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超宽带基础知识

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超宽带无线通信技术课件

超宽带无线通信技术课件

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。
脉冲波形
➢ 高斯脉冲微分，升余弦、Herimite(厄密特)脉冲等。
高斯函数脉冲
高斯脉冲宽度 和频域带宽取 决于参数α, α的值越大， 高斯脉冲越宽， 相应的频域带 宽就越小
p(t)
1
2 2
e
t2 2
2
2 e
2
t
2
2
高斯脉冲二阶导
w2 (t)
4 2
e
2 t 2
2
1
4 t 2
2
高斯脉冲各阶导数
原始的发送信息。
（a）发射部分
在发射端，欲传输的基带信
号与一个码片速率很高的伪
随机码进行时域相乘，其输 d(t)
出为一个频谱带宽被扩展的
扩频码流，然后将此扩频码
流变换为射频信号发射出去。c(t)
在接收端，射频信号经过变
频后输出中频信号，它与本 d(t)*c(t)
地的伪随机码进行时域相乘，

超宽带

超宽带

一\UWB技术是一种新型的无线通信技术。

它通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制，使信号具有GHz量级的带宽。

超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点。

1 超宽带信号及其特点美联邦通信委员会(FCC)规定：部分带宽号称为UWB信号。

其中，部分带宽为信号功率谱密度在-10dB处测量的值。

图1为UWB信号与窄宽信号功率谱密度的比较；UWB信号格式如图2所示。

一种典型的脉位调制(PPM)方式的UWB 信号形式[1],[2]为：Str(k)(t)表示第k个用户的发射信号，它是大量的具有不同时移的单周期脉冲之和。

w(t)表示传输的单周期脉冲波形，可以为单周期高斯脉冲或其一阶、二阶微分脉冲，从该发射机时钟的零时刻(t(k)=0)开始。

第j个脉冲的起始时间为。

仔细分析每个时移分量：（1）相同时移的脉冲序列：形式的脉冲表示时间步长为Tf的单周期脉冲，其占空比极低，帧长或脉冲重复时间Tf(Frame Time)的典型值为单周期脉冲宽度的一百到一千倍。

类似于ALOHA系统，这样的脉冲序列极容易导致随机碰撞。

(2)伪随机跳时：为减少多址接人时的冲突，给每个用户分配一个特定的伪随机序列，称之为跳时码，其周期为Np。

跳时码的每个码元都是整数，且满足。

这样跳时码给每个脉冲附加了时移，第j个单周期脉冲的附加时移为秒。

由于读出单周期脉冲相关器的输出要占用一定的时间，NhTc/Tf应严格小于1。

然而如果NhTc 太小，那么多个用户接入时发生冲突的概率仍然会很大。

相反，如果NhTc足够大且跳时码设计合理，就可以将多用户干扰近似为加性高斯白噪声AWGN(AdditiveWhite Gauss Noise)信号。

由于跳时码是周期为Np的周期序列，那也为Np周期序列，其周期为Tp=NpTf。

跳时码的另外一个作用是使UWB信号的功率谱密度更为平坦。

超宽带综述

超宽带综述

一、超宽带信号的定义及其特点两个常用概念能量带宽：相对带宽：定义1990年美国军方首次提出“超宽带”这一概念，并规定在-20dB处的绝对带宽大于或相对带宽大于25%的任何信号均称之为超宽带信号。

