通过低噪声放大器,再通过一个匹配滤波器或相关接收机恢复出期望信号[3],由于UWB信号的发射未经载波调制,UWB的接收端不再需要参考振荡器、锁相环同步器、压控振荡器及混频器等。
UWB的发射、接收机结构比蓝牙更简单,UWB的发射机可灵活地调整发射距离,当发射距离增大时,UWB可以用多个脉冲传一个信号以增加接收端的信噪比,由于UWB的发射功率与脉冲重复频率成正比,因此可以通过软件对数据率、功耗、发射范围进行管理,这种灵活性非常有利于功率受限的便携式终端的设计。