2002年，FCC对美国军方的定义作了修改，规定信号-10dB绝对带宽大于或相对带宽大于、等于20%，就称之为超宽带信号。

这个定义使得超宽带信号不再局限于脉冲发射.超宽带技术的特点超宽带技术在历史上还有其他的名称，如脉冲无线电 (ImpulseRadio)，时域脉冲，无载波技术等。

上述名称反映了超宽带信号在时域上持续时间极短，在频域上覆盖了很宽的频带这个典型特点。

超宽带技术具有如下优势:(1)辐射谱密度低超宽带通信系统使用很低的功率谱密度发射信号，功率谱密度与窄带系统接收端的背景噪声电平持平。

因此，超宽带系统对窄带系统的干扰小，能与其他通信系统共享频谱资源。

此外，低的辐射谱密度使得信号的隐蔽性特别强，被截获和检测的概率低，保证了通信的安全性。

(2)传输速率高超宽带极窄脉冲信号的本质特点就是具有极宽的带宽，由香农信道容量公式可知，信道容量与带宽呈近似线性关系。

因此，超宽带系统具有很大的系统容量。

超宽带的这种特性非常适用于高速率数据传输的无线通信系统，理论的最大数据传输速率可达到1GbPs。

但是，由于辐射谱密度低，超宽带系统只能应用于10米内的短距离高速无线通信。

(3)多径分辨能力强在无线通信系统中，信道情况比较复杂，发射机和接收机之间存在许多障碍物。

发射信号经过多次反射、散射、绕射后经过不同的路径到达接收端。

由于经过不同路径的信号其幅度的衰减和时间的延迟都是不同的，所以在接收端这些信号的叠加会引起信号的衰落，窄带系统尤为严重。

在超宽带系统中，承载数据信息的是持续时间在纳秒级的时间离散窄脉冲，经多径反射的延时信号与直达信号在时间上是可以分离的。

因此，超宽带信号具有很强的分辨多径衰落能力。

(4)极宽的带宽一个基带极窄脉冲从时域经傅里叶变换到频域，其频率覆盖范围从直流(DC)到几个甚至十几个GHz的频率位置。

超宽带无线电基础

超宽带无线电基础
——信息被扩展到很宽的频谱上，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），所以对其他通信系统的干扰小，可以与 其他无线通信系统共享频谱资源。
power spectral density
dBm/MHz
80UWB技术可以被用作一种射频识别技术。将存储信 息的RAM和UWB芯片集成制造为智能标签，附到各 种物品上，再将UWB芯片集成到带CPU的阅读器或 搜索器上，就可以对各种物品进行智能识别、管理 了。
UWB在军事领域中的应用
由于UWB具有低截获率，最早应用于军事领域，如 雷达、战场上给士兵定位无线传感网。
到了二十世纪六十年代，随着采样示波器、雪崩晶体管、 隧道二极管的发明以及亚纳秒级脉冲发生技术的开发， 可以产生近似的冲激脉冲激励，从而微波网的冲激响应 可以直接进行观察和测量。冲激响应测量方面的研究导 致了基于脉冲的传输被应用于雷达和通信中（仅限于军 事、灾害救援搜索雷达定位及测距等方面）。到80 年代 后期， 该技术开始被称为“无载波”无线电，或脉冲无 线电。 美国国防部在1989 年首次使用了“超带宽”这一术语表 示脉冲无线电。
车载雷达：22~29GHz，另外，中心频率和最高辐射电 平点的频率必须大于24.075GHz。
FCC对超宽带设备的功率辐射限制
FCC对超宽带设备的功率辐射限制以EIRP（Effective Isotropic Radiated Power）指标给出。所谓EIRP，即有 效全向辐射功率，是一个天线的输入功率与某个指定方 向天线增益的乘积相对全向天线的值。
IP
PAL
PAL
PAL
WiNET
WiMedia UWB Radio Platform MAC & Policies

超宽带技术(UWB)概述

超宽带技术(UWB)概述

UWB的特点
2、信道容量大，传输速率高
➢ 香农信道容量公式
C
W
log2 (1
S 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。
• 时隔这么多年后，在最近七八年中其它先 进的无线技术如蓝牙技术、WiFi、WiMAX 都先后面世，UWB为什么会重出江湖并引 起如此密切的关注呢？
UWB：由来
• UWB技术特点与时代需求的结合
– 随着网络技术的发展，网络信息传输从以文字 为主过渡到以多媒体信息为主，因此对带宽的 要求就比较高；
– 从技术层面来说，可靠地传输视频图像所需的 数据传输速度超过了蓝牙与WiFi的能力；
➢ 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。
➢ 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
非正弦波形传输
传统无线发射信号
UWB发射信号
Signal1
Signal2
时域共享
Signal1
Signal2

超宽带概要

超宽带概要

超宽带系统概要1 目前无线通信技术从涵盖范围来划分主要分为无线个域网（Wireless Personal Aera Network,WPAN ）、无线局域网(Wireless Local Aera Network ，WLAN)、无线城域网(Wireless Metropolian Aera Network ，WMAN)、无线广域网(Wireless Wide Aera Network ，WWAN)四类。

WPAN 是为了实现活动半径小、业务类型丰富、面向特定群体、无线无缝连接而提出的新型无线通信网络技术。

超宽带是一种适用于WPAN 的无线技术。

美国联邦通讯委员会（Federal Communications Commission ，FCC ）对超宽带的定义：相对带宽大于20%或绝对带宽大于500MHz ，并满足其对信号功率谱密度的限制要求。

FCC 将超宽带系统的带宽限制在 3.1～10.6GHz 频带内，并要求其等效各向同性辐射功率（Equivalent Isotropic Radiated Power,EIRP ）限制在-41.3dBm/MHz 以下。

超宽带通信系统的实现方式：脉冲无线电（传统）和载波调制（主流的延伸）。

常见的超宽带通信体制：脉冲无线电（Impulse Radio ，IR ）（经典）、直接序列扩频超宽带（Direct Sequence Ultra Wide Band ，DS-UWB ）、多带正交频分多路复用（Multi-Band OFDM Alliance ，MBOA ）。

脉冲无线电（IR ）时域宽度为纳秒级或压纳秒级，占空比很低，不需经过频谱搬移。

脉冲超宽带的特性（IR-UWB ）：1>支持高数据速率或系统容量超宽带脉冲持续时间短，可以通过调整跳时多址接入方式中的占空比（提高）或DS 多址接入方式中的序列长度（降低）实现高速率。

2>定位精度高，探测能力强超宽带信号的时间分辨能力直接决定了信号到达时间（Time Of Arrival ，TOA ）估计的精确度，通常用克拉美-劳下界（Cramer-Rao Low Bound ，CRLB ）衡量。

什么是超宽带

什么是超宽带推荐文章如何解除网络宽带限制热度：如何解决家里宽带IP变成内网地址热度：电脑开机后宽带连接很慢怎么解决热度： win10怎么解除宽带限制热度：光纤宽带怎么修改密码热度：超宽带(Ultra-wideband，简称UWB)是一种具备低耗电与高速传输的无线个人局域网络通讯技术，适合需要高质量服务的无线通信应用，可以用在无线个人局域网络(WPAN)、家庭网络连接和短距离雷达等领域。

它不采用连续的正弦波(sine waves)，而是利用脉冲讯号来传送。

下面店铺与大家分享一下什么是超宽带。

什么是超宽带UWB技术是一种新型的无线通信技术。

它通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制，使信号具有GHz量级的带宽。

超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点。

UWB的优点与其他无线通信技术相比,UWB具有许多优点。

表1将UWB技术与其他无线局域网技术进行了比较。

UWB技术的特点有：传输速率高、系统容量大、抗多径能力强、功耗低、成本低。

UWB通过改变脉冲的幅度、间距或者持续时间来传递信息。

与窄带收发信机和蓝牙收发信机相比,UWB不需要产生正弦载波信号, 可以直接发射冲激脉冲序列,因而具有很宽的频谱和很低的平均功率,有利于与其他系统共存,提高频谱利用率。

UWB不需要正弦波调制和上、下变频,也不需要本地振荡器、功放和混频器等,因此体积小,系统的结构比较简单。

UWB信号的处理也比较简单,只需使用很少的射频或微波器件,射频设计简单,系统的频率自适应能力强。

可以将脉冲发射机和接收机前端集成到一个芯片上,再加上时间基和控制器,就可以构成一部UWB通信设备。

因此,它的成本可以大大降低。

由于UWB信号采用了跳时扩频,其射频带宽可以达到1GHz以上,它的发射功率谱密度很低,信号隐蔽在环境噪声和其他信号之中,用传统的接收机无法接收和识别,必须采用与发端一致的扩频码脉冲序列才能进行解调,因此增加了系统的安全性。

超宽带(UWB)技术

一、UWB技术简介UWB技术是一种与其它技术有很大不同的无线通信技术，它将会为无线局域网LAN和个人域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。

超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它开发了一个具有对信道衰落不敏感;发射信号功率谱密度低，有低截获能力，系统复杂度低，能提供数厘米的定位精度等优点。

UWB尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入和军事通信应用中。

虽然超宽带的描述并不详细，它确实有助于将这项技术与传统的“窄带”系统分隔开，或者是更新的主要是指文献中描述的未来3G蜂窝技术的“宽带”系统。

关于超宽带和其它的“窄带”或者是“宽带”主要有两方面的区别。

一是超宽带的带宽，在美国联邦通信委员会(FCC)所定义比中心频率高25%或者是大于1.5G赫兹。

很清楚，这一带宽明显大于目前所有通信技术的带宽。

二是，超宽带典型的用于无载波应用方式。

传统的“窄带”和“宽带”都是采用无线电频率(RF)载波来传送信号，频率范围从基带到系统被允许使用的实际载波频率。

相反的，超宽带的实现方式是能够直接的调制一个大的激增和下降时间的“脉冲”，这样所产生的波形占据了几个GHz的带宽。

UWB无线通信技术与现有的无线通信技术有着本质的区别。

当前的无线通信技术所使用的通信载波是连续的电波，形象地说，这种电波就像是一个人拿着水管浇灌草坪时，水管中的水随着人手的上下移动形成的连续的水流波动。

几乎所有的无线通信包括移动电话、无线局域网的通信都是这样的:用某种调制方式将信号加载在连续的电波上。

与此相比，UWB无线通信技术就像是一个人用旋转的喷洒器来浇灌草坪一样，它可以喷射出更多、更快的短促水流脉冲。

UWB产品在工作时可以发送出大量的非常短、非常快的能量脉冲。

这些脉冲都是经过精确计时的，每个只有几个毫微秒长，脉冲可以覆盖非常广泛的区域。

脉冲的发送时间是根据一种复杂的编码而改变的，脉冲本身可以代表数字通信中的0，也可以代表1。

超宽带基础知识


数学表达式：当调制信息为ai，i=0,1,2,...，调制信号为：
s(t )
k
a

k
p(t kTf )
f
列。
p(t kT ) 其中，p（t）是基本脉冲信号；Tf是脉冲周期； 是脉冲序
k
优点：物理实现简单，只需一个匹配滤波器和一个脉冲发生器。
可以使用非相干解调。 缺点：误码性能不是最好。
高斯脉冲及其各阶导数：
高斯函数表达式：
为了简化表达式，令
，则高斯函数表示为
α 为高斯脉冲成形因子。 α 增大，脉冲幅度减小，脉 冲宽度增加。
高斯脉冲各阶导数波形：
波形分析： 从时域波形来看，高斯脉冲导数的阶数越高，脉冲的峰值 越多，过多的峰值不利于信号的检测和捕获，也不利于波形的 实现。 高斯脉冲含有较高的直流分量，不利于信号辐射。但其k阶 导数直流分量为零，信号能有效辐射。 使用高斯脉冲的原因： 超宽带脉冲发生器最容易产生的信号就是类似于高斯脉冲 的信号。 使用高斯脉冲分析简便。
补零前缀作用：使得系统抗多径能力增强且降低发射机频率。
M是所用子带数。
OFDM 主要思想：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换 成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正 交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少 子信道之间的相互干扰 ICI 。每个子信道上的信号带宽小于 信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落， 从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是 原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。 码元组成：MB-OFDM系统采用时隙编码，每个OFDM码前插有补 零前缀，码后有保护时隙。
a 当采用二进制PAM（设调制信息为：1 , a2）时，在AWGN信道下的二进制

超宽带(UWB)无线通信技术详解

3.4PSWF正交脉冲
PSWF脉冲是一类近似的“时限-带限”信号，在带限信号分析中有非常理想的效果。
与Hermite脉冲相比，PSWF脉冲可以直接根据目标频段和带宽要求进行设计，不需要复杂的载波调制进行频谱般移。因此，PSWF脉冲属于无载波成形技术，有利于简化收发信机复杂度。
(3)具有良好的共存性和保密性
由于UWB系统辐射谱密度极低(小于-41.3dBm/MHz)，对传统的窄带系统来讲，UWB信号谱密度甚至低至背景噪声电平以下，UWB信号对窄带系统的干扰可以视作宽带白噪声。因此，UWB系统与传统的窄带系统有着良好的共存性，这对提高日益紧张的无线频谱资源的利用率是非常有利的。同时，极低的辐射谱密度使UWB信号具有很强的隐蔽性，很难被截获，这对提高通信保密性非常有利。
超宽带（UWB）无线通信技术详解
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。
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。
PPM的优点在于：它仅需根据数据符号控制脉冲位置，不需要进行脉冲幅度和极性的控制，便于以较低的复杂度实现调制与解调。因此，PPM是早期UWB系统广泛采用的调制方式。但是，由于PPM信号为单极性，其辐射谱中往往存在幅度较高的离散谱线。如果不对这些谱线进行抑制，将很难满足FCC对辐射谱的要求。
(2)脉幅调制
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上式不满足正交性，修正的Hermite多项式的表达式：
hn
t
t2
e
h4 en
t
1
t2
ne4
dn dt n
t2 e 2
n取不同的值（1，2，3，…）可以得到一组相互正交的脉冲：
t2
h0 t e 4
h1
t
te
t2 4
h2 t
t2 1
t2
e4
h3
t
t3 3t
t2
使用高斯脉冲的原因：
超宽带脉冲发生器最容易产生的信号就是类似于高斯脉冲 的信号。
使用高斯脉冲分析简便。
已有的高斯脉冲种类
▪ Gaussian monocycle，类似于高斯脉冲的一阶导数，其表达式为
p t 2 et e2 t tm 2
tm
▪ Scholtz’s monocycle，类似于高斯脉冲的二阶导数，其表达式为
fH fL 500 MHz
式中：fH、fL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。fc是载波频率或中心频率。
频率范围：3.1~10.6GHz
各向同性发射功率谱密度（EIRP） 小于-41.3dBm/MHz
2）分类
▪ 脉冲无线电（Impulse Radio）：采用冲击脉冲（超短脉冲 ）作为信息载体的无线电技术。
目录：
1、超宽带系统的基本原理 1）概念 2）分类
2、超宽带系统的波形 3、超宽带系统的调制方式 4、超宽带系统的传播特性及信道模型 5、超宽带系统的接收技术
Page ▪ 2
1、超宽带系统的基本原理
1）概念
▪ 超宽带无线电是指具有很高带宽比的无线电技术。 ▪ FCC定义:
f H f L 20 % 或 fc
可以使用非相干解调。
▪ 缺点：误码性能不是最好。
不适合在室内密集多径的环境中使用。
▪ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ假如发送序列{ai}是独立同分布的随机变量，则其功率谱密度如下：
2
S (
f
)
2 a
Tf
P(
f
)
2
a2
T
2 f
P( k ) ( f k )
Tf
Tf
其中 a
和
2 a
分别是调制信号 ai
的均值和方差，P(
f
[Hz]
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 1 -1 [Hz]
0 H4(f)
1 [Hz]
0 H2(f)
1 [Hz]
Hermite多项式脉冲的幅度谱
Hermite多项式脉冲可以看成是时限信号，也可以看成频限 信号，满足UWB脉冲的基本要求。
由于不同阶的Hermite多项式脉冲满足正交性，它可用在多 用户UWB 系统中，将不同阶数的Hermite脉冲分配给不同的用 户，可有效地抑制多址干扰。这是Hermite脉冲优于其他脉冲 的地方。
b、为了保证脉冲能量的有效辐射，希望其直流分量为零。这 一点不是绝对的当脉冲直流分量不为零时，可采用双极性调制 ，总的发射脉冲的直流分量为零。
c、满足FCC的频谱掩蔽要求，对于发射脉冲信号的超宽带系 统，其发射信号的功率谱主要由发射脉冲波形的功率谱决定， 因此超宽带系统的脉冲波形频谱应满足FCC功率谱密度敷设限 制（即频谱掩蔽），避免对其他通信系统造成干扰。
3、波形的调制方式
▪ 脉冲调制方式 1、基本调制方式 1）脉冲幅度调制 2）开关键控 3）BPSK 4）脉冲位置调制 2、脉冲间隔调制 3、脉冲波形调制 4、M进制双正交键控
▪ 多频带脉冲调制 1、频谱键控 2、其他方式：脉冲串行和脉冲并行
▪ OFDM
几种基本调制方式的示意图
脉冲幅度调制（PAM）
0
1
h4 x 10-8[s]
Hermite多项式脉冲的时域波形
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 -1
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 -1
0 H0(f)
0 H3(f)
Frequency domain
1
1
0.8
0.8
0.6
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
0 1 -1 [Hz]
0 H1(f)
0 1 -1
p t
e2π
t tm
2
1
4π
t tm
2
▪ 高斯脉冲五阶导数，为满足FCC的频谱要求而提出
p
t
t5
2 11
10t 3
2 9
15t
2
7
e
t2 2
2
▪ Hermite多项式脉冲分析：
Hermite多项式的形式为：
he0
hen
1
1n
t2
e2
dn dt n
t2 e 2
▪ 多频带UWB：将可用的UWB频谱划分成若干个子带，每个子带宽 度不小于500MHz通信时可根据信息速率、系统功耗的要求以及 与其他系统共存的要求等，动态的使用部分或全部子带。
2、超宽带系统的波形
▪ 最简单、最通用的超宽带波形是单周期脉冲信号。
▪ 超宽带脉冲波形的设计原则：
a、脉冲宽度纳秒级，确保占用超宽带的频谱。
▪ 高斯脉冲及其各阶导数：
高斯函数表达式：
为了简化表达式，令
，则高斯函数表示为
α为高斯脉冲成形因子。 α增大，脉冲幅度减小，脉 冲宽度增加。
高斯脉冲各阶导数波形：
波形分析：
从时域波形来看，高斯脉冲导数的阶数越高，脉冲的峰值 越多，过多的峰值不利于信号的检测和捕获，也不利于波形的 实现。
高斯脉冲含有较高的直流分量，不利于信号辐射。但其k阶 导数直流分量为零，信号能有效辐射。
e4
h4 t
t 4 6t 2 3
t2
e4
Time domain
1
1
1
0.5
0.5
0.5
0
0
0
-0.5
-0.5
-0.5
-1
-1
-1
0
1
-1
h0
x 10-8[s]
1
1
-1
0
1
-1
h1 x 10-8[s]
0
1
h2 x 10-8[s]
0.5
0.5
0
0
-0.5
-0.5
-1
-1
-1
0
1
-1
h3 x 10-8 [s]
▪ 定义：把信息调制在脉冲幅度上的方式 ▪ 数学表达式：当调制信息为ai，i=0,1,2,...，调制信号为：
s(t) ak p(t kTf ) k
其中，p（t）是基本脉冲信号；Tf是脉冲周期；
p(t kTf )
k
是脉冲序
列。
▪ 优点：物理实现简单，只需一个匹配滤波器和一个脉冲发生器。
▪ 数学表达式：
s(t )
bk p(t k Tf )
k
其中，bk∈{0,1}是调制信号；p（t）是基本脉冲信号；Tf是脉冲周期。
)2
是基本脉冲信号的功率谱密度。
当采用二进制PAM（设调制信息为：a1, a2）时，在AWGN信道下的二进制 PAM相干接收的误码率性能为：
Pe Q(
(a2
2(
2 a
a1 )2
a2 )
Eb N0
)
开关键控（OOK）
▪ 定义：当调制数据是“1”的时候，发送脉冲信号；当调制数据为“0”的时候，不 发送脉冲信号